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INFORME TÉCNICO

DATOS HIDROGRÁFICOS DEL GOLFO DE CALIFORNIA

CAMPAÑA OCEANOGRÁFICA GOLCA-0212 (7 al 13 de Diciembre de 2002)

Martha Peguero Icaza Victor M. Godínez Sandoval

Laura Sánchez Velasco

DEPARTAMENTO DE OCEANOGRAFÍA FÍSICA

DIVISIÓN DE OCEANOLOGÍA, CICESE KM. 107 CARR. TIJUANA-ENSENADA

ENSENADA, BAJA CALIFORNIA, MÉXICO

Martha Peguero Icaza, Victor M. Godínez Sandoval y Laura Sánchez Velasco. 2005. Datos hidrográficos del Golfo de California. Campaña oceanográfica GOLCA-0212 (7 al 13 de Diciembre de 2002). Departamento de Oceanografía Física, CICESE. 77 pp. (33979)

DATOS HIDROGRÁFICOS DEL GOLFO DE CALIFORNIA CAMPAÑA OCEANOGRÁFICA GOLCA-0212

(7 AL 13 DE DICIEMBRE DE 2002)

Por: Martha Peguero Icaza1 Víctor M. Godínez Sandoval2 Laura Sánchez Velasco3*

1 Instituto de Ciencias del Mar y Limnología (UNAM) Circuito Exterior s/n, Ciudad Universitaria México, D. F., c.p. 04510.

2 Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) División de Oceanología. Departamento de Oceanografía Física. Ensenada, Baja California, México.

3 Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas (CICIMAR) Instituto Politécnico Nacional Departamento de Plancton y Ecología Marina Ave. Instituto Politécnico Nacional s/n, Col. Playa Palo de Sta. Rita La Paz, Baja California Sur, México. c.p. 23000

*Director de Proyecto (e-mail:[email protected], [email protected]) Informe Técnico. Serie Oceanografía Física. CICESE. Octubre 2005.

mailto:[email protected]


CONTENIDO

Página

RESUMEN i

Lista de Tablas ii

Lista de Figuras ii

Lista de Participantes iii

1. INTRODUCCION 1

2. AREA DE ESTUDIO 2

3. INSTRUMENTACION 4

3.1 Calibración del CTD 4

4. PROCESAMIENTO Y PRESENTACIÓN DE DATOS 6 DEL CTD

5. AGRADECIMIENTOS 10

6. BIBLIOGRAFIA 11

7. APENDICE A: Perfiles verticales de temperatura (T °C), salinidad (S ups), oxígeno disuelto (O2 mll-1), fluorescencia (F µgl-1) y estabilidad (Est m-1) obtenidos con el CTD.

12

i

RESUMEN

Se presentan los datos de CTD obtenidos del 7 al 13 de Diciembre

de 2002 en el Golfo de California correspondientes a 32 estaciones

oceanográficas durante la campaña GOLCA-0212, a bordo del Buque

Oceanográfico “Francisco de Ulloa”. Este trabajo es parte del proyecto

denominado “Variabilidad espacial de grupos del zooplancton, con

énfasis en larvas de peces, en el Golfo de California superior y central y su

interacción con el ambiente” (Clave CGPI2003-297). La campaña fue

financiada por el Instituto Politécnico Nacional a través del presupuesto

otorgado a dicho proyecto con base en el Centro Interdisciplinario de

Ciencias Marinas (CICIMAR).

En este reporte se presentan perfiles verticales de temperatura,

salinidad oxígeno disuelto, fluorescencia y estabilidad de cada estación,

además de listados de estas variables a profundidades seleccionadas.

ii

Lista de Tablas

Tabla Página

I Localización geográfica de las estaciones oceanográficas durante la campaña GOLCA-0212. La hora y la fecha están referidas a Tiempo Universal.

3

II Especificaciones de los sensores del CTD SBE-19 proporcionados por el fabricante.

4

III Experimentos de calibración para sensores de temperatura.

5

IV Resultados de calibración de conductividad en laboratorio.

6

V Simbología usada en los encabezados de los perfiles verticales de CTD.

8

Lista de Figuras

Figura Página 1 Localización del área de estudio y

posición geográfica de las estaciones. Se indica el número consecutivo del lance.

