METODOLOGÍA PARA REALIZACIÓN DE CRUCEROS …

IDEAM—METE0/003-2005 NOTA TÉCNICA DEL IDEAM

Original: Junio 2005

METODOLOGÍA PARA REALIZACIÓN DE CRUCEROS OCEANOGRÁFICOS EN LA CUENCA DEL PACÍFICO SURORIENTAL (PACÍFICO - ERFÉN)

Jeimmy Yanely Melo Franco

Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales - IDEAM SUBDIRECCIÓN DE METEOROLOGIA

Bogotá, D. C., Noviembre 2004

CONTENIDO

RESUMEN 4

ABSTRACT 4

1.INTRODUCCIÓN 5

2.PRESENTACIÓN 6

3.JUSTIFICACIÓN 7

4.POSICIÓN GEOGRÁFICA DE LA CUENCA DEL PACÍFICO COLOMBIANO 8

5.ÁREA DE ESTUDIO 9

6.MÉTODOS DE MEDICIÓN Y MUESTREO DE LOS DIFERENTES PARÁMETROS OCEANOGRÁFICOS 10

6.1. TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL MAR 10 6.1.1. MATERIALES Y EQUIPOS 11

6.1.2. TOMA DE LA MUESTRA 11 6.1.3. PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN 11

6.2. CLOROFILA -A 12 6.2.1. MATERIALES Y EQUIPOS 13

6.2.2. TOMA DE LA MUESTRA 13

6.2.3. PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN 14

6.2.4. CÁLCULO DE LA MUESTRA 14

6.3. SALINIDAD 15 6.3.1. MATERIALES Y EQUIPOS 16



6.4. OXÍGENO DISUELTO 17 6.4.1. MATERIALES Y EQUIPOS 17




6.5. ALCALINIDAD 19 6.5.1. MATERIALES Y EQUIPOS 20




Jeimmy Melo — Metodología Realización de Cruceros Oceanográficos Página 2 15/06/05

6.6. PH 21 6.6.1. MATERIALES Y EQUIPOS 21 6.6.2. TOMA Y MEDICIÓN DE LA MUESTRA 21 6.7. TRANSPARENCIA 21 6.7.1. MATERIALES Y EQUIPOS 22 6.7.2. TOMA Y MEDICIÓN DE LA MUESTRA 22

7. MÉTODOS DE MEDICIÓN Y MUESTREO DE LAS OBSERVACIONES METEOROLÓGICAS 21

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 31

Jeimmy Melo — Metodología Realización de Cruceros Oceanográficos

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METODOLOGÍA PARA REALIZACIÓN DE CRUCEROS OCEANOGRÁFICOS EN LA CUENCA DEL PACÍFICO SURORIENTAL (PACÍFICO — ERFÉN)

RESUMEN

El presente trabajo es una guía para el personal técnico en meteorología, que participa en los cruceros oceanográficos que semestral o anualmente realiza la CCCP de la Armada Nacional de Colombia junto con la participación del IDEAM, para obtener puntos de referencia del estado físico y químico en que se encuentra la Cuenca del Pacífico Suroriental (Pacífico Colombiano) de uno de los principales mares del país y que conforma la información básica y primaria de entrada para estudios de variabilidad climática e interacción océano-atmósfera a lo largo de los países miembros involucrados en el ERFÉN. El producto básico para obtener los datos del estado físico y químico de los mares, necesita de una metodología que va desde la toma de la muestra de parámetros oceánicos, la cuantificación de los mismos, las correcciones a la medición no solo a las variables oceánicas sino también de atmósfera, los métodos de observación al agua circundante como de la bóveda celeste y la infraestructura necesaria, como materiales y equipos, para llevar con éxito el trabajo que un técnico en meteorología pueda realizar en el crucero.

Palabras claves: Meteorología Marina, Métodos de Observación, Crucero Oceanográfico, Oceanografía.

ABSTRACT

The following work is a guide for the technical people in meteorology who participate in oceanographics cruises semester or annually made for the National Navy join with the IDEAM in order to obtain references points of the chemical and physical state of the atmosphere over the South-east Pacific Basin. These aspects are the entries of the basic and primary information for the studies of climate variability and ocean-atmosphere interaction for the members' country involved into program ERFEN. The product basic to obtain data of the state physical and chemical oceans needs one methodology that it goes from getting sample of oceanic parameters, quantification them, corrections to the measurements oceanics and atmospherics, observations methods sea and sky until to know materials and equipment to carry out with success the work during cruise.

Keywords: Marine Meteorology, observations methods, oceanographic cruises, oceanography.

Página 4 15/0605 Jeimmy Melo — Metodología Realización de Cruceros Oceanográficos

1. INTRODUCCIÓN

El presente trabajo contiene la metodología para la realización y participación en los CRUCEROS OCEANOGRÁFICOS DEL PACIFICO SU RORIENTAL del programa de Meteorología Marina de la Subdirección de Meteorología del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales — IDEAM. Dichos cruceros son realizados aproximadamente dos veces al año, a través del Centro de Control de Contaminación del Pacífico CCCP para la ampliación de la dinámica de las condiciones oceanográficas y meteorológicas de la Cuenca del Pacífico Colombiano y la ensenada de Tumaco. Este documento hace parte del soporte de manuales e instructivos del programa de Meteorología Marina. Se desarrollo teniendo en cuenta las necesidades del servicio, la participación en los mismos y las investigaciones proyectadas para las áreas marítimas colombianas, con el objeto de informar al público en general sobre el comportamiento oceanográfico y meteorológico de las mismas.

El manual contiene igualmente las pautas de colección de información, mediciones y recorrido de los cruceros sobre la cuenca del pacífico, programa Efrén para suministro de información al programa de meteorología marina.

Jeimmy Melo — Metodologia Realización de Cruceros Oceanográficos

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2. PRESENTACIÓN

El objetivo de este manual, es el de suministrar de una manera detallada, fácil y clara, los pasos necesarios para realizar la obtención de información oceanográfica (temperatura superficial del mar, salinidad, densidad, oxigeno disuelto, clorofila-a, alcalinidad, ph) y meteorológica (altura y periodicidad de la ola, dirección y velocidad del viento, presión atmosférica) a través de los cruceros oceanográficos de la cuenca del Pacífico Suroriental; parámetros que permiten caracterizar el estado físico del Pacifico colombiano dentro de las áreas de investigación básica y aplicada planteadas en el programa de Meteorología Marina del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales - IDEAM.

Cada medición de los parámetros anteriormente mencionados, están debidamente identificados con el nombre correspondiente y la metodología a utilizar.

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3. JUSTIFICACIÓN

Colombia avanza dentro del concepto de desarrollo sostenible y requiere de una visión nacional de los procesos marinos; por tal razón, necesita conocer el potencial total de sus mares en aspectos socioeconómicos ambientales y el papel de sus áreas marítimas en el sistema climático. Los procesos que ocurren en el mar, particularmente los procesos físicos y biogeoquímicos marinos que se presentan en la capa de mezcla, se ven afectados o tienen relación con los procesos atmosféricos y juegan un papel importante en clima tanto mundial como local; son parte esencial del ecosistema e influyen en el desarrollo de gran parte de las actividades humanas. En el sistema climático, los océanos influyen en el balance energético y el plancton juega un significativo papel en los procesos de intercambio océano atmósfera de gases de vital importancia, como el CO2 (segundo contribuyente al efecto invernadero (Najjar, 1995) y el dimetilsulfido (principal fuente de núcleos de condensación de nubes en la atmósfera marina (Keller, Bellower & Guillard.,1989)). Esta incidencia es muy marcada en algunos procesos, como es el caso de las corrientes y las surgencias marinas, las cuales son controladas por el viento. Regionalmente este efecto es muy evidente. Las corrientes marinas que se observan en el Pacífico colombiano tienen una conexión muy marcada con la circulación atmosférica de esa región y responden generalmente al comportamiento de los vientos y al desplazamiento de la Zona de Convergencia Intertropical (ITCZ).

