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VARIACIONES DE LA CONCENTRACIÓN DE LA CLOROFILA-a Y SU RELACIÓN CON PARÁMETROS FÍSICOS Y QUIMICOS MEDIDOS EN LOS
BANCOS DE SALMEDINA (CARTAGENA, CARIBE COLOMBIANO) SEPTIEMBRE 2003 – SEPTIEMBRE 2004
JAIME ARTURO OREJARENA CUARTAS
UNIVERSIDAD DE BOGOTÁ JORGE TADEO LOZANO
FACULTAD DE BIOLOGIA MARINA
SANTA MARTA D.T.C.H.
2006
VARIACIONES DE LA CONCENTRACIÓN DE LA CLOROFILA-a Y SU RELACIÓN CON PARÁMETROS FÍSICOS Y QUIMICOS MEDIDOS EN LOS
BANCOS DE SALMEDINA (CARTAGENA, CARIBE COLOMBIANO) SEPTIEMBRE 2003 – SEPTIEMBRE 2004
JAIME ARTURO OREJARENA CUARTAS
Trabajo De Grado Para Optar al Título De Biólogo Marino
Director
CN CARLOS ALBERTO ANDRADE Ph.D.
UNIVERSIDAD DE BOGOTÁ JORGE TADEO LOZANO
FACULTAD DE BIOLOGIA MARINA
SANTA MARTA D.T.C.H.
2006
Nota de aceptación:
________________________________
________________________________
________________________________
________________________________
________________________________
________________________________
_______________________________ Firma del presidente del jurado
_______________________________ Firma del jurado
_______________________________ Firma del jurado
Bogotá, D.C. Febrero 23 de 2006
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
TABLA DE CONTENIDO
Pág.
1 INTRODUCCIÓN 1
2 METODOLOGÍA 10
2.1 UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES DE MUESTREO 10
2.2 FASE DE CAMPO 11
2.3 FASE DE LABORATORIO 12
2.4 FASE DE GABINETE 13
3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN 18
3.1 CLOROFILA -a 18
3.2 VARIACIÓN TEMPORAL DE LOS PERFILES OCEANOGRÁFICOS 21
3.2.1 Temperatura Superficial del Mar 21
3.2.2 Salinidad in situ 22
3.2.3 Transparencia 22
3.2.4 Turbidez 23
3.2.5 Variaciones Verticales de Temperatura y Salinidad 25
3.3 RELACIÓN DE LAS VARIABLES OCEANOGRÁFICAS CON LAS
MEDIDAS DE CLOROFILA-a
30
3.3.1 Comparación por Método Estadístico de la Clorofila-a con los Datos
Tomados en Campo
35
3.4 COMPARACIÓN DE ALGUNAS VARIABLES CON LOS
SENSORES REMOTOS
36
3.4.1 Temperatura in situ vs. Datos imágenes satelitales 36
3.4.2 Comparación del Viento in situ vs. Datos Imágenes Satelitales 38
3.4.3 Comparación Entre las Corrientes in situ vs. datos Imágenes
Satelitales
40
3.5 ANÁLISIS DE DISTANCIA EUCLADIANA PARA LAS ESTACIONES 43
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
MUESTREADAS
4 CONCLUSIONES 46
5 RECOMENDACIONES 48
6 BIBLIOGRAFÍA 49
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. El área de estudio en el círculo muestra su posición respecto de la Bahía de
Cartagena (Fuente: Carta náutica COL261. CIOH, 2000).
1
Figura 2. Los puntos rojos señalan las cinco estaciones que se monitorearon
dos veces al mes para la toma de datos oceanográficos que se colocaron sobre
el mapa, CIOH, 2000.
11
Figura 3. Descripción del proceso de datos del CTD. Las graficas muestran el
estado de los datos luego de la corrección hecha por los módulos a. DATCNV b.
LOOPEDIT c. ALIGN d. FILTER e. BINAVERAGE f. DERIVE.
15
Figura 4. Variabilidad de la clorofila-a superficial por estación durante el año de
muestreo, la línea punteada indica el promedio. Se observaron cinco picos, el
más alto se presento en el mes de marzo debido a la influencia de la surgencia
que favoreció la producción.