2

2 Diagrama T-S de todas las estaciones de CTD en la campaña GOLCA-0212.

9

iii

Lista de Participantes

Participantes Institución Puesto

Bernardo Shirasago German

(Jefe de Campaña)

CICIMAR Profesor-Investigador

Sylvia Patricia Jiménez Rosenberg CICIMAR Profesor

Martha Peguero Icaza ICMyL-UNAM Alumna Doctorado

Carlos Avalos García CICIMAR Alumno Doctorado

Margarita Rentería Cano CICIMAR Alumna Maestría

Mario Jaime Rivera CICIMAR Alumno Maestría

Yesnia Suleica Delgado Casillas UABCS Servicio Social

Edgar Leonardo Pérez Lezama CICIMAR Técnico

Jorge Guadalupe Castro Güereña CICIMAR Técnico

Constantino Ramírez Serrano CICIMAR Técnico

Juan Francisco Moreno Higareda CICESE Técnico

1

1. INTRODUCCIÓN

El crucero oceanográfico GOLCA-0212 se realizó del 7 al 13 de

Diciembre de 2002 en el Golfo de California, a bordo del Buque

Oceanográfico “Francisco de Ulloa”. La campaña consistió en una serie de

estaciones oceanográficas (Figura 1), en las cuales se llevaron a cabo las

siguientes maniobras: i) arrastres oblicuos mediante red bongo (malla de

333 y 505 µm) siguiendo la metodología recomendada por Smith y

Richardson (1979); arrastres superficiales mediante red cónica de 60 cm de

diámetro de boca y malla de 505 µm durante 5 minutos; arrastres verticales

con red cónica de 25 cm de diámetro de boca y malla de 64 µm; ii)

perfiles verticales de conductividad, temperatura y profundidad usando un

CTD con sensores extras de fluorescencia y oxígeno disuelto; iii) toma de

muestras de agua para determinación de nutrientes y clorofila a y iv) un

registro continuo de datos batimétricos, corrientes horizontales con ADCP,

datos meteorológicos, temperatura, salinidad, y fluorescencia en la

superficie del agua durante toda la campaña oceanográfica. El objetivo

del presente trabajo es documentar la información hidrográfica obtenida

con el CTD durante la campaña GOLCA-0212 en el Golfo de California.

Para hacer uso de la información aquí presentada se requiere

autorización por escrito de la Dra. Laura Sánchez Velasco (director del

proyecto, e-mail [email protected] o [email protected]). La

información de plancton, nutrientes y clorofila será presentada

posteriormente.



2

2. ÁREA DE ESTUDIO

Los datos reportados en el presente trabajo fueron registrados en el

Golfo de California (Figura 1), entre los 27° y los 32° de latitud Norte y 111° y

115° de longitud Oeste. El área de estudio comprende la región norte del

Golfo de California y la región de las grandes islas, en la que se presenta

una batimetría muy compleja con una serie de cuencas y umbrales (López

y García, 2003).

En la tabla I se presentan para cada lance de CTD: la posición

geográfica de las estaciones; número de lance y estación

correspondiente; hora y fecha referidas a tiempo universal (UT) y la

profundidad de la estación.

115 114 113 112 111

28

29

30

31

32

1 2 3

45

678

910

11 12

1314

15 16

17181920

21

22

2324

2526

2728

2930

3132

LATI

TUD

N

LONGITUD ºW

Golfo de California

Océano Pacífico

115 114 113 112 111

28

29

30

31

32

1 2 3

45

678

910

11 12

1314

15 16

17181920

21

22

2324

2526

2728

2930

3132

LATI

TUD

N

LONGITUD ºW

Golfo de California

Océano Pacífico

Figura 1. Localización del área de estudio y posiciones geográficas de las estaciones durante la campaña GOLCA-0212. Se indica el número consecutivo del lance.

3

Tabla I. Localización geográfica de las estaciones de CTD durante la campaña GOLCA-0212. La hora y la fecha están referidas a Tiempo Universal.

LANCE

ESTACIÓN LATITUD

(°N) LONGITUD

(°W) HORA (UT )

FECHA (dd/mm/aa)

PROFUNDIDAD (m)