En la práctica de la toma de decisiones y en la planificación de diferentes sectores nacionales, es necesario contar con una visión integrada de los procesos que ocurren en las áreas marítimas colombianas fundamentada en el conocimiento y en el seguimiento continuo de los mismos; por ello, el(los) crucero(s) oceanográfico(s) PACIFICO — ERFÉN, contempla(n) el área oceanográfica física como componente esencial para dar el cumplimiento a los objetivos con anterioridad determinados y contemplados dentro del desarrollo del programa ERFÉN, con el fin de conocer las condiciones hidrometeorológicas prevalecientes en el área de estudio.


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Figura 1. Cuenca del Pacifico Colombiano

4. POSICIÓN GEOGRÁFICA DE LA CUENCA DEL PACÍFICO COLOMBIANO

La Cuenca del Pacifico Suroriental, se ubica geográficamente entre los paralelos 01°30' hasta 07° 10' de lalitud norte y entre los 77° 40' y 82° 00' de longitud oeste (Fig. 1). Al norte limita con las aguas del Golfo de Panamá; al este con el litoral occidental de Colombia ( Chocó, Valle del Cauca, Cauca, Nariño); al sur con las aguas de la costa ecuatoriana y la cordillera submarina de Carnegie (1350 km longitud, 300 km de ancho) y al oeste con el Océano Pacífico, las aguas territoriales de la República de Panamá y la Cordillera de los Cocos (Trojer, H., 1958 ; Graefe et al., 1997 y Gutscher et al., 1999 ).

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7.00- Est. Oceanográfica

6.00—

❑ Est. Biológica y Química

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7

5. ÁREA DE ESTUDIO

Generalmente, cuando se realiza el crucero oceanográfico bajo la dirección del Centro de Control y Contaminación del Pacífico CCCP, el área de estudio comprende dos áreas: una costera, donde las estaciones están distanciadas una de la otra en 30 millas náuticas (desde los 77° 45'W hasta los 80° 00'W y desde los 01° 30'N hasta los 06° 30'N) y otra oceánica, donde las estaciones están distanciadas una de la otra en 60 millas náuticas (desde los 80° 00'W hasta los 84° 00'W y desde los 01° 30'N hasta los 05° 00'N) (Fig. 2).

CRUCERO OCEANOGRÁFRICO CUENCA PACÍFICO COLOMBIANO

• •, • • -82.00 -81.00 -80.00 -79.00 -78.00

-86.00 -85.00 -84.00 -83.00

LONGITUD Figura 2. Área de estudio Cuenca Pacífico Colombiano

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6. MÉTODOS DE MEDICIÓN Y MUESTREO DE LOS DIFERENTES PARÁMETROS OCEANOGRÁFICOS

Los cruceros oceanográficos siguen siendo uno de los componentes principales del sistema de observación de alta mar para la obtención de datos terrestres verdaderos" in situ. Las observaciones

realizadas sobre el comportamiento de las diferentes variables oceanográficas en la columna de agua y las variables meteorológicas marinas, servirán para fines climatológicos, sinópticos, oceanográficos y meteorológicos; ya que esta información debe considerarse como parte de la riqueza de un país, por lo que es conveniente que el Servicio de Meteorología Marina del IDEAM sea la autoridad oficialmente responsable de su concentración y archivo; pues además del interés histórico, la información adquirida tiene un valor incalculable para estudios de desarrollo y economía nacional. Por lo anterior, todas las observaciones deben ser verificadas cuidadosamente, no-solo para garantizar la transferencia de datos precisos sino también para poner en conocimiento de los observadores o personal encargado cualquier error, a fin de que puedan evitarse en el futuro.

Teniendo en cuenta lo anterior, a continuación se presenta la metodología a seguir para la evaluación de cada uno de los parámetros oceanográficos y meteorológicos a capturar durante la participación en el crucero.

6.1. TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL MAR

La temperatura superficial del mar (TSM), es una variable que suministra información sobre la cantidad de energía disponible en la capa superior del océano que está en contacto con la atmósfera. A través de esta variable, es posible inferir otros procesos físicos, químicos y biológicos debido a que influye en el comportamiento de gran parte de ellos. De igual forma, es posible realizar seguimiento a procesos de interacción océano-atmósfera y, explicar de manera directa o indirecta, la distribución de las distintas especies de peces, ya que, hay por ejemplo una relación muy estrecha entre la temperatura de la superficie del mar (TSM) y la actividad biológica. La temperatura que ha de observarse, debe ser representativa de las condiciones que existen en la capa de la primera profundidad óptica por debajo de la superficie libre del océano.

Adicional a lo anterior, esta variable también es significativa en los componentes de solubilidad de

sales y gases y afecta de manera indirecta los valores de conductividad y pH; sirve también para predecir la intensificación de procesos ciclónicos, condiciones de niebla, fenómenos aire-mar,

desarrollo de tormentas, formación de hielos marinos.

Su unidad de medida está dada en grados Celsius °C.

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6.1.1. Materiales y Equipos

Los materiales y el equipo a utilizar para la medición de la TSM, pueden ser los siguientes:

1. Un balde de lona doble o un balde de plástico o un balde de goma con termómetro fijo. 2. Un termómetro invertido o termómetro de cazoleta 3. Una sonda multiparámetro Horiba U10 o pH-metro MP 120

6.1.2. Toma de la Muestra

Al realizar la toma de la muestra de agua, se debe tener sumo cuidado en que ésta no se halle sometida a las influencias externas (las causadas por le mismo buque — agua de refrigeración procedente de motores-, la temperatura del aire, la radiación procedente del sol y la superestructura del buque); además, es posible que se presenten dificultades con mal tiempo debido al cabeceo y balanceo del buque cuando la mar esta bastante fuerte, por lo que se recomienda medidas de precaución.

Es de tener en cuenta, que los termómetros utilizados para realizar las mediciones de temperatura superficial del mar deben ser de pequeña capacidad calorífica y reacción rápida, disponiendo además de una escala robusta de fácil y clara lectura.

Para colectar la muestra como tal, es bastante apropiado utilizar un balde de lona doble adecuado para la toma de muestras de agua exactamente debajo de la superficie del mar y a profundidades de un metro.

En caso de no existir una balde de lona, esta toma de muestra puede ser realizada con un balde de plástico o un balde de goma con termómetro fijo. Si no se cuenta con ninguno de los anteriores materiales, se puede utilizar:

a) Una sonda multiparámetro Horiba U10, la cual se calibra manualmente en el laboratorio con soluciones patrón de cada analito y la solución suministrada por el fabricante y se sumerge directamente al cuerpo de agua a una profundidad de 30 cm aproximadamente, en una zona de poca turbulencia.

b) o Un pH-metro MP 120, del cual se sumerge el electrodo en la muestra, teniendo cuidado con no tocar las paredes del recipiente que la contiene, y se espera hasta que la lectura se estabilice.

6.1.3. Procedimiento de medición

La medición in situ de la TSM se realiza con un balde de lona doble, el cual debe ser lanzado lo más lejos posible del buque para evitar contacto con el agua que rodea el casco de navío y la cual puede haber sido calentada por el mismo buque y, nunca debe ser arrastrado sobre la superficie del agua, ya que puede presentar una mezcla de temperatura del agua de mar y temperatura del aire. Este balde debe permanecer por lo menos un minuto bajo el agua. Al retirarlo, se debe sumergir

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inmediatamente en el balde un termómetro invertido o de cazoleta. Esta operación debe hacerse a la sombra, ya que la radiación directa del sol puede calentar el agua rápidamente y ejercer influencia en el termómetro. Todo el termómetro debe estar recubierto de agua y no debe tocar los lados o el fondo del balde. Debe ser agitado en el agua teniendo en cuenta que el líquido no se caliente con el contacto del observador. Después de una inmersión de un minuto, el termómetro debe ser parcialmente retirado con el objeto de leer la temperatura con una precisión del 0.1°C, cuando todavía el termómetro del depósito este sumergido y la columna de mercurio se haya estabilizado.

