Equip de modelització del SOCIB: Baptiste Mourre, Eva Aguiar, Eugenio Cutolo, Mélanie Juza i Jaime Hernández.

En el marc del programa MEDCLIC, el Mediterrani a un clic, i en col·laboració amb la Fundació  "la Caixa", el grup de modelizació del SOCIB ha desenvolupat i implementat una simulació numèrica d’alta resolució de la circulació oceànica al Mediterrani occidental durant el període 2009-2015. Aquesta simulació regional ha estat avaluada mitjançant observacions procedents de diferents instruments i plataformes, utilitzant el que es coneix com perspectiva multiplataforma. Els resultats van ser presentats el passat mes d’abril en els congressos internacionals 5th GODAE Ocean View Coastal Ocean and Shelf Seas Task Team Meeting i EGU General Assembly (European Geophysical Union’2017).

Un dels reptes de la comunitat científica és el desenvolupament, la validació i la integració de models oceànics regionals amb alta resolució espacial. Aquests models ens ajuden a entendre com es comporten els oceans i, basant-se en aquest coneixement científic, proporcionen eines objectives i fiables per donar suport local en les tasques de gestió sostenible, per establir plans de contingència en rescats marítims o vessaments accidentals o, més a llarg termini, per poder anticipar les conseqüències dels diferents escenaris establerts en matèria de canvi climàtic. 

Per conèixer l’actualitat d’aquests models oceanogràfics al Mediterrani occidental, parlem amb Eva Aguiar, oceanògrafa física que treballa en el grup de modelització i predicció oceànica de la ICTS SOCIB dins del programa MEDCLIC. 

“Un model numèric de predicció oceànica és una eina de simulació basada en equacions matemàtiques i càlcul numèric per avaluar i entendre la dinàmica dels processos físics en el medi marí. El model ens permet predir l’evolució de variables com la temperatura, la salinitat, els corrents o el nivell del mar”.

"Actualment treballem en el desenvolupament del model WMOP (Western Mediterranean Operational Model o model operacional del Mediterrani occidental), que descriu la circulació dels corrents marins a la zona oest del Mediterrani amb una resolució de fins a 2 km. Part de la meva feina consisteix a validar aquest model d’alta resolució amb dades reals i comprovar les millores produïdes amb l’augment de la resolució espacial".  

Aquesta simulació regional ha estat avaluada utilitzant observacions procedents de diferents instruments i plataformes, en el que es coneix com perspectiva multiplataforma, com la desenvolupada durant els darrers anys per l'ICTS SOCIB. 

"L’avaluació multiplataforma s’ha dut a terme comparant les dades del model WMOP amb observacions reals obtingudes mitjançant satèl·lits, un radar d’alta freqüència, planadors submarins i boies oceanogràfiques. A més, també s’han comparat aquestes dades amb les obtingudes pel seu model ‘mare’ (CMEMS Med-MFC: un model amb menys resolució espacial que inclou tot el Mediterrani). La comparació amb les dades observacionals ens serveix per avaluar la fiabilitat del nostre model, mentre que la comparació amb el model de gran escala i menor resolució il·lustra les millores produïdes i posa de manifest la importància dels processos de petita escala al mar Mediterrani".  

"Avaluar quantitativament el model amb aquesta perspectiva multiplataforma aporta robustesa i precisió als resultats i posiciona el nostre model oceànic com una font de dades fiable i útil per a la societat en general. Aquest avenç ens permetrà afinar eines actualment en desenvolupament, com la detecció de zones de convergència de plàstics i/o el seguiment de meduses, temes d’especial repercussió en l’actualitat i que afecten la salut dels nostres oceans. El model també és útil per abordar objectius a llarg termini relatius a la comprensió de les relacions entre l’ecosistema i el medi físic i la capacitat d’adaptació al canvi climàtic i a les pressions humanes. Només coneixent com es comporta l’oceà podrem ajudar-lo", assegura Eva.