18
Figura 5. Promedio de la Temperatura superficial del mar medida en las cinco
estaciones durante el año de muestreo, la línea punteada indica el promedio de
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
las cinco estaciones para todo el muestreo.
21
Figura 6. Promedio de los valores de salinidad por estación durante el año de
muestreo, la línea punteada indica el promedio de las cinco estaciones para todo
el muestreo. Se observaron dos comportamientos, a finales del 2003
presentando las mínimas concentraciones, y las máximas para el mes de marzo
de 2004, que dependieron de la influencia de aguas continentales. 22
Figura 7. Promedio de los valores de transparencia por estación durante el año
de muestreo, la línea punteada indica el promedio de las cinco estaciones para
todo el muestreo. Para los meses de agosto, la transparencia es mayor, es
menor en los meses de diciembre a marzo debido a la resuspensión de materia
y alta clorofila, debido al efecto producido por el viento en los meses de
diciembre a marzo.
23
Figura 8. Turbidez por estación durante el año de muestreo. Se observaron
cuatro picos, importantes el más alto se presentó en el mes de marzo que
corresponde al mes en el que se presentó mayor producción de clorofila-a. La
línea punteada indica el promedio de las cinco estaciones para todo el muestreo.
24
Figura 9. Izquierda, Temperatura superficial del mar el 4 de marzo de 2004 vista
desde el satélite MODIS (SST). Tomado de http://modis.marine.usf.edu el color
azul muestra aguas más frías y los colores verdes y amarillos más cálidas, la
imagen muestra la presencia de aguas más frías cerca de la costa llegando
hasta los Bancos de Salmedina. Derecha, imagen del satélite Quiskat que
muestra el régimen de vientos para el mismo día se observa fuertes vientos del
Noreste.
25
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
Figura 10. Variabilidad en el tiempo y profundidad de la temperatura para las 5
estaciones en los Bancos de Salmedina entre septiembre- 2003 y septiembre-
2004 realizados mediante un CTD. Se observan la llegada de aguas
continentales representadas en colores rojos y aguas más frías en color azul que
diferencian tres eventos a lo largo del año, la profundidad hasta donde bajó el
CTD está delineada por el área en blanco.
26
Figura 11. Variabilidad en el tiempo de la salinidad para las 5 estaciones en los
Bancos de Salmedina 2003 - 2004 realizados mediante un CTD. Las zonas
demarcadas por colores más rojos indican aguas con altas concentraciones de
salinidad y las zonas con colores azules más claros indican aguas de bajas
concentraciones. La profundidad hasta donde bajó el CTD está delineada por el
área en blanco.
29
Figura 12. Variabilidad en el tiempo de la clorofila-a, temperatura y salinidad
para la estación 5 en los Bancos de Salmedina 2003 - 2004 realizados mediante
un CTD y mediciones in situ, los primeros 15 m. La mayor concentración de
clorofila-a se observó cuando las condiciones fueron de menor temperatura y
mayor salinidad en la época de mayor intensidad del viento y en algunos casos
altas concentraciones se vieron influenciados por aportes de aguas con
características continentales.
31
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
Figura 13. El movimiento de la corriente superficial (en azul) hacia fuera de la
costa influenciado por el efecto producido por el viento con predominio de
dirección NE (en rojo) en el mes de marzo. El círculo indica la época en la que
se observó el movimiento de la corriente hacia fuera de la costa en la temporada
de mayor fuerza del viento.
32
Figura 14. Ventana de una imagen del satélite MODIS sobre el área de
estudio el 13 de octubre de 2003. El círculo amarillo indica la posición de los
Bancos de Salmedina. Las flechas en rojo indican la llegada desde el norte de
las plumas con aguas llenas de clorofila-a.
33
Figura 15. Comportamiento de carácter cíclico para las variables clorofila-a
(verde), turbidez (morado) y transparencia (café) durante el año de muestreo.
Las columnas sombreadas indican los momentos cuando se observaron los
“picos”, el número entre ellas son días de diferencia. Los picos más altos de
clorofila-a se presentaron cuando las condiciones de salinidad (rojo) y
temperatura (azul) fueron de carácter oceánico.