Cuando se utiliza una sonda multiparámetro Horiba U10, se sumerge directamente al cuerpo de agua a una profundidad de 30 cm aproximadamente, en una zona de poca turbulencia y se procede a la lectura; si esto no es posible debido a la fuerte turbulencia que se este presentando en el momento de realizar la muestra, se purga el muestreados, se toma una muestra e inmediatamente se mide la variable con la sonda, desechando posteriormente dicha muestra. La precisión con este mecanismo es de aproximadamente 0.3°C.

En el caso de la utilización de un pH-metro MP 120, se toma la muestra ya sea en el balde de lona doble o en un balde plástico, se alista el electrodo quitándole el protector y se introduce en el recipiente que tiene la muestra; obviamente teniendo cuidado de no tocar las paredes del recipiente que la contiene, y se espera hasta que la lectura se estabilice; sabiendo ello cuando en la parte superior izquierda de la pantalla del instrumento aparece un "chulito< ".Posteriormente, se saca el electrodo de la muestra ya medida, se lava con agua destilada, se seca y se introduce en la solución de mantenimiento. Finalmente se apaga el equipo oprimiendo dos veces el botón mode.

6.2. CLOROFILA —a

Las clorpfilas son sustancias de color verde encontradas en las fanerógamas marinas y en todas las algas (Fajardo, 1978), estas sustancias se producen tanto en la oscuridad como en la luz (con mayor intensidad) y pueden ser distribuidas mediante un proceso de foto-oxidación, cuando la intensidad es muy alta. Esto ha conllevado a reconocer varias clorofilas designadas como: a, b, c, d y e; esta última difícilmente caracterizable (Balech, 1977).

En el fitoplancton se encuentran pigmentos asimiladores como las clorofilas, los carotenoides y las ficobilinas, los cuales absorben la energía lumínica necesaria para fotosintetizar los compuestos orgánicos a partir de los inorgánicos, proceso denominado "fotosíntesis". (Balech, 1977, Weyl, 1970 en: Rojas & Pabón, 2000). Se considera que la clorofila a es la más importante debido a que es el pigmento fotosintético fundamental que no falta en ninguna alga ni planta superior. (Las demás clases de clorofila suelen ser denominadas accesoris). Por lo anterior, la cantidad de clorofila-a puede representar la actividad biológica y a través de la misma se puede inferir sobre procesos más complejos que ocurren en el ambiente marino. La clorofila a constituye aproximadamente del 1 — 2% del peso seco de la materia orgánica en todo el fitoplancton; convirtiéndose en el indicador preferido para las estimaciones de biomasa algal. Esta clorofila varía con la especie o grupos taxonómicos, siendo afectada por la edad, rango de crecimiento, condiciones de nutrientes y luminosidad (luz).

El límite de detección de los pigmentos vegetales en el agua de mar no pueden ser expresados porque dependen de la cantidad de muestra filtrada. La precisión del método utilizado durante los

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cruceros oceanográficos es del 90%, a menos de que la concentración de clorofila sea menor a 0.2 mg/m3 .

De dos métodos que son empleados para determinar clorofila-a en el fitoplancton, dentro del crucero oceanográfico es empleado el método espectrofotométrico. Esta técnica, obtenida con base en modificaciones hechas al método inicialmente formulado por Richards y Thompson (1952), consiste en tomar un volumen de agua de mar y filtrarla en un filtro sintético o un filtro de fibra de vidrio para extraer el 90% de los pigmentos del plancton que se concentra con acetona acuosa y determinar la absortancia (densidad óptica) del extracto mediante el espectrofotómetro. Cuando la extracción del pigmento no es posible realizarla inmediatamente, la muestra debe ser almacenada refrigerándola por un tiempo máximo de 30 día en un lugar oscuro. Para alcanzar una completa extracción de los pigmentos, es necesario destruir las células mecánicamente con un macerador de tejido. (CCCP, 2003, Rojas, 2002).


Los materiales y el equipo a utilizar para la medición de clorofila -a, son los siguientes:

1. Espectrofotómetro UV / VIS: con una banda estrecha de 0.5-2.0 pm, debido a la banda tan estrecha de la absorción de la clorofila.

2. Celdas de 10, 20, 50 y 100 mm de paso óptico 3. Cubetas con 1, 4, y 10 cm de longitud. 4. Centrífuga clínica 5. Set de filtros Millipore RAWP (membrana de 0.45 pm de porosidad, 47 mm de diámetro), o,

fibre de vidrio (GF/c o GF/A 4.5 cm de diámetro). 6. Bomba de succión. 7. Macerador de tejido: en caso de no haber sido posible el análisis de la muestra

inmediatamente. Se maceran los filtros de fibra de vidrio; preferiblemente utilizando tubos maceradores y morteros con fondos redondeados.

8. Tubos para centrífuga: de 15 mL graduados con tapa rosca. 9. Suspensión de carbonato de magnesio: Se debe pesar 1g de carbonato de magnesio

(MgCO3) reactivo analítico y vertirlo en 100 mL de agua destilada. Agitar fuertemente antes de usarlo, dispensando unas pocas gotas desde un frasco lavador.

10.Solución acuosa de acetona al 90%: Agregar a 10 ml de agua, 90 ml de acetona de grado reactivo para análisis. El reactivo puede ser convenientemente almacenado en una botella de vidrio oscura y dispensado desde un frasco lavador de 300 ml.


La colección de muestras se realiza mediante el uso de las botellas muestreadoras (Nansen y/o Niskins); de las cuales se transfiere a una botella plástica de 1000 ml si es agua proveniente de zonas costeras , o una botella de 4.0 — 5.0 I, si es agua oceánica.

A medida que la muestra esta siendo filtrada, adicione unas pocas gotas de suspensión de carbonato de magnesio para evitar la acidificación del filtro. Una vez a pasado toda la muestra a


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través del filtro, retírelo; si el análisis no puede hacerse inmediatamente, colóquelo en un secador a —20°C hasta por 30 días. Los filtros pueden ser doblados a la mitad, cubiertos con papel y asegurados con un gancho para su almacenamiento.

6.2.3. Procedimiento de Medición

a) Concentre la muestra centrifugando o filtrando (filtro de membrana o fibra de vidrio). Adicione 0.2 ml de suspensión de carbonato de magnesio antes de centrifugar o durante la fase final de la filtración. Almacene las muestras concentradas congeladas en un desecador en la oscuridad, en caso de no poder realizar la extracción inmediatamente. Utilice vidriería y/o cristalería y cubetas limpias y libres de ácidos.

b) Coloque el extracto en un mortero, cúbralo con 10 ml de solución acuosa de acetona al 90% y macere. Use morteros para filtro de fibra de vidrio o membrana.

c) Transfiera la muestra a un tubo de centrifuga tapa rosca y enjuague el macerado con unos mililitros de solución acuosa de acetona y adiciones el enjuague a la mancha de extracción. Ajuste el volumen total a un nivel constante, 5 —10 ml. Usar solvente libre de disolución excesiva de pigmentos y mantener la muestra toda la noche en la oscuridad.

d) Clarifique el extracto centrifugado a los tubos tapados por 20 min a 500 rpm. Decante el extracto clarificado a un tubo de centrífuga limpio de 15 ml y mida el volumen total del extracto.

e) Transfiera el extracto a una celda de 1 cm y mida la densidad óptica (00) a 750, 663, 645 y 630 pm. Seleccione una dilución que de a 663 pm una OD mauro que 0.2 y menor que 1.0. Use las lecturas a 663, 645 y 630 pm para la determinación de clorofila a. La lectura a 750 pm sirve como una corrección para turbidez. Substraiga esta lectura de cada uno de los valores de densidad óptica de las otras longitudes de onda antes de usarlos en las ecuaciones de cálculo. Para utilizar la lectura de 750 pm, clarificar lal solución de pigmentos por centrifugación por 20 minutos a 1000 gy utilizar n rayo de luz limitado a 1 cm.

