Manual de Metodos para el Programa de Monitoreo Sinoptico

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Documento Técnico del SAM No. 4Manual de Métodos para Monitoreo Sinópticoincorrecta. De preferencia, tanto la velocidad de la corriente como la del viento y sus direccionesdeben descomponerse en velocidades de componentes escalares y se añadirán a la tabla deparámetros arriba mencionada. Esta descomposición se puede hacer fácilmente en una hoja decálculo.Si la magnitud de la velocidad de la corriente se expresa como V, la dirección registrada de lacorriente magnética hacia la cual fluye la corriente se expresa como φ, la inclinación magnéticalocal se expresa como α (positiva para declinación del este y negativa para declinación del oeste),la velocidad del componente de la corriente norte-sur se expresa como v (positivo hacia el norte), yla velocidad del componente este-oeste se expresa como u (positivo hacia el este), el componenteescalar de las velocidades de la corriente son calculados como:u =| V | sin( ϕ−α)v=| V | cos( ϕ−α)Esto es ligeramente diferente a los componentes de velocidad del viento, ya que la dirección delviento, a diferencia de las corrientes, es registrada como la dirección desde donde sopla el viento.En el caso de los vientos, la transformación de la descomposición es:u = −| V | sin( ϕ−α)v = −| V | cos( ϕ−α)Se debe hacer notar que una vez que las corrientes y los vientos han sido descompuestos encomponentes escalares de velocidad, la convención oceanográfica debería ser adoptadauniversalmente, i.e. tanto los componentes de viento como componentes de marea denotan ladirección hacia la cual la corriente fluye o el viento sopla.Ploteo de DatosTodas las series de tiempo escalares (incluyendo las velocidades deducidas del viento y lasvelocidades de la corriente) y todos los datos del transecto deben ser ploteados para cada mes ypara cada transecto, respectivamente. Para las series de tiempo, cada parámetro (eje vertical) de laserie de tiempo debe ser ploteado contra el tiempo (eje horizontal), en donde el eje de tiempo debeser expresado como JD. Asimismo, las series de tiempo de componentes de velocidad ADCP de binmúltiple deben ser ploteadas vs. tiempo (JD), donde el eje vertical es la profundidad del aguavariable por la marea y los valores de los componentes de velocidad son contornos interpolados. Eltípico ploteo de series de tiempo tiene un radio de ~1:10 (vertical / horizontal). Para el ploteo dedatos de transecto, el eje vertical es la profundidad del agua, el eje horizontal es la distancia, y losvalores de los parámetros son contornos interpolados. Además, para ayudar a la interpretación delos datos, se acostumbra plotear los datos de viento y corriente como diagrama de barras,diagramas progresivos de vector (PVD), y como ploteo polar (similar a la rosa de los vientos). Losdetalles acerca de como realizar tales ploteos se pueden encontrar en Emery y Thomson (1997).Análisis ArmónicoLos análisis estándar de los datos de la elevación del nivel del mar (marea) incluyen análisisarmónicos de los datos del nivel del agua recolectados cada hora (o más frecuentemente) durantecuando menos 29 días seguidos (696 horas) pero idealmente durante un año o más. Los detallesdel análisis armónico están explicados en la mayoría de los textos de oceanografía física estándar,incluyendo a Pugh (1987) y Franco (1988).111
Documento Técnico del SAM No. 4Manual de Métodos para Monitoreo SinópticoAnálisis EspectralPara explorar la variabilidad estadística de un parámetro oceanográfico medido como una serie detiempo y el grado al que se relacionan las variables de la serie (correlacionado) con las variables deotro parámetro de series de tiempo medido simultáneamente, se acostumbra calcular la varianza deespectro de cada serie de tiempo, la magnitud de los espectros cruzados, la fase de los espectroscruzados, y el espectro de coherencia cuadrado (i.e. que tan bien se correlacionan dos series enfunción de frecuencia). Los detalles de tales análisis están detallados en textos oceanográficosestándar tales como Emery y Thomson (1997).Interpretación y Modelos OceanográficosLos análisis de datos previos y aquellos producto de la visualización son relativamente estándar,pero muy lejos de ser intrascendentes. Funcionan como los puntos de partida para la interpretaciónde la oceanografía física de una región tal como la región del SAM, y los datos necesarios paracalibrar y validar modelos numéricos de circulación hidrodinámica.7.7 PROGRAMAS DE COMPUTOLos proyectos oceanográficos físicos generalmente generan grandes cantidades de datos. Porejemplo, un muestreo con el correntímetro ADCP a 40 Hz a 25 de profundidad vertical (bins),genera anualmente 31 billones de juegos de pares de velocidades y direcciones. Estos datos sonreducidos a 200,000 juegos de pares de horario de velocidades y direcciones después de reducirlos valores por hora. Por lo tanto, es completamente impráctico analizar datos oceanográficosfísicos sin el apoyo de una computadora. Considerando el bajo costo actual de una potentecomputadora de escritorio o personal, es tan primordial como sencillo el asegurarse que eloceanógrafo físico tenga acceso a una amplia capacidad computacional. Esto puede serproporcionado en la forma de un procesador (1.2 GHz o más velocidad) Pentium IV o suequivalente con abundante memoria RAM (cuando menos 512 Mb) y abundante espacio dememoria (20 GB o más) en el disco duro. Además, el oceanógrafo físico necesita darle un usoeficiente a los diversos tipos de software disponible, incluyendo:Software para Hojas de Cálculo ElectrónicasTanto Microsoft Excel como Corel Quattro son excelentes opciones para manejo de datos, análisisde control de calidad y cálculos estadísticos básicos.Software de PloteoA pesar de que el software de la hoja de cálculo generalmente trae funciones de ploteo, losprogramas de alta calidad especializados en ploteo de datos harán generalmente un mejor trabajo.Los programas de software sugeridos incluyen Grapher, Surfer, Sigma Plot, y Matlab.Análisis de Datos y Software de VisualizaciónDos excelentes opciones que son utilizadas por oceanógrafos físicos son Matlab y MathCad conextensas bases de usuarios y con muchos módulos de programa disponibles.Software de ProgramaciónMatlab es una excelente elección de software para programación y es usado frecuentemente poroceanógrafos físicos alrededor del mundo. Sin embargo, para modelos muy grandes de simulaciónnumérica más complejos, FORTRAN es aún el lenguaje de programación preferido.112
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