Extensión, concentración, área, grosor y otros parámetros del hielo marino

En este blog a menudo nos referimos a la extensión, área, concentración, grosor, etc. de la banquisa o hielo marino. En esta entrada intentaremos aclarar a qué se refiere cada uno de estos conceptos.

Para comenzar, unas deficiones breves de concentración, extensión y área, que después desarrollamos:
Concentración (sea ice concentration): porcentaje de superficie congelada por unidad de superficie.
Extensión (sea ice extent): el área de superficie marina con al menos un 15% de concentración de hielo (es decir, con al menos un 15% de su superficie congelada)
Área (sea ice area): extensión menos la superficie que en su interior permanece sin congelar.

Lo vamos viendo por partes:

Concentración (sea ice concentration): porcentaje de superficie congelada por unidad de superficie. Es decir, si tomamos una zona determinada de la superficie oceánica, la concentración nos indica qué porcentaje de dicha zona está cubierto por banquisa.

En esta imagen tenemos unos cuadrados que representan algunas de las celdas en las que los sistemas de observación dividen el Océano Ártico para la detección de banquisa en su superficie:

El color azul indica agua, y el blanco hielo. En el cuadrado A, la concentración del hielo es del 0%. En el B, de un 25%. En el C es de un 50%, y en el D de un 100%: toda la zona o celda está completamente cubierta de hielo.

Extensión (sea ice extent). Al hablar de la extensión de la banquisa ártica, nos estamos refiriendo al área total en la que se detecta presencia de hielo marino.
Pero, dentro de la extensión de la banquisa, nos podemos encontrar zonas totalmente cubiertas de hielo, mientras que en otras el hielo sólo ocupará parte de la superficie. Para ser contabilizada en la extensión, una zona debe superar cierto umbral de presencia de banquisa.
El umbral más comúnmente utilizado es el 15%. Es decir, que para que una zona compute en la extensión total, al menos un 15% de su superficie debe estar cubierta de hielo. En otras ocasiones, el umbral puede establecerse en un 30%.

Volvamos a los cuadrados del ejemplo anterior. Fijémonos en el cuadrado B, con un 25% de concentración. Si adoptamos un umbral del 15%, todo el cuadrado B (64 km2) contará como extensión de la banquisa. En cambio, si usamos un umbral del 30%, todo el cuadrado B (64 km2) se quedará fuera del cómputo de extensión.

Las gráficas del NSIDC ó IARC/JAXA, entre otras, utilizan un umbral del 15%, el más común:

Mientras que esta gráfica del DMI usa un umbral del 30%:

Un mapa de extensión, sería este del NSIDC. En él se representan en blanco las zonas con al menos un 15% de concentración de hielo:

El propio NSIDC, la Universidad de Bremen o Cryosphere Today suelen mostrar otros mapas en los que, además de la extensión, podemos ver también la concentración del hielo en cada celda o pixel, siguiendo una determinada escala de colores:

Área (sea ice area): extensión menos la superficie que en su interior permanece sin congelar.
Volviendo a los cuadrados, en el B el área de la banquisa sería de 16 km2.
Pero, ojo, para que el área congelada pase al cómputo general de área, también debe superar el umbral mínimo que se establezca para cada celda.
Es decir, si adoptamos un umbral del 15%, los 16 km2 congelados en el cuadrado B se contarán para el área total de la banquisa ártica.
Pero, si adoptamos un umbral del 30%, esos 16 km2 no se tendrán en cuenta. Por tanto, con un umbral del 30%, tanto la extensión como el área del cuadrado B serán cero.

La concentración y el área de la banquisa ártica son más difíciles de precisar que la extensión. Con los datos de los satélites de observación de la banquisa, es relativamente sencillo discernir si en una zona hay presencia de hielo o no. Pero no es tan fácil determinar si dicha zona tiene exactamente un 20, un 35 ó un 45% de su superficie cubierta de hielo. Por ello, los datos de concentración y área son menos fiables que los de extensión.

Cryosphere Today, o IARC/JAXA, también ofrecen gráficas de área:

Hasta ahora, con extensión, área y concentración nos limitamos a observar la banquisa en dos dimensiones. Para añadir una tercera dimensión, nos encontramos con el grosor o espesor del hielo marino (sea ice thickness). Con este término nos referimos al grosor total de la banquisa, tanto de la parte sumergida como de la emergida pero, ojo, sin contar la nieve acumulada sobre el hielo.

La parte emergida se denomina francobordo (freeboard), refiriéndose este término al espesor de dicha parte emergida. Normalmente no se incluye en el francobordo el espesor de la nieve acumulada sobre el hielo, aunque en algunas ocasiones sí que se suma.

En cuanto a la parte sumergida, para referirnos a su espesor hablamos de calado del hielo marino (sea ice draft).

Por tanto, el espesor de la banquisa sería la suma del calado (parte sumergida) y del francobordo (parte emergida) del hielo. A esto, habría que añadirle el espesor de la nieve acumulada sobre el hielo.

Lo vemos en esta imagen:

No existen mediciones continuas de espesor. El grosor del hielo no puede derivarse de los datos de los satélites equipados con sensores de microondas, que nos proporcionan la extensión, área y concentración, pues no hay una correlación sólida entre las características de la superficie de la banquisa y el espesor del hielo que se encuentra debajo.

En los últimos años, con la puesta en órbita de nuevos satélites equipados con distinto instrumental, como ICESAT (o los ERS), se ha podido comenzar a obtener este parámetro desde el espacio (Aunque ICESAT ya no está operativo y no se espera que sea reemplazado hasta dentro de algunos años. Su hueco debería cubrirlo el CRYOSAT puesto en órbita el pasado año por la ESA).

En cuanto al volumen de la banquisa ártica, su valor se derivaría del producto del área por el espesor medio. Dado que no hay observaciones reales de espesor continuadas en el espacio y en el tiempo, el volumen no puede tampoco precisarse. Por ello, en general, para estimar el volumen de la banquisa ártica se recurre a modelizaciones, de fiabilidad difícilmente cuantificable.

Por último, la deriva (sea ice drift) es el movimiento del hielo en un período determinado, por efecto del viento y de las corrientes marinas.

Fuentes:
NSIDC: Total Ice-Covered Area and Extent
NSIDC: Terminology of sea ice data
Wikipedia: Polar ice packs

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Una respuesta a Extensión, concentración, área, grosor y otros parámetros del hielo marino

  1. NO dijo:

    FELICITO A TODOS LOS CIENTIFICOS POR SU LABOR Y PACIENCIA PARA PODERNOS A SER SAVER TODO LO REFERENTE A LOS DESARROLLOS Y MOVIMIENTOS DEL AGUA HIELO EN TODOS LOS ATLANTICOS Y SUS PROCEDENTES FELICIDADES.

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