34
Figura 16. Comparación de los valores tomados in situ (rojo) y los obtenidos por
las imágenes satelitales (negro) de la temperatura superficial en los Bancos de
Salmedina. Se observaron tres procesos: 1) subestimación de datos in situ
aparentemente producido por las nubes entre agosto y noviembre; de 2003. 2)
Entre noviembre y marzo los datos son similares por el efecto de
homogenización producido por los vientos, 3) entre marzo y septiembre (2004)
los datos satelitales sobreestiman los datos In situ debido a la estratificación de
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
la columna.
37
Figura 17. Mediciones de intensidad y dirección del viento obtenidos a partir de
los sensores remotos (Quiskcat) en los Bancos de Salmedina. El
comportamiento del viento en el área muestra la estacionalidad de los Alisios del
Noreste principalmente.
38
Figura 18. Promedio de los valores de intensidad del viento por estación
durante el año de muestreo en los Bancos de Salmedina la línea punteada
indica el valor medio. Se observó la mayor intensidad en el mes de marzo con
algunos eventos en los meses de agosto.
39
Figura 19. Mediciones de intensidad y dirección del viento obtenidos in situ (en
rojo) y a partir de los sensores remotos Quiskcat (en negro). Las mediciones in
situ son sensibles a los cambios producidos por la morfología del sitio o cambios
diurnos que dependen de la hora del muestreo.
40
Figura 20. Intensidad de la corriente medida en cm/s a 5, 15 y 30 m de
profundidad en los Bancos de Salmedina, durante el año de observación. Las
corrientes fueron principalmente del Sur dependiendo de la posición de la
contracorriente Panamá-Colombia. Los contornos en color muestran que las
corrientes más intensas (rojos) ocurrieron en agosto de 2003 y en octubre de
ambos años. La dirección de las corrientes profundas fueron más regulares y la
corriente superficial fue muy variable. 41
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
Figura 21. Comparación de la corriente geostrófica obtenida por los sensores
remotos (CCAR) y la medida in situ a los 30 m de profundidad en la estación 5
en los Bancos de Salmedina. 42
Figura 22. Cambio de la dirección de la corriente contra los Bancos de
Salmedina, en el sitio de muestreo. Las flechas azules muestran la dirección de
la corriente geostrófica, y las verdes el resultado medido debido a la desviación
producida por la presencia del Bajo.
43
Figura 23. Dendograma de distancia euclidiana para las cinco estaciones
observadas índice cofenetico 0.879. Las estaciones 2 y 3 se asemejan al igual
que las estaciones 4 y 5 mientras que la estación 1 fue diferente aún así el
comportamiento de todas las estaciones fue muy similar.
44
Figura 24. a) (izquierda) Ventana de una imagen del satélite MODIS sobre el
área de estudio el 13 de mayo de 2004. La flecha de color negro indica la
llegada desde el norte de las plumas afectando principalmente la zona donde se
ubica la estación 1; la flecha de color rojo indica la llegada de aguas de
características más oceánicas en la zona cercana a las estaciones 2 y 3 en los
Bancos de Salmedina. b) (derecha) Temperatura superficial del mar el 29 de
mayo de 2004 vista desde el satélite MODIS (SST). Tomado de
http://modis.marine.usf.edu el color azul muestra aguas más frías y los colores
verdes y amarillos más cálidas; la imagen muestra la presencia de aguas más
calidas provenientes del sur cerca de la zona donde están ubicadas las
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
estaciones 4 y 5 en los Bancos de Salmedina.
45
LISTA DE TABLAS Pág.
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
Tabla 1. Concentraciones de clorofila-a (mínimas - máximas) teniendo en cuenta
regiones de la cuenca del Caribe y reportes locales. Tomado y modificado de
Franco (2000).
19
Tabla 2. Correlación de Spearman entre Chl-a y parámetros físicos medidos.
Los valores subrayados denotan relación con un 95% de confianza.
36
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
LISTA DE ANEXOS
ANEXO A. Correlación de Spearman entre Chl a y parámetros físicos y quimicos
medidos en campo para los Bancos de Salmedina septiembre 2003- septiembre 2004.
ANEXO B. Datos tomados in situ durante el año de muestreo en los Bancos de
Salmedina.