La metodologia que segueix aquest grup a l’hora de validar el seu model oceànic aporta tècniques innovadores recentment exposades en congressos (els ja esmentats GODAE i EGU) en els quals s’aposta per la comunicació i l’intercanvi de coneixements i experiències amb la finalitat de trobar sinergies, evitar errors i ser el més rigorosos possible en l’establiment dels models oceànics. "Les nostres eines de validació han estat reconegudes en aquests dos congressos i ja són diversos els modeladors que s’han posat en contacte amb nosaltres per validar altres models de manera similar en altres llocs del món". 

"S’han utilitzat diferents metodologies per validar el model. En primer lloc, hem calculat les direccions predominants dels corrents basant-nos en les sis localitzacions de les boies oceanogràfiques i usant totes les dades disponibles. Els resultats indiquen que el corrent superficial és paral·lel a la batimetria, i s’ha obtingut, a més, un encertat paral·lelisme entre les quatre fonts de dades utilitzades, cosa que confereix gran fiabilitat a les dades del nostre model". (Figura 1).

Figura 1- Direcció predominant dels corrents superficials a sis localitzacions al llarg de la costa occidental mediterrània, calculada segons les observacions obtingudes a les boies oceanogràfiques (blau) i als satèl·lits (verd) i els resultats dels models d’alta resolució (vermell) i de menor resolució (negre). En un segon pla estan representats els corrents mitjans del període 2009-2015 obtinguts pel WMOP.

"En una altra tècnica hem anat descrivint les variacions produïdes en la circulació superficial al llarg dels anys amb totes les bases de dades disponibles. Els resultats mostren que a la part nord del Mediterrani occidental, a l’altura de Tarragona, el nostre model WMOP s’acosta més a les observacions reals que el model anterior MED-MFC, cosa que evidencia les millores produïdes en augmentar la resolució espacial". (Figura 2).

Figura 2 - Variacions interanuals de la circulació superficial a la localització de Tarragona segons les observacions obtingudes a les boies oceanogràfiques (blau) i als satèl·lits (verd) i els resultats dels models WMOP (vermell) i CMEMS-MED-MFC (negre).

"Per últim, hem avaluat el patró espacial del corrent superficial al canal d’Eivissa. Aquesta zona presenta una gran complexitat i es caracteritza per tenir una gran variabilitat oceànica, tant espacial com temporal. Es van usar les observacions aportades pels planadors submarins, els satèl·lits i el radar i es van comparar també amb el model de gran escala (Med-MFC). En aquesta zona, l’alta resolució espacial del nou model va ser clau per definir en quina posició del canal es produeix la discontinuïtat en el flux nord-sud. Aquesta discontinuïtat és descrita pel nostre model WMOP, pels planadors submarins, pels satèl·lits i pel radar. No obstant això, la baixa resolució espacial del model anterior MED-MFC impedeix que sigui detectada". (Figura 3).

Figura 3 - Variabilitat espacial del corrent superficial durant el període 2011-2015 al canal d’Eivissa, segons les observacions aportades pels planadors submarins (gliders, GLI, groc), pels satèl·lits (ALT, verd) i pel radar (HF, blanc) i pels resultats dels models: el d’alta resolució (WMOP, vermell) i el de gran escala (MED-MFC, negre).

Eva ha compartit aquestes tècniques de validació amb altres modeladors en el congrés EGU, posant en comú les seves pròpies impressions i les dels altres amb la finalitat de trobar sinergies i aplicacions futures. "Avaluar quantitativament el model amb aquesta perspectiva multiplataforma aporta robustesa i precisió als resultats i posiciona el nostre model oceànic com una font de dades fiable i útil per a la societat en general. Aquest avenç permetrà afinar les eines actualment en desenvolupament, com la detecció de zones de convergència de plàstics i/o el seguiment de meduses, temes d’especial repercussió en l’actualitat".