Variabilidad de la concentración de clorofila-a y temperatura superficial en el ecosistema de afloramiento peruano a diferentes escalas temporales utilizando información satelital

Abstract

El objetivo principal de este estudio es examinar la variación de la concentración de clorofilaa en el Mar (Chl-a) y la temperatura superficial del mar (TSM) en el ecosistema de afloramiento peruano a diferentes escalas temporales, utilizando datos satelitales del período 2003-2021. El área de estudio está definida por la isobata de 1 mg m-3 de Chl-a, y se divide en dos sectores: zona norte-centro (Z1, 5°S-16°S) y zona sur (Z2, 16°S-20°S). Se emplearon imágenes satelitales diarias de los sensores MODIS (a bordo de Aqua) y SeaWiFS (a bordo de OrbView- 2). Las mediciones in situ registrados por el Instituto del Mar del Perú (IMARPE) son utilizados para la comparación con los datos satelitales de Chl-a y TSM. En una primera etapa, se evaluó la confiabilidad de los datos satelitales de TSM y Chl-a mediante el coeficiente de correlación (r), el error cuadrático medio (RMSE) y el sesgo. Los resultados muestran que la TSM estimada con MODIS presenta alta correlación y un buen rendimiento con las mediciones in situ (r = 0.962; RMSE = 1.04 °C), aunque con una ligera sobreestimación (Sesgo = 0.63 °C), más pronunciada en otoño (Sesgo = 0.77 ºC). Para la Chl-a, SeaWiFS (r = 0.706; RMSE = 4.21 mg m⁻³) supera a MODIS (r = 0.622; RMSE = 7.0 mg m⁻³), pero ambos subestiman los datos in situ (sesgos de -0.95 mg m⁻³ y -0.52 mg m⁻³, respectivamente), especialmente en otoño. En una segunda etapa, se aplicó un filtro digital de Coseno Lanczos a cada serie temporal de los píxeles en el apilado de datos satelitales de TSM, Chl-a y VV, extrayendo componentes a escalas intraestacional e interanual. A partir del apilado filtrado, se calcularon las funciones ortogonales empíricas (EOF) y sus componentes principales (PC) para evaluar la variabilidad espaciotemporal. La transformada de wavelet (TW) se aplicó a la primera componente principal, obtenida con las EOF, para detectar periodicidades, empleando el espectro de potencia de wavelet (EPW) y la transformada de ondas cruzadas (CWT) como herramientas derivadas. Se determinó que, a escala intraestacional, los períodos significativos de TSM, Chl-a y VV superan los 30 días en Z1, mientras que en Z2 son mayores a 30 días, excepto para VV, que es inferior. El período común de variabilidad excede los 30 días en Z1, y en Z2 también, salvo para los pares Chl-a-VV y TSM-VV, donde es menor a 30 días, sugiriendo que las variaciones de Chla y TSM en Z2 están influenciadas por la variabilidad sinóptica de VV. Estos hallazgos aportan una mejor comprensión de la dinámica del ecosistema de afloramiento peruano. A escala interanual, los análisis del espectro de potencia de wavelet (EPW) y la transformada de ondas cruzadas (CWT) revelaron que los períodos significativos de ambos parámetros superan los 3 años en Z1 y Z2. El período común de variabilidad interanual fue de 3,4 años en Z1 y 3,3 años en Z2, asociándose principalmente al fenómeno El Niño-Oscilación del Sur (ENSO).