6.2.4. Cálculo de la muestra

Calcule la cantidad de clorofila a en cada extracto, utilizando los valores de OD corregidos en la siguiente ecuación:

Clorofila a =11.85 (0D653) — 1.54 (00645) — 0.08 (0063o)

La concentración de clase, se determina por medio de la siguiente fórmula:

[Chla], mg I C la x volúmendelextracto(mg)

= volilmendelamuestra(m 3 )

Página 14 15ijun105 Jeimmy Melo - Metodologia Realización de Cruceros Oceanográficos

Cabe aclarar que todo este procedimiento de cálculo y los puntos c, d y e del procedimiento de medición se realizan dentro del laboratorio de química de la CCCP una vez a culminado el crucero oceanográfico. Por tal razón, estos datos deben ser solicitados a través del convenio interinstitucional.

6.3. SALINIDAD

Aunque la salinidad es una propiedad química del agua de mar, es una de las características que más interesa estudiar a nivel oceanográfico o meteorológico marino. Esta propiedad resulta de la combinación de las diferentes sales que se encuentran disueltas en el agua oceánica, siendo las principales los cloruros, carbonatos y sulfatos. Se puede decir que básicamente el mar es una solución acuosa de sales, característica que le confiere su sabor.

La determinación de la salinidad presenta muchas dificultades, y sería prácticamente imposible realizar los cientos de determinaciones que requiere una campaña oceanográfica. Afortunadamente, un hecho experimental, vino a simplificar el problema al comprobarse a través de miles de análisis efectuados con muestras de agua obtenidas en todas las partes del océano, que la cantidad de las diferentes sales permanece prácticamente constante, lo cual permitió al científico danés Martin Knudsen medir la salinidad en función de la cantidad de cloro que se encuentra en el agua del mar, a lo que se le dio el nombre de clorinidad. La clorinidad se define como: "La cantidad total de gramos de cloro contenida en un kilogramo de agua del mar, admitiendo que el yodo y el bromo han sido sustituidos por el cloro." Esta clorinidad así definida, es más sencilla de determinar por análisis químico y permite calcular la salinidad hasta con una precisión de dos centésimas de gramo.

Esta circunstancia permite estimar con precisión el contenido salino total del agua de mar a partir de medidas de la proporción de un constituyente, que normalmente suele ser el ion cloro. La relación entre la clorinidad y la salinidad (S° /o o = 0.03 +11.805 x /o oh se ha establecido para los diferentes mares y se han elaborado las tablas correspondientes basadas en las Tablas Hidrográficas de Knudsen que permiten pasar rápidamente de la clorinidad a la salinidad, calculando únicamente la clorinidad y sumándole una cantidad que ha sido determinada por la Comisión Internacional (OMM, 1985). La fórmula empírica anteriormente mencionada, da un valor de salinidad ligeramente inferior al del contenido salino total de la muestra, pero en la práctica, la pequeña diferencia de 0.14°/.o es despreciable.

La salinidad varía en dirección tanto horizontal como vertical y aún en un mismo punto puede sufrir variaciones en las diferentes épocas del año. Los factores que hacen cambiar la salinidad son, en primer lugar, la temperatura superficial del mar ya que si es elevada provoca una evaporación intensa y por lo tanto un incremento de salinidad resultante de la concentración de sales; en segundo lugar, los aportes de agua dulce, que por dilución, disminuye la salinidad.


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Tabla 1. Relación temperatura I salinidad

Profundidad Temperatura en metros 0° C

Salinidad

0 26.44 37.45

50 18.21 36.02

100 13.44 35.34

500 9.46 35.11

1 000 6.17 34.90

1 500 5.25 34.05

De aquí que, por regla general, se presente una mayor salinidad en las zonas tropicales que en las de latitud altas.

La salinidad interviene directamente sobre las características fisicoquímicas del agua del mar relacionándose con la temperatura, la densidad y el pH; caracteriza las masas de agua oceánicas e influye en la distribución de los seres vivos, ya que sus estructuras y funcionamiento están íntimamente ligados a las variaciones de la salinidad.


Los materiales y el equipo a utilizar para la medición de la salinidad, son los siguientes:

1. Una sonda multiparámetro Horiba U10 2. y/o un CTD — XBT (instrumento de medición de temperatura superficial del mar, conductividad y

densidad en una columna de agua), botellas muestreadoras (Niskins, Nansen) para obtención de datos hasta 1000 metros de profundidad.


La medición in situ de este parámetro se realiza, cuando no es directamente sobre el cuerpo de agua mediante un CTD o una sonda multiparámetro, a través de la toma de una muestra en un recipiente plástico y se procede a la medición de la variable inmediatamente.


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La medición in situ se realiza en la mayoría de las ocasiones con una sonda multiparámetro Horiba U10, la cual se sumerge directamente al cuerpo de agua a una profundidad de 30 cm, en zonas de poca turbulencia. Cuando se quiere realizar la medición en toda la columna de agua (aproximadamente 1000 metros de profundidad), se utiliza el CTD. La precisión de la medición con la sonda multiparámetro es de más o menos 0,1 0/00.

6.4. OXÍGENO DISUELTO

La evaluación de oxígeno disuelto, es de vital importancia para conocer la distribución de los organismos en los océanos, para los estudios de descomposición orgánica y productividad primaria de los mismos.

Existen varios métodos analíticos (volumétrico, gasométrico y la cromatografía) para su estimación. El Método volumétrico de Winkler (1888) es el utilizado dentro de la realización del crucero. Este consiste sencillamente en una muestra que se hace reaccionar con una solución de iones manganosos y una solución yoduro-alcalina, la cual lleva incorporado ácido de sodio, cuya función es la de eliminar interferencias debidas a iones oxidantes como nitritos y materia orgánica presente; al mismo tiempo que se le protege del aire para evitar la oxigenación. En aguas costeras con alto contenido de materia orgánica, se usa ácido de sodio. El método es aplicable a todo tipo de aguas naturales, residuales e industriales especialmente en agua de mar (Furuya & Horada, 1995). La exactitud del método, es determinada por la estequiometría de la secuencia de reacciones, así como por las exactitudes de cada uno de los tratamientos y manipulaciones de las muestras, Así mismo, la calibración de los aparatos volumétricos utilizados, es esencial para alcanzar una alta calibración (CCCP, 2003).

La exactitud numérica expresada por al desviación estándar es de ± 0.02 m1/1 para concentraciones de oxígeno menores que 2 m1/1 o de ± 0.04 m1/1 para concentraciones de oxígeno sobre 2 m1/1.


Los materiales y el equipo a utilizar para la medición de oxígeno disuelto, son los siguientes:

Bureta electrónica o digital Botellas Winkler de 300 ml Erlenmeyers de 125 ml Pipeta aforada de 1.2 ml y 10 ml Balones aforados de 50, 100, 250, 500 y 1000 ml Beaker de 1000 ml Mangueras de caucho Balde de plástico de 10 I Balanza analítica, división de escala 0.0001 g Sonda multiparámetro Horiba U10 (opcional)


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Sulfato de manganeso (MnSO4). Disolver 182.5 g de sulfato de manganeso en agua destilada y completar a 500 ml.

Solución yoduro-alcalina: Disolver 250 g de hidróxido de sodio (NaOH) en 250 ml de agua destilada. Disolver 150 g de yoduro de potasio (KI) en 200 ml de agua destilada. Una vez frías, mezclar las dos soluciones y agregarle 5.0 g de azida de sodio disuelta en 20 ml de agua destilada, completar a 1000 mi.