1 EST01 27°36.237 112°11.988 11:39 7/12/2002 950

2 EST02 27°44.290 111°44.210 16:37 7/12/2002 1540

3 EST03 27°44.234 111°09.289 21:49 7/12/2002 377

4 EST04 28°17.462 111°40.828 04:09 8/12/2002 39

5 EST05 28°09.275 112°08.994 10:22 8/12/2002 902

6 EST06 28°42.39 112°02.38 14:39 8/12/2002 40

7 EST07 28°37.444 112°23.949 18:28 8/12/2002 256

8 EST08 28°57.270 112°47.120 23:48 8/12/2002 462

9 EST09 29°30.505 112°33.893 05:01 9/12/2002 76

10 EST10 29°20.585 113°00.344 09:56 9/12/2002 405

11 EST12 29°47.608 113°23.012 16:28 9/12/2002 180

12 EST13 29°55.358 112°53.721 20:43 9/12/2002 118

13 EST14 30°19.180 113°08.430 00:19 10/12/2002 77

14 EST15 30°11.914 113°40.064 05:00 10/12/2002 177

15 EST16 30°36.607 113°52.355 10:24 10/12/2002 99

16 EST17 30°43.310 113°23.140 13:56 10/12/2002 80

17 EST18 31°08.573 113°37.356 18:31 10/12/2002 36

18 EST19 31°02.946 114°05.879 22:21 10/12/2002 120

19 EST20 31°20.140 114°14.300 06:31 11/12/2002 50

20 EST21 31°26.655 114°37.383 05:24 11/12/2002 16

21 EST22 30°59.760 114°27.858 11:11 11/12/2002 40

22 EST23 30°28.720 114°25.780 16:37 11/12/2002 49

23 EST24 30°01.714 114°14.511 20:57 11/12/2002 186

24 EST25 29°42.120 113°55.170 01:41 12/12/2002 640

25 EST25A 29°27.640 113°43.920 05:28 12/12/2002 605

26 EST26 29°14.050 113°31.890 10:23 12/12/2002 385

27 EST26A 29°00.030 113°19.630 13:24 12/12/2002 850

28 EST27 28°46.792 113°07.371 17:26 12/12/2002 1325

29 EST27A 28°32.877 112°55.496 21:24 12/12/2002 314

30 EST28 28°20.990 112°45.010 00:10 13/12/2002 197

31 EST29 27°57.337 112°34.773 04:39 13/12/2002 534

32 EST30 27°46.807 112°22.730 09:22 13/12/2002 960

4

3. INSTRUMENTACIÓN

3.1 Calibración del CTD

El CTD SB-19 fabricado por Sea-Bird Electronics Inc. consta de una

unidad submarina a la cual se fijan los sensores de presión, temperatura y

conductividad, además de canales auxiliares a los que pueden

conectarse diferentes tipos de sensores, en este caso, de oxígeno disuelto y

fluorescencia. La unidad toma dos muestras por segundo, las cuales son

grabadas internamente en una memoria estática CMOS. El inicio y final de

la grabación de datos se controla manualmente con un interruptor

magnético externo. El sistema se conecta por medio de un conductor

serial a una computadora personal, lo cual permite el acceso a los datos

almacenados y monitoreo de la señal de los sensores. Las especificaciones

de fábrica del CTD se muestran en la tabla II.

Tabla II. Especificaciones de los sensores del CTD SB-19 proporcionados por el fabricante.

PARAMETRO

RANGO

PRECISION

RESOLUCION

ESTABILIDAD

Conductividad [Siemens/m]

0-7

0.0003

0.00004

0.0003 S/m/mes

Temperatura [°C]

-5 a 35

0.001

0.0003

0.0002 °C/mes

Presión [psia]

0-15000

0.015% de la escala completa

0.001 % de la escala completa

0.0015 % de la escala completa

Oxígeno [ml/l]

0-15

0.1

0.01

---

Fluorescencia [µg/l]

0-150

0.02

0.03

---

5

Los sensores del CTD fueron calibrados en los laboratorios de Sea-Bird

Electronics Inc. en el mes de enero y febrero de 2001. La tabla III muestra

los resultados de sumergir los sensores de temperatura y conductividad en

un baño de temperatura variable. Las frecuencias de salida de los sensores

son usadas para tabular los coeficientes de calibración, utilizados en las

ecuaciones de conversión al Sistema Internacional de Unidades en

Oceanografía (UNESCO, 1985).

Tabla III. Experimentos de calibración para sensores de temperatura.

Número de serie 2957 Temperatura estándar [°C]

CTD [°C] Residual [°C]

1.0000 0.9999 0.0001

4.4999 4.5001 0.0002

15.0000 14.9999 -0.0001

18.4999 18.4997 -0.0002

24.0000 24.0003 0.0003

28.9998 28.9998 0.0000

32.5000 32.4999 -0.0001

El sensor de conductividad del CTD también fue comparado en

laboratorio contra estándares mediante dos experimentos, variando la

temperatura y la salinidad, los resultados se muestran en la tabla IV.

6

TABLA IV. Resultados de calibración de conductividad en laboratorio.