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
RESUMEN
Se analizaron los datos de clorofila-a junto con los parámetros oceanográficos,
temperatura, salinidad, y corrientes tomados en cinco estaciones muestreadas cada dos
semanas en los Bancos de Salmedina entre septiembre 2003 y septiembre 2004 y los
parámetros meteorológicos de superficie, viento, temperatura ambiente, humedad,
presión atmosférica y oleaje obtenidos por sensores en tierra y sensores remotos durante
el mismo lapso. El seguimiento en el tiempo mostró una relación directa entre altas
salinidades y bajas temperaturas en la columna de agua con el comportamiento de la
clorofila-a, que fue mayor cuando las condiciones fueron típicas de surgencia. Además
se encontró que la productividad primaria del sector puede ser enmascarada por aportes
de aguas continentales (tipo II) de distintas procedencias. La variabilidad de la clorofila-
a superficial (medida por el método Strickland y Parsons, 1972) mostró una
oscilación con un periodo alrededor de 57 días, con modulación estacional en
cuanto a su cantidad, siendo mayor en la época de lluvias. Además la variabilidad
de clorofila-a puede ser explicada principalmente por la llegada de plumas turbias a los
Bancos y no necesariamente representa productividad primaria de éstos. Esta
periodicidad también se observó en la turbidez y la transparencia del agua
El análisis evidenció que las imágenes satelitales, que detectan la temperatura en
los primeros centímetros de la capa superficial del mar (skin temperature) sobre
estimaron los valores tomados en campo en aproximadamente 0.5 ºC. Con
respecto de los valores medios, el veranillo se retardó casi un mes en la señal de
temperatura. La dirección e intensidad de la corriente por debajo de los 20 m fue
directamente proporcional a las corrientes geostróficas de la zona pero influenciada por el
efecto que produce la posición de los Bancos. La corriente superficial tuvo relación
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
directa con la intensidad y dirección del viento y propició la llegada de plumas turbias del
norte durante la estación seca y propició la llegada de aguas continentales durante la
época de lluvias. El área mostró señales de presentar afloramiento en marzo de 2004.
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios por que Él me fortalece.
A mi familia que con la sabiduría de mi padre, los consejos de mi madre y todo el cariño
de mis hermanas ha sido un gran pilar de fortaleza en mi vida.
Al Capitán CN (r) Carlos Alberto Andrade quien no solo ha sido un maestro si no un
amigo que me ha enseñado que “la vida es otra cosa”.
Al Capitán de Navío CN. Hernán Mauricio Ospina por todo su apoyo y sus viernes de
“cafecito” en la oficina y en general al Centro de Investigaciones Oceanograficas e
Hidrograficas CIOH, William Castro, y el grupo de suboficiales que nos acompañaron.
A la Escuela Naval de Cadetes “Almirante Padilla” a los señores Oficiales y grupo de
cadetes que hicieron parte de este proyecto.
Al GIO CN Juan Manuel Soltau, Gisella, Juan Gabriel, Constanza, que me recibieron en
el grupo.
A COLCIENCIAS por la financiación del proyecto.
A María que nunca me ha fallado, gracias por ser parte fundamental en todo.
Y en general a todas las personas que hicieron parte de este proyecto.
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
1. INTRODUCCIÓN
Los Bancos de Salmedina, compuestos por los Bajos de Salmedina, Burbujas,
Kubina, Ygio y Ucura (Ricaurte et al., 2004), se encuentran 7 km al oeste de la
punta norte de la Isla de Tierra Bomba en Cartagena. Se trata de elevaciones
sobre la plataforma continental, relativamente aisladas, e individuales que no
hacen parte del Archipiélago del Rosario, el cual se encuentra unos 20 km al sur
(Fig.1).
10º2
0´10
º22´
10º2
4´
75º40´ 75º38´ 75º36´ 75º34´ 75º32´75º40´ 75º38´ 75º36´ 75º34´ 75º32´
10º2
0´10
º22´
10º2
4´
0 1000 2000 3000 40000 1000 2000 3000 4000
Figura 1. El área de estudio en el círculo muestra su posición respecto de la Bahía de Cartagena (Fuente: Carta náutica COL261. CIOH, 2000). Los Bancos de Salmedina se consideran de gran importancia para la región, ya
que en ellos se realizan diversas actividades de importancia económica entre las
que se incluyen las náuticas, navales, pesqueras, turísticas y ecológicas. El
conocimiento integral de estos Bancos, es la base posible para un
aprovechamiento y desarrollo adecuados de los intereses productivos sobre el
área. En ese aspecto, son relativamente pocos los estudios realizados en estos
Bancos y de allí la importancia del presente estudio.