Ácido sulfúrico (70%) mezclar 350 ml de ácido sulfúrico concentrado con 150 ml de agua destilada.

Solución de allmidon 3%. Disolver 3.0 g de almidón soluble en 100 ml de glicerina, calentar con agitación constante (magneto) hasta disolución total y quede con una consistencia espesa.

Tiosulfato de sodio titulante estándar (Na2S203.5H20): Disolver 62.045 g de tiosulfato de sodio en agua destilada, previamente hervida y completar 250 ml. Agregarle 0.5 ml de disulfuro de cabono (CS2) como preservativo. A partir de ésta, se prepara diariamente la de 0.01 N. Guardar en botella Ambar.

Solución estándar de yodato de potasio (KI03) 0.01 N. Pesar exactamente 0.3567g de yodato de potasio, previamente secado; disolver en agua destilada y completar a 11 en un matraz aforado.


La muestra para determinación de oxígeno disuelto debe ser tomada antes que otras muestras de la botella muestreadora, usando una manguera de caucho y evitando introducir burbujas de aire. La botella Winkler en la cual se colecta la muestra, debe enjuagarse por lo menos dos veces con la misma agua. La muestra se trasiega lentamente, introduciendo la manguera de caucho hasta el fondo de la botella y dejando que la muestra reboce. Luego la manguera se saca lentamente.

Cuando se saca de muestras de superficie tomadas con un balde, se sumerge la botella Winkler en el balde, sosteniéndola de forma oblicua, dejando que el agua escurra suavemente por las paredes y evitando las turbulencias.

En forma rápida, se agregan 2 ml de solución de sulfato de manganeso, colocando la punta del dosificador o pipeta sobre la superficie y de modo que la salida del reactivo se ubique cerca de la base del cuello de la botella; luego agregue 2 ml de solución yoduro-alcalina. Al agregar el segundo reactivo a la muestra, la punta del dosificador o pipeta no debe introducirse en el líquido, sino justo sobre la superficie cerca del borde del matraz, para evitar contaminación con ion manganoso. Si esta contaminación ocurriera, el manganeso transferido a la botella de yoduro-alcalino determinaría la formación de precipitado que obligaría a desechar el reactivo. Posteriormente se tapa y se agita fuertemente.

Las muestras se almacenan en un lugar fresco y preferiblemente oscuro procediéndose a su traslado al laboratorio para el análisis respectivo, el cual debe realizarse en un tiempo no mayor a doce horas. Si se emplean matraces con un embudo, que permiten un sello de agua entorno al

Jeimmy Melo — Metcdología Realización de Cruceros Oceanográficos

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tapón. Tomando además las precauciones mencionadas, es posible almacenar la muestra por varios días. Los errores observados son menores que 0.5%.


a) Agitar fuertemente la muestra que se encuentra en la botela BOD y la cual ya ha sido almacenada o por lo menos ha estado en reposo por 15 minutos después de agregarle los reactivos fijadores.

b) Adicionar 2 ml de solución de ácido sulfúrico, agitando hasta la disolución del precipitado. Dejar en reposo por 10 minutos, manteniendo la botella en la oscuridad.

c) Tomar alícuotas de 50 ml por duplicado. Titular con solución de tiosulfato de 0.01 N hasta color amarillo pálido. Adicionar dos gotas de solución de almidón y seguir titulando hasta la desaparición del color azul. Anotar los volúmenes de tiosulfato y promediarlos.

6.4.4. Cálculo de la muestra

La concentración de oxígeno disuelto, puede calcularse a partir de la ecuación:

m1.0D I 1 =5 .6(V

,1)* V

,* N *1000

— 4)* Vm

donde,

V es el volumen del frasco; V1 es el volumen de tiosulfato 0.01N gastado en la titulación de la muestra; Vm es la alícuota (volumen de la muestra) y N es la normalidad del tiosulfato de sodio.

La conversión de unidades se realiza de la siguiente manera: concentración 02 m1/1* 1.4285 = concentración 02 mg/I

6.5. ALCALINIDAD

La alcalinidad de una muestra de agua es su capacidad para reaccionar o neutralizar iones hidrógeno, (H.), hasta un valor de pH igual a 4,5. La alcalinidad es causada principalmente por los bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos presentes en forma de solución, y en menor grado por los boratos, fosfatos y silicatos, que puedan estar presentes en la muestra. En la mayoría de cuerpos de aguas naturales, la alcalinidad se halla asociada al sistema carbonato, esto es, a los carbonatos y bicarbonatos presentes. Por esta razón la alcalinidad suele tomarse como un indicativo de la concentración de estas substancias, sin que quiera ello decir que para todos los casos, la alcalinidad se deba exclusivamente los bicarbonatos y los carbonatos. La alcalinidad en el agua se expresa como la concentración equivalente de iones hidroxilo, en mg/l o como la cantidad equivalente de CaCO3, en mgll (Melo, 2003).


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1. botellas de polietileno 2. Una solución patrón de ácido sulfúrico (H 2SO4) 0.02 N

3. 2 Erlenmeyer de 250 ml 4. 1 soporte universal 5. 1 pinza doble para bureta 6. Una bureta de vidrio de 10 o 50 mL 7. 2 Frascos plásticos de 40 mL 8. 1 frasco lavador 9. 1 probeta plástica de 100 mL 10.Tres garrafones de agua destilada


La muestra in situ de este parámetro se realiza de la siguiente forma: cuando la muestra es de aguas costeras, se debe tomar directamente en botellas de polietileno, mientras que en zonas oceánicas, se realiza el lanzamiento de una botella Nansen o Niskin; posteriormente, se recolecta una muestra en las botellas de polietileno llenándolas completamente, sellándolas herméticamente y guardándolas a baja temperatura. La muestra debe ser analizada a la mayor brevedad posible, preferiblemente antes de 24 horas, ya que la muestra está expuesta a pérdida o ganancia de CO2 u

otros gases.


La medición in sítu se realiza en la mayoría de las ocasiones en el crucero. Inicialmente se mide el

valor del pH de la muestra, seguidamente se toma una alícuota de 25 o 100 mL de la muestra

original; posteriormente se titula con ácido sulfúrico (H2SO4) 0.02 N hasta cambio de color de azul verdoso hasta transparente; posteriormente se toma el dato de ácido sulfúrico gastado. Por tal razón, la medición de la alcalinidad se realiza mediante la titulación potenciométrica de una alicuota, utilizando una solución patrón de

ácido sulfúrico (H2SO4).

6.5.4. Cálculo de la Muestra

Los resultados se expresan en mg CaCO3 teniendo en cuenta que 1 mili equivalente de ion hidroxilo corresponde a 50 mg de alcalinidad como CaCO3. empleando la siguiente ecuación:

Vacido*[11,S0,1* 50000 Alcalinidad en mg/ 1 CaCO3 -

Vmuestra

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La precisión de la alcalinidad no se puede determinar con exactitud debido a la gran variación en las características de la muestra. Cuando la alcalinidad es debida a los carbonatos o bicarbonatos, la precisión es de aproximadamente 1 mg/mL CaCO3.

NOTA: Cuando el método empleado no sea por carbonatos; diríjase a Rojas (2002) para la visualización de otros métodos de obtención de alcalinidad.

6.6. pH

La determinación del pH en el agua es una medida de la tendencia de su acidez o de su alcalinidad y se realiza mediante una escala logarítmica que va de 1 a 14. No mide el valor de la acidez o alcalinidad. Un pH menor de 7.0 indica una tendencia hacia la acidez, mientras que un valor mayor de 7.0 muestra una tendencia hacia lo alcalino. Los cambios de pH en el agua marina pueden ser causados por el balance del dióxido de carbono. La mayoría de las aguas naturales tienen un pH entre 4 y 9, aunque muchas de ellas tienen un pH ligeramente básico debido a la presencia de carbonatos y bicarbonatos.