Número de serie 2957 Temperatura Estándar [°C]

Salinidad Estándar[UPS]

Conductividad Estándar [S/m]

CTD [S/m] Residual [S/m]

22.0000 0.0000 0.0000 0.00000 0.00000

1.0000 34.8105 2.97551 2.97543 -0.00008

4.4999 34.8114 3.28430 3.28439 0.00009

15.0000 34.8101 4.27094 4.27094 0.00000

18.4999 34.8098 4.61759 4.61762 0.00003

24.0000 34.8077 5.17749 5.17744 -0.00005

28.9998 34.8010 5.70007 5.70004 -0.00003

32.4999 34.7902 6.07196 6.07200 0.00004

4. PROCESAMIENTO Y PRESENTACIÓN DE DATOS DEL CTD.

El procesamiento de datos provenientes del CTD tiene como objetivo

producir perfiles limpios de errores (ruido y spikes) y se realiza con utilerías

proporcionadas por el fabricante (Sea-Bird Electronics, 2003). Como primer

paso, se extrae la información almacenada de los sensores del CTD y se

convierten a un formato hexadecimal, utilizando el módulo DATCNV;

posteriormente se identifican y eliminan datos con diferencias mayores a

dos desviaciones estándar entre 48 datos sucesivos (2 segundos) de

presión, temperatura y conductividad, esto se realiza con el módulo

WILDEDIT. Es necesario corregir el desfase de tiempo entre las señales de

los sensores de temperatura y conductividad, el cual ocurre debido a la

posición que tienen los sensores, en el conducto de bombeo de agua. Si

esto no se corrige, se obtienen saltos ("spikes") en el cálculo de la salinidad

7

en las zonas de fuerte gradiente térmico. Dicha corrección se realiza con el

módulo ALIGNCTD. Posteriormente se necesita reducir el ruido de alta

frecuencia que presentan los sensores de presión y conductividad,

mediante la aplicación de un filtro recursivo de paso bajo con una

constante de tiempo de 0.5 s y 0.15 s. Esto se realiza con el módulo FILTER.

Después es necesario realizar un ajuste por el flujo del agua a través del

conducto, lo cual produce anomalías térmicas en la celda de

conductividad, sobre todo cuando el CTD pasa por gradientes de

temperatura importantes. Se usa el módulo CELLTM para corregir esta

anomalía y se requiere de dos parámetros (α y τ) para minimizar las

diferencias de salinidad entre el perfil de bajada y el perfil de subida, se

utilizaron los valores recomendados por el fabricante (García et al., 1999).

Por última corrección se utiliza el módulo LOOPEDIT para corregir el error

producido por el movimiento irregular del barco durante el ascenso y

descenso del CTD.

Después de aplicar estos módulos, se tiene un perfil limpio que

puede promediarse y calcular las diferentes variables oceanográficas de

interés (UNESCO, 1988, 1991). Para calcular salinidad se usaron los

algoritmos de Fofonoff y Millard (1983) en el modulo DERIVE.

En el apéndice A se presentan los datos de CTD en forma de perfiles

verticales de temperatura (T), salinidad (S), oxígeno disuelto (O2) y

fluorescencia (F), junto con un listado a profundidades discretas. Además,

se incluye el perfil de estabilidad de la columna de agua, que se calculó

utilizando la frecuencia de Brunt-Väisälä como un parámetro que indica la

fuerza de estratificación en un fluido. La simbología de los encabezados se

da en la Tabla V. Cuando una variable no fue medida se reporta con 99.9,

en el caso de la nubosidad con 9.

En la figura 2 se presenta el diagrama T-S de los lances de CTD de la

campaña GOLCA-0212, donde claramente se diferencian tres masas de

8

agua, dos para la región norte del Golfo de California (IPW y StSsW) y una

característica del Alto Golfo de California (GCW) (Godínez-Sandoval et al.,

2003).

TABLA V. Simbología usada en los encabezados de los perfiles verticales de CTD.

ESTACIÓN Nombre de la Estación

LANCE Número de lance

LATITUD Posición geográfica (°N)

LONGITUD Posición geográfica (°W)

DD/MM/AA Fecha día/mes/año

H Tiempo Universal (UT)

PROFTOT Profundidad del fondo (m)

TEMPSUP Temperatura superficial (C°)

SALSUP Salinidad superficial

TEBUHU Temperatura del bulbo húmedo (C°)

TEBUSE Temperatura del bulbo seco (C°)

V-MAG Rapidez del viento (m/s)

DIR Dirección del viento (azimut)

NUBES Nubosidad (octas)

BAROM Presión atmosférica (mb)

PR Presión CTD

T Temperatura de CTD (°C)

S Salinidad de CTD

O2 Oxígeno Disuelto (ml/l)

Flu Fluorescencia (µg/l)

Est Estabilidad (m-1)

9

Figura 2. Diagrama T-S de todas las estaciones de CTD en la campaña GOLCA-0212.