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
En el mar, el fitoplancton es considerado como el principal productor primario; es
la base alimentaria de donde dependen organismos o poblaciones
pertenecientes a niveles tróficos superiores, entre ellos, los que presentan
importancia económica como los crustáceos y peces (e.g. Franco, 2001; Tigreros,
2001), por lo anterior, el estudio de la base de la red trófica es un factor importante
para entender los procesos que suceden en los ecosistemas presentes en
Salmedina y hace parte del conocimiento integral que debe tenerse sobre ellos.
Los Bancos se originaron por la colonización coralina de un domo diapírico en la
plataforma continental al frente de Cartagena; hacen parte de un cordón arrecifal
holocénico de 5000 a 10000 años BP aproximadamente, que comienza en este
punto y se extiende en dirección sur – suroeste por unos 200 Km (Geister, 1983;
Díaz et al., 1996). Se ha reconocido que el diapirismo de lodo es el principal factor
en la modelación de la provincia tectono-estratigráfica que incluye la plataforma
Caribe colombiana al sur de Punta Canoas (Duque-Caro, 1984). Los diapires de
lodo son producto de una interacción compleja entre la sedimentación y la
tectónica compresional, y su distribución está asociada con el fallamiento regional
(Vernette et al., 1992).
Desde el punto de vista oceanográfico, los Bancos de Salmedina reciben los esfuerzos
encontrados de la corriente superficial forzada por los vientos Alisios del norte en el sector
y de la contracorriente de Panamá-Colombia a nivel subsuperficial (Andrade et al., 2003),
con variaciones estacionales y de media escala que las modulan (Andrade y Barton, 2000).
Al ser elevaciones en el borde exterior de la plataforma que van desde los 5 hasta los 80 m
de profundidad representan en general un obstáculo a la circulación oceánica, como se ha
visto en Bancos aledaños en el Archipiélago de las Islas del Rosario (Leble y Cuignon,
1987), además la sola presencia de éstos afecta significativamente las corrientes,
propiciando sitios de calma y aceleración que pueden ser determinantes para diferentes
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
hábitats (Andrade et al., 1997) y comunidades, como la fitoplanctónica. Lo que se
conoce hasta el momento ha sido objeto de estudios generales o de mayor escala pero muy
poco se ha documentado sobre las condiciones oceanográficas de los Bancos de Salmedina.
En el Caribe colombiano se han centrado los estudios en diferentes Bancos, principalmente
por su alta diversidad y productividad (e.g. Von Prahl y Erhardt, 1985; Monsalve y
Restrepo, 1989; Penereiro et al., 1990). Para el área de los Bancos en particular, existen en
su mayoría inventarios ícticos (Acero, 1984; Acero y Garzón, 1985 y 1986), caracterización
de las poblaciones coralinas y su estado (Koster, 1979), así como investigaciones puntuales
sobre algunos grupos o especies que utilizan éstos ecosistemas (Díaz et al., 2000). El origen
diapírico de los Bancos se ha estudiado en zonas cercanas como el Bajo Imelda donde se
afirma que el comportamiento de las diferentes comunidades biológicas como el
fitoplancton puede verse afectado en su distribución y uniformidad con el gradiente de
profundidad que en el caso del Bajo Imelda es mayor desde los 15 m hasta los 40 m de
profundidad (e.g. Navas et al., 1992; Díaz y Rojas, 1992).
Las zonas cercanas a la costa se ven directamente afectadas por la influencia de
aguas continentales (escorrentías y/o residuales) como los que ejercen las aguas
provenientes del Canal del Dique, que en general han sido estudiados sobre los
arrecifes del Parque Nacional Natural Corales del Rosario, encontrando que estas
formaciones sufren un gran deterioro debido a la influencia de esta agua y que su
efecto muestra variaciones estacionales (Alvarado y Corchuelo, 1992). Así mismo,
se ha revelado que existe influencia directa en el Archipiélago del Rosario de
corrientes superficiales y sub-superficiales con una fuerte influencia continental
(Leble y Cuignon, 1987).