1. Un pH-metro Mettler modelo MP 120 2. Un frasco de solución buffer de pH 7,00 3. Un frasco de solución buffer de pH 4,00 4. Un frasco lavador 5. Agua destilada 6. Solución de mantenimiento de electrodo de pH

6.6.2. Toma y Medición de la Muestra

La muestra in situ de este parámetro se realiza de la siguiente forma: se toma una pequeña cantidad en un recipiente plástico y se procede a realizar la medición de la misma inmediatamente.

6.7. TRANSPARENCIA

Es una de las características ópticas producidas en el mar debido a su transparencia, es decir, la posibilidad de dejar pasar la luz, transparencia que cambia conforme aumenta la profundidad, debido a que esta luz sufre fenómenos de reflexión y refracción. La luz que penetra en el océano es indispensable para que tengan lugar los fenómenos de fotosíntesis en el interior de las aguas marinas, es decir, la captación de la energía solar para la elaboración de la sustancia orgánica que será el alimento de los vegetales, los animales y el hombre.


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1. Un Disco Secchi

6.7.2. Toma y Medición de la Muestra

Para medir la transparencia de agua de mar, se utiliza el disco secchi que es una placa circular que tiene un diámetro de 30 cm con colores blanco y negro, con un cabo o soga graduado marcado a intervalos de 1 metro. Este disco se sumerge en el agua por el costado del barco que se encuentra a la sombra, observando uno de los dos colores; hasta que el disco sea apenas perceptible, en cuya oportunidad se registra la profundidad en metros para ese color observado. Se continúa bajando el disco hasta que deja de ser visible. Posterior a ello se sube lentamente hasta que nuevamente sea visible el color. La lectura leída en este punto es promediada con la obtenida en el descenso y se registra. De igual manera se realiza para el otro color.

Secchi Negro: dato obtenido de la observación Secchi Blanco: dato obtenido de la observación

Durante el transcurso de la toma de estas muestras, se rellena el formato de registro que se muestra a continuación, donde:

Proyecto ERFÉN Nombre del Crucero I

B.O.: i No. Estación:

Jefe de Crucero Fecha: No. Consecutivo:

Hora: Tip. Estac.

Latitud Longitud Jefe de Estación:

Profundidad (m) Ta (°C): Presión (mb): OLAS

Carta Sondeo Hr (%): Visibilidad (Km) Dirección (°) Altura (m) Periodo (seg) 1 TSM (°C):

Viento Nubes Transparencia F ujómetro

Dirección (*)

Velocidad(m/s) Tipo Cantidad Secchi Negro

Secchi Blanco

Inicial Final

Estado del mar: Estado del Tiempo: Observaciones:

Copyright @Centro de Control de Contaminación del Pacifico CCCP 2003

En el primer módulo del formato anterior, se registran los datos del encabezamiento que constan del jefe de crucero, nombre del crucero de acuerdo al consecutivo del mismo, la latitud y longitud de la estación, el nombre del buque en el que se realiza el crucero, fecha calendario, la hora de la toma de observaciones, el consecutivo de la estación, el tipo de estación (oceanográfico /biológica) y la persona responsable por las observaciones de cada estación.


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En el segundo módulo, se consigna la información de los parámetros a evaluar, los cuales son: la distancia de la superficie al fondo oceánico en que se encuentra la estación (profundidad), ya sea por carta batimétrica o por ecosonda; la temperatura ambiente obtenida de la estación meteorológica automática, la humedad relativa, la temperatura superficial del mar (tomada de acuerdo a las directrices mencionadas anteriormente); la presión atmosférica; la visibilidad de acuerdo a la escala que aparece a continuación:

N Significado

O O — 50 metros 1 50 — 200 metros 2 200 — 500 metros 3 500 —1000 metros 4 1— 2 Kilómetros 5 2 — 4 kilómetros 6 4 —10 kilómetros 7 10 — 20 kilómetros 8 20 — 50 kilómetros 9 Más de 50 kilómetros

De igual forma se realiza la medición de dirección (hacia donde se dirigen las olas), altura (distancia entre la cresta y la base) y periodicidad (intervalo de tiempo en segundos que transcurre entre dos crestas sucesivas) de la ola; dirección y velocidad del viento de acuerdo al anemómetro y la escala beaufort y el tipo de nubosidad, donde para identificar los tipos de nubes; es necesario tener en cuenta la clasificación general de nubes que se muestra a continuación:

Tabla 2. Clasificación de las nubes

Por su forma

Nombre Descripción Aspecto

Cirriforme Forma de plumero de color blanco y aspectro fibroso. Incluyen a los cirrus, cirrostratus y cirrocumulus. ,

Estratiforme Aparecen en forma de capas grises que cubren uniformemente el cielo. Incluyen a los estratus, nimbostratus, altostratus y cirrostratus. ,1

Cumuliforme Son nubes con la base plana, de color blanco y aspecto denso. Incluyen a los cumulus, estratocumulus, cumulonimbus, altocumulus y cirrocumulus.

_ ..._._

s=rat1=151M

Jeimmy Melo - Metodología Realización de Cruceros Oceanográficos

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A • DIPS . ' a • ,rs

E,. r.

Est: atoe u...ti...do&

Por su altura

Tipo Altura Descripción

Altas Entre 6.000 y 13.000 m

Formadas de hielo, con temperaturas inferiores a -35 0 C, y de contornos indefinidos. Incluyen a los cirrus, cirrostratus y cirrocumulus.

Medias Entre 2.000 y 6.000 m

Formadas por agua y hielo, con temperaturas que oscilan entre -35 0 C y -100 C, y aspecto mixto. Incluyen a los altocumulus, altostratus y nimbostratus.

Bajas hasta 2.000 Km

Formadas por agua, con temperaturas superiores a los -10 0 C e incluso por encima de 0 0 C, y de contornos perfectamente definidos. Incluye a los stratocumulus y stratus, además de las nubes de evolución vertical (desde 600 hasta 7.000 m) cumulus y cumulonimbus.

rr

°I1H#5,..rds

bá~tIEtt.71

. 1:1101.Jal¿treell E sts.at os

0 - I

Por su altura y forma (géneros)

Altura Género Cód. Símbolo Descripción Aspecto

Alta Cirrus o _____3 Nubes separadas en forma de filamentos blancos y delicados o de bancos de formas estrechas, blancos o en su mayor parte. Estas nubes tienen un aspecto fibroso (de cabellos) o un brillo sedoso, o ambas cosas.

Jeimmy Melo - Metodolog;a Realización de Cruceros Oceanográficos

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Cirrostratus Cs

Velo nuboso transparente y blanquecino, de aspecto fibroso (de cabellos) o liso, que cubre total o parcialmente el cielo, dando lugar por lo general a fenómenos de halo.

Cirrocumulus Cc

Banco, manto o capa delgada de nubes blancas, sin sombras propias, compuesta por elementos muy pequeños en forma de gránulos, de ondas, etc., soldados o no, y dispuestos más o menos regularmente; la mayoría de los elementos tienen una anchura aparente inferior a un grado.

Media

Altocumulus Ac ........)

Banco, manto o capa de nubes blancas o grises, o a la vez blancas y grises que tienen generalmente sombras propias, compuestos por laminillas, guijarros, rodillos, etc., de aspecto a veces parcialmente fibroso o difuso, soldados o no; la mayor parte de elementos pequeños dispuestos con regularidad tienen generalmente una anchura aparente comprendida entre uno y cinco grados.

6

Altostratus As

Manto o capa nubosa grisácea o azulada, de aspecto estriado, fibroso o uniforme, que cubre total o parcialmente el cielo, presentando partes suficientemente delgadas para dejar ver el Sol al menos vagamente, como a través de un vidrio deslustrado. Este género no presenta fenómenos de halo.