10

5. AGRADECIMIENTOS

La campaña fue financiada por el Instituto Politécnico Nacional a

través del proyecto “Variabilidad espacial de grupos del zooplancton, con

énfasis en larvas de peces, en el Golfo de California superior y central y su

interacción con el ambiente” (Clave CGPI2003-297) La campaña se realizó

con éxito gracias al entusiasmo y trabajo de todos los participantes en la

misma cuyo jefe de crucero fue el Dr. Bernardo Shirasago German. Se

hace un reconocimiento especial al personal del Departamento de

Oceanografía Física del CICESE, y particularmente al Sr. Juan Francisco

Moreno Higareda, al Capitán M.M.N. Roberto Cardós Iñiguez y la

tripulación del B/O Francisco de Ulloa, así como al jefe de operaciones de

la embarcación, Ocean. Joaquín García Córdova por la exitosa

campaña.

Laura Sánchez Velasco agradece a la COFAA-IPN, EDI-IPN y al SNI-

CONACyT por los estímulos otorgados.

11

6. BIBLIOGRAFÍA

Fofonoff, N. P., y R. C. Millard. Algorithms for computation of fundamental properties of seawater. UNESCO Technical Papers in Marine Science, 44. 53 pp. 1983.

García, C. Joaquín. Reginaldo Durazo A., Timothy Baumgartner M. y Bertha Lavaniegos E. Hidrografía en la zona sureña del sistema de la corriente de California. Campaña IMECOCAL 9809/10. B/O Francisco de Ulloa. Septiembre 28 - Noviembre 1° de 1998. Informe Técnico CTEC9903. Comunicaciones Académicas. Serie Ecología, CICESE, 112 pp. 1999.

Godínez Sandoval, Víctor M., Miguel F. Lavín, Rafael Ramírez Mendoza, Arturo I, Ocampo Torres, M. Salvador Galindo Bect y J. Martín Hernández Ayón. Datos Hidrográficos en el Alto Golfo de California: Campaña FU9908 (Agosto 17-23, 1999). Informe Técnico. Comunicaciones Académicas. Serie Oceanografía Física, CICESE, 252 pp. (6376). 2001.

López, M., y J. García. Moored observations in the northern Gulf of California: A strong bottom current. J. Geophys. Res., 108(C2), 30xx-30xx. 2003.

Sea-Bird Electronics, Inc. Seasoft-win32: SBE data processing-win32. CTD data processing and plotting software for Windows 95/98/NT/2000/XP. Software release 5.29ª. 122 pp. 2003.

Smith, P. E. y S. L. Richardson. Técnicas modelo para prospecciones de huevos y larvas de peces pelágicos. FAO, Documentos técnicos de Pesca No. 175. 107 pp. 1979.

UNESCO. The international system of units (SI) in oceanography. UNESCO technical papers in marine science. No. 45. 124 pp. 1985.

UNESCO. The acquisition, calibration, and analysis of CTD data. UNESCO technical papers in marine sciense. No. 54. 94 pp. 1988.

UNESCO. Processing of oceanographic station data. UNESCO technical papers in marine science. 138 pp. 1991.

12

7. APÉNDICE A: Perfiles verticales de temperatura (T °C), salinidad, oxígeno disuelto (ml l-1), fluorescencia (µg l-1) y estabilidad (m-1) obtenidos con el CTD.

S FluEstO2

P [d

b]

Θ [°C]

0 1 2 3 4 5 6Flu [µgl−l]

0 1 2 3 4 5 6O [mll−l]

0 0.1 0.2 0.3 0.4Est/1000 [m−l]

ESTACION LANCE LATITUD LONGITUD DD MM AA H[UT] Est01 1 27 35.9 112 9.1 7 12 2002 1139 PROFTOT TEMSUP SALSUP TEBUHU TEBUSE V−MAG DIR NUBES BAROM [m] [°C] [ups] [°C] [°C] [m/s] [AZM] [1/8] [bar] 950.0 20.5 35.42 99.9 99.9 99.9 999 9 9999.0

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Θ

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22


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datos hidrogrÁficos del alto golfo de california:...

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