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
Los estudios oceanográficos y de dispersión de sedimentos junto con los estudios
sedimentológicos de la plataforma han indicado que los Bancos de Salmedina y
áreas adyacentes reciben sedimentación desde el norte (río Magdalena) y desde
el sur (canal del Dique) además de los aportes carbonatados biogénicos locales
(Andrade y Thomas, 1988; Javelaud, 1986; Pujos et al., 1986). Así mismo, se ha
determinando la calcimetría de la plataforma continental al frente de Cartagena,
donde se aprecia que los Bancos de Salmedina están localizados precisamente en
la zona de transición entre sedimentos netamente terrígenos y sedimentos con
aportes calcáreos (Vernette et al., 1983). Actualmente se descubrió una fuente
autóctona de sedimentos finos producto del diapirismo activo en las zonas de los
cráteres extintos y especialmente en los alrededores del cráter activo del Bajo
Burbujas (Domínguez et al., 2005).
De la misma manera que en oceanografía y sedimentología, las investigaciones
sobre algunas variables oceanográficas como la salinidad y la temperatura con
relación a la situación de las comunidades coralinas y comunidades asociadas han
sido desarrolladas en la zona limitándose a la Bahía de Cartagena. En ellas se
determinó que el aporte de aguas continentales de la zona es el principal efecto
del deterioro de algunos parches arrecifales (Ramírez y de la Pava, 1981) y en el
Parque Nacional Natural Islas del Rosario (e.g. Alvarado y Corchuelo, 1992;
Solano et al., 1990; Sarmiento et al., 1989; Galvis, 1987; Coral y Caicedo, 1983;
Werding y Sánchez, 1979).
En el Caribe colombiano se han realizado trabajos sobre la relación de las
características fisicoquímicas y su efecto sobre algunas variables biológicas, como
el fitoplancton (Ramírez, 1990). A manera de ejemplo, se han analizado diferentes
variables fisicoquímicas para el Golfo de Salamanca y el Parque Nacional Natural
Tayrona, a lo largo del año, concluyendo que la clorofila-a se incrementa por
los aportes de nutrientes de ríos y escorrentías además de
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
existir una relación inversa de esta misma variable con la salinidad y la densidad
(e.g. Franco, 2001; Tigreros, 2001).
En estudios realizados en ensenadas como la de Santa Marta se demuestra la
importancia de las descargas continentales al mar y cómo estas afectan las
características fisicoquímicas de la columna de agua como la turbidez, la salinidad
y el espesor de la capa fótica, efectos que son regulados por las diferentes épocas
climáticas en donde la fuerza del viento que se presenta en la época seca induce
fuertes oscilaciones en las características del cuerpo de agua, eventos que se
deben al fenómeno de surgencia, a diferencia de la época lluviosa donde estas
oscilaciones se producen de manera intermitente (Ramírez, 1990).
Así mismo, se ha demostrado que muchas de las características oceanográficas y
meteorológicas de una zona pueden estar moduladas por comportamientos
intraestacionales, oscilaciones que han sido descritas como una onda global de propagación
al este, principalmente en una celda de circulación zonal a lo largo del ecuador conectadas a
características regionales como episodios monzónicos, rupturas y fluctuaciones de los
“jets” (chorro) de bajo nivel sobre India y el sudeste asiático (Madden y Julian, 1971).
Para el Caribe colombiano se han estudiado estas oscilaciones en promedios
diarios de temperatura superficial del mar, temperatura ambiental, salinidad,
radiación solar, brillo solar, viento, humedad atmosférica y precipitación en el área
de Santa Marta; encontrando además de la oscilación 30–60 días (Madden y
Julian, 1971) otras oscilaciones de 90, 20, 14, 11, 8, 6 días y una de 4 días que
fue definida como una onda Kelvin (Rivera y Molares, 2003).