Nimbostratus Ns ./

Capa nubosa gris, frecuentemente sombría, cuyo aspecto resulta borroso por las precipitaciones más o menos continuas de lluvia o nieve que, en la mayoría de los casos, alcanzan el suelo. El espesor de esta capa es en todas sus partes suficiente para para ocultar completamente el Sol. Por debajo de la capa, existen frecuentemente nubes bajas desgarradas, soldadas o no con ella.

Baja Stratocumulus Sc

Banco, manto o capa de nubes grises o blanquecinas, que tienen casi siempre partes oscuras, compuestos por losas, guijarros, rodillos, etc., de aspecto no fibroso, excepto cuando en su parte inferior se forman regeros de precipitaciones verticales u oblicuas (virga) que no alcanzan el suelo. La mayor parte de los elementos pequeños dispuestos con regularidad tienen una anchura aparente superior a cinco grados.

Fr.-7

r 7-7-,1

Stratus St — —

Capa nubosa generalmente gris, con base bastante uniforme, que puede dar lugar a llovizna, prismas de hielo o granizo blanco. Cuando el Sol es visible a través de la capa, su contorno es claramente discernible. Este género no da lugar a fenómenos de halo, salvo eventualmente a muy bajas temperaturas. A veces se presenta en forma de bancos desgarrados.

1 . ';

Cumulus Cu

Nubes separadas, generalmente densas y con contornos bien delimitados, que se desarrollan verticalmente en forma de redondeces, de cúpulas o de torres, cuya región superior protuberosa parece frecuentemente una coliflor. Las partes de estas nubes iluminadas por el Sol son amenudo de un blanco brillante; su base, relativamente oscura, es sensiblemente horizontal. Están a veces desgarradas.

-

--atzte=211



Nube densa y potente, con un dimensión vertical considerable, en forma de montaña o de enormes torres. Una parte al menos de su región superior es generalmente lisa, fibrosa o estriada, y casi siempre aplastada; esta parte se extiende frecuentemente en forma de yunque o de amplio penacho. Por debajo de la base de esta nube, a menudo muy sombría, existen frecuentemente nubes bajas desgarradas, soldadas o no con ella, y precipitaciones, a veces en forma de regeros verticales u oblicuos (virgas) que no alcanzan el suelo.

Cumulonimbus Cb

Finalmente, se mide y plasma la información de transparencia del agua de mar, la medición de flujo del agua de la red de zooplancton, el estado del mar, el estado del tiempo y las observaciones pertinentes al respecto.



7. MÉTODOS DE MEDICIÓN Y MUESTREO DE LAS OBSERVACIONES METEOROLÓGICAS

La observación y medida de los parámetros en el medio ambiente aire-mar presenta algunas dificultades; todos los datos obtenidos de los buques presentan influencia por el movimiento del mismo en parámetros tales como temperatura del aire, viento, humedad relativa. Contrariamente a lo que ocurre en tierra, donde las estaciones de observación pueden instalarse en emplazamientos cuidadosamente seleccionados, de cuyo funcionamiento se ocupan observadores experimentados, en el mar es necesario depender de la buena voluntad y la cooperación voluntaria de los oficiales de los buques. Sin embargo, estas observaciones presentan un nivel alto de acuerdo a los registros que indican claramente el cuidado que se pone en la designación de los observadores y las correcciones a los errores de observación y registro. Estas observaciones revisten gran valor para los servicios meteorológicos.

Teniendo lo anterior en cuenta y debido a la gran necesidad de tener información meteorológica confiable durante la realización de cruceros oceanográficos ERFÉN y con base en el formato FM13- SHIP de la OMM, se presentan las instrucciones necesarias para el adecuado diligenciamiento del formato; obviamente, en su mayoría, esta información es recolectada por el personal del buque.

El formato de las observaciones meteorológicas consta de 22 columnas de datos; las dos primeras correspondientes al día y la hora de información meteorológica las cuales son realizadas con un intervalo de tiempo de 1 hora durante las 24 horas del día, seguidas por 20 columnas de datos identificadas con las letras de la A a la T; cada columna indica en su encabezamiento el tipo de información a consignar, las unidades en que se debe hacer y el llenado de la casilla de acuerdo con las indicaciones que son dadas para cada caso. Estas indicaciones son las siguientes:

ALPHA: Lectura de presión atmosférica observada en milibares (enteros y décimas, Ej.: 1008.5). Los instrumentos utilizados son el barómetro aneroide (de lectura directa) (Fig. 3), barómetro de mercurio o cualquier estación automática con capacidad de medición de este parámetro.

Aguja y escala

Cápsula sensible

Figura 3. barómetro aneroide

BRAVO: Presión corregida a nivel del mar. A la presión atmosférica observada directamente del instrumento y registrada en la casilla ALPHA, se le debe efectuar corrección por altura del instrumento y por la temperatura ambiente externa, de acuerdo a la siguiente tabla de reducción de presión barométrica a nivel del mar (TODAS LAS CORRECCIONES SON ADITIVAS Y EN MILIBARES):


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Tabla 3. Corrección de Presión y Temperatura a nivel del mar

Altura barómetro sobre el nivel del mar

Presión (hPa) Temperatura Externa en °C 5 10 15 20 25 30 35 40

10mts. 987 a 1039 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.1 1.1 20mts. 987 a 1039 2.5 2.4 2.4 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3

CHARLIE: Temperatura seca en grados centígrados (temperatura ambiente del termómetro seco). Debe anotarse en grados enteros y décimas de grado. Ej. 27.9. Para efectuar la lectura de los termómetros, se debe alinear la vista en linea recta con la columna de mercurio que este marcando el termómetro a la hora de la observación, o a la observación obtenida en la estación meteorológica digital instalada en el buque.

DELTA: Temperatura húmeda en grados centígrados. Esta lectura se realiza cuando se dispone del instrumento denominado Psicrómetro (termómetro seco y termómetro húmedo). La lectura debe ser efectuada en igual forma a la realizada con el termómetro seco, cuando no se dispone de psicrómetro, la temperatura húmeda no puede realizarse; por tal motivo, se coloca en la casilla el símbolo / (raya diagonal - slash) que significa que este parámetro no pudo ser observado.

ECHO: Humedad relativa en porcentaje. Este parámetro puede ser observado mediante la utilización del termómetro seco y termómetro húmedo, utilizando las "Tablas Psicrométricas". También puede ser obtenido por lectura directa del higrómetro. Debe anotarse a la humedad en enteros. Ej.: 85%.

FOXTROT: Dirección aparente de donde sopla el viento en grados. Esta dirección es obtenida cuando el buque se encuentra en movimiento, efectuando la lectura de cualquier tipo de anemómetro. Cuando no se dispone del instrumento de medida, la dirección aparente del viento puede ser obtenida a estima, utilizando la rosa de vientos (Fig. 4). Cuando el buque no se encuentra en movimiento, en esta casilla no se anota nada y se diligencia la casilla HOTEL.

Figura 4. Rosa de Maniobra. Copyright Defense Mapping A.gency hydrographic/ topographic Center.

Jeimmy Melo — Metodología Realización de Cruceros Oceanográfiws

Página 28 151jun/05

GOLF: velocidad aparente del viento en nudos. Esta es obtenida cuando el buque se encuentra en movimiento. Se puede obtener por medio de la lectura directa del anemómetro (Fig. 5). Cuando no se dispone de anemómetro, la velocidad aparente del viento debe calcularse utilizando la tabla de la "Escala Beaufor'". Cuando el buque no se encuentra en movimiento, en esta casilla no se anota nada y se diligencia la casilla INDIA.

Figura 5. Anemómetro de cazoleta

HOTEL: Dirección verdadera de donde sopla en viento en grados. Cuando el buque no se encuentra en movimiento, este dato se obtiene de la lectura directa de anemómetro y la utilización de una brújula. Cuando el buque se encuentra en movimiento, esta lectura se obtiene corrigiendo la dirección aparente del ciento registrada en la casilla FOXTROT, utilizando la rosa de vientos de la figura anterior y teniendo como base lo expuesto en la Fig. 6 que se muestra a continuación como una operación de vectores.

Figura 6. Calculo Vectorial Copyright © CCCP ArcMalpelo

INDIA: Velocidad verdadera del viento en nudos. Cuando el buque no se encuentra en movimiento, se obtiene de la lectura directa del anemómetro o de la estimada con la Escala Beaufort. Cuando el buque se encuentra en movimiento, esta lectura se obtiene corrigiendo la velocidad aparente del viento registrada en la casilla GOLF, tomando como base la figura de operación de vectores.

Página 29 15105105 Jeimmy Melo — Metodologia Realización de Cruceros Oceanográficos

Tabla 4. Escala Beaufort Intensidad del viento

Grado Denominación Símbolo Velocidad Descripción Aspecto

nudos Km/h

O Calma < 1 < 2 Mar como un espejo.

-

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1 Ventolina 1-3 2-6

Rizos como escamas de pescado, pero sin espuma.

- ..........,-, II ,...«.

/fn. .ii, n , rip

-mill1.111 •

2 Flojito (Brisa muy débil)

........_r 4-6 7-11

Pequeñas olas, crestas de apariencia vítrea, sin romperse.

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3 Flojo (Brisa débil)

—I 7-10 12-19

Pequeñas olas, crestas rompientes, espuma de aspecto vítreo aislados vellones de espuma..

-

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4 Bonacible (Brisa moderada)

—9 11-16 20-30

Olas un poco largas. Numerosos borreguillos.

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5 Fresquito (Brisa fresca)

—11 17-21 31-39

Olas moderadas y alargadas. Gran abundancia de borreguillos y eventualmente algunos rociones.

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6 Fresco (Brisa fuerte)

-rri 22-27 40-50

Comienza la formación de olas grandes. Las crestas de espuma blanca se ven por doquier. Aumentan los rociones y la navegación es peligrosa para embarcaciones menores.

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11!

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7 Frescachón (Viento fuerte) -ni 28-33 51-61

La espuma es arrastrada en dirección del viento. La mar esgruesa.

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8 Temporal (Viento duro)

—rrn 34-40 62-74 rompientes. La espuma es arrastrada en nubes blancas.

Olas altas con ,

ID... N. • . . - ,

9 Temporal Fuerte (Muy duro)

41-47 75-87

Olas muy gruesas. La espuma es arrastrada en capas espesas. La mar empieza a rugir. Los rociones dificultan la visibilidad.

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10 Duro(Temporal)

Temporal -1

48-55 88-102

Olas muy gruesas con crestas empenachadas.

superficie de la mar parece blanca. Visibilidad reducida. La mar ruge.

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I. 4,...4.1,Will>,77:

11 Temporal Muy Duro ----11 56-63

pierden ierden de 103-117

mediano

Olas excepcionalment e grandes (los buques de

tonelaje se

vista). Mar completamente blanca. Visibilidad muy reducida.

Y .0

:14 .

■

4111 -

-

Jeimmy Melo - Metodcicgia Realización de Cruceros Oceanográficos


12 Temporal Huracanado (Huracán)

—\\I 64-71 118-132 >

El aire está lleno de espuma y derociones. La visibilidad es casi nula.

4, .

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N11,1

...

JULLIET: Estado del mar según tabla de Escala Douglas. Se obtiene utilizando las características físicas observadas en la superficie del mar como el oleaje y su relación o descripción de la tabla Douglas.

Tabla 5. Escala Douglas - Estado del mar

Grado Denominación Altura metros

Descripción Equivalencia Escala Beaufort

Aspecto

O Calma O La mar está como un espejo. C

Mafit-

' ..• ..

.., ...„..

1 Rizada 0-0,2 Mar rizada con pequeñas crestas sin espuma 1-2

- .

■ ,.. --r,-..;:..:::-._:",:

• P.!'

2 Marejadilla 02- 0,5

Pequeñas ondas cuyas crestas empiezan a romper

3 - 1

-,,

3 Marejada 0,5- 1,25

Olas pequeñas que rompen. Se forman frecuentes borreguillos.

4

...... ., - ..; -::%---,,...--...". — -, ' « _ .:.-. --". • ,_ 1».. - „,,,....• .

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4 Fuerte Marejada

1 ,25- 5 2 ,

Olas moderadas de forma alargada. Se forman muchos borreguillos.

5

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A .

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-.(

Yes..-a: ... -.....- --1*.... :

5 Gruesa 2,5-4 Se forman grandes olas con crestas de espuma blanca por todas partes

6

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.. —.,.

6 Muy Gruesa 4-6 La mar empieza a amontonarse yla espuma blanca de las crestas es impulsada por el viento.

7

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7 Arbolada 6-9

Olas altas. Densas bandas de espuma en la dirección del viento y la mar empieza a romper. El agua pulverizada dificulta la visibilidad.

8-9

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8 Montañosa 9-14

Olas muy altas con crestas largas y rompientes. La espuma va en grandes masas en la dirección del viento y la superficie del mar aparece casi blanca. Las olas rompen brusca y pesadamente. Escasa visibilidad.

10-11

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9 Enorme > 14

El aire está lleno de espuma y agua pulverizada. La mar completamente blanca. Visibilidad prácticamente nula.

12

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KILO: Visibilidad horizontal en millas náuticas. La visibilidad es la distancia máxima en la que un objeto de características conocidas puede ser visto e identificado. La visibilidad en el mar es identificada durante el día, en función de la distancia a islas o puntos en tierra más remotos que se puedan distinguir. La referencia útil para estimar la visibilidad en mar abierto es la línea del horizonte.

Jeimmy Melo - Metodología Realización de Cruceros Oceanográficos Página 33 15/jun/05

Altura de la ola %KIFI CUL MAR AmpStud

de la ola

VALLE

Lorsaiemd 4 de la ola

Periodicidad Figura 7. Descripción y Características de una Ola Sencilla

LIMA: Altura de las olas en metros. La altura es la distancia entre la cresta de la ola y la base de la misma (Fig. 7). Se pueden determinar mediante observación directa estimada, o de acuerdo con la velocidad del viento verdadero; utilizando la Escala Beaufort.

CRESTA

MIKE: Periodo de las olas en segundos. El periodo es el intervalo de tiempo en segundos que transcurre entre dos crestas sucesivas de mismo tamaño, tomando como base la figura anterior.

NOVEMBER: Dirección hacia donde se dirigen las olas, en grados. Se obtiene mediante la observación directa con ayuda de una brújula o rosa de maniobra.

OSCAR: Latitud (Posición del buque en grados y minutos, N o S)

PAPA: Longitud (Posición del buque en grados y minutos, E o W)

QUÉBEC: Rumbo del buque a la hora de la observación, en grados.

ROMEO: Velocidad del buque a la hora de la observación, en nudos.

SIERRA: Cantidad de nubes. Es la fracción del cielo que ocultan las nubes. Se expresa en una escala que va desde "O" hasta "9" y que corresponde a las octavas partes, que están cubiertas. El "O" se reserva para los casos en que está completamente despejado y el "9" para aquellos en los que la observación no se puede efectuar por falta de visibilidad. Ver siguiente tabla:

Tabla 6. Nubosidad

a», La nubosidad Mil,st, que se observan

se mide agrupando mentalmente todas las nubes en un determinado momento, incluso los los

que forman el cirrus, y contar cuantas (x/8) del cielo ocupan estas nubes agrupadas. no, velos transparentes

octavas partes

Num. Símbolo Descripción

O Despejado

Jeimmy //elo - Metodología Realización de Cruceros Oceanográficos

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1 1/8 del cielo cubierto







8 Cielo completamente cubierto

9 No se puede observar el cielo


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