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
De otra parte, las imágenes satelitales se han convertido en una herramienta importante para
el estudio de los diferentes procesos oceanográficos y meteorológicos. En la Bahía de
Cartagena el estudio de áreas importantes y de diferentes procesos a partir de imágenes
satelitales se ha llevado a cabo desde décadas pasadas donde se han desarrollado estudios
sobre los sedimentos en suspensión y circulación, características oceanográficas que son
determinantes en el comportamiento de la biomasa fitoplanctónica (e.g. Urbano et al.,
1992; Andrade y Thomas, 1989 y Andrade et al., 1988) donde se han calibrado algoritmos
que pueden inferir las cantidades que puedan estar llegando a los Bancos de Salmedina a
partir de las imágenes satelitales.
Los primeros estudios oceanográficos en el Caribe colombiano fueron dirigidos
principalmente a la descripción de la circulación costera y de los sistemas de
surgencias utilizando metodologías tradicionales in situ (e.g. Cabrera y Donoso,
1993; Pujos et al., 1986; Arias y Duran, 1984 y Fajardo, 1979). Desde 1988 las
herramientas de sensores remotos comenzaron a utilizarse especialmente en
estudios de sedimentación costera y transporte de sedimentos, principalmente
desde plataformas satelitales de tierra especializadas como SPOT y LANDSAT
(Molina et al., 1992; Urbano et al., 1992; Andrade y Thomas, 1988; Nowak y
Andrade, 1986). Recientemente, algunos estudios están utilizando los nuevos
satélites oceanográficos para determinar la variabilidad espacio-temporal en una
mesoescala temporal (Lonin et al., 2003), como el uso de los sensores SeaWiFS y
OCTS en la descripción de la distribución de las concentraciones de clorofila-a en
el Caribe colombiano (Cañón 2003 y 1999). Estos trabajos usaron un análisis de
los datos satelitales para describir el modelo espacio-temporal predominante y la
variabilidad estacional e interanual de las concentraciones de clorofila-a usando
algoritmos satelitales de clorofila-a globales sobre el área.
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Como consecuencia de esas observaciones satelitales se han destacado algunas
características importantes sobre la relevancia cuantitativa de los datos de
concentración de clorofila-a en las aguas costeras del Caribe colombiano, ya que
la zona está influenciada por la desembocadura del río Magdalena complicando la
observación de las mismas. Este río descarga anualmente 228 Km3 de agua, la
carga media de sedimentos es de 144 x 106 t/año, que corresponde a una carga
de sedimento de 560 t/km/año sobre un área de 257.438 Km2 (Restrepo y Kjerfve,
2000). Las masas de agua con esas características se denominan aguas turbias
del “Tipo II”. La nomenclatura presentada se basa en un método de uso general
según Sathyendranath (2000) para clasificar aguas oceánicas en dos tipos. En
aguas “Tipo I”, las propiedades ópticas son dominadas por la clorofila-a que tiene
una mayor relación con los pigmentos detríticos. En aguas “Tipo II” existen otras
sustancias que no se relacionan con la clorofila-a pero sí afectan las propiedades
ópticas. Tales sustancias incluyen “gelbstoff” (compuesto principalmente por
ácidos húmicos y fúlvicos), sedimentos suspendidos, cocolitofóridos, detritos y
bacterias (Carder et al., 2003). Es reconocido que las aguas “Tipo II” son más
complejas que las aguas “Tipo I” en su composición y propiedades ópticas. Los
cuerpos de agua de los Bancos de Salmedina son considerados del “Tipo II” y por
lo tanto las mediciones hechas implican una interpretación más compleja. Estas
sustancias que no tienen relación con la clorofila-a han causado errores que
alcanzan el 133% en la determinación de concentraciones de pigmentos (Carder
et al., 1991).
Además de lo anterior hay que tener en cuenta que para la observación de las
imágenes satelitales se sabe que existen al menos 10 impedimentos principales
de obtención de las coloraciones precisas por los sensores remotos: (1)
calibración, (2) presencia de materia orgánica disuelta (CDOM), (3) presencia de
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aerosoles absorbentes de radiación, (4) diversidad de especies de fitoplancton, (5)
fisiología del fitoplancton, (6) sedimentos en suspensión, (7) nubosidad, (8)
hielo, (9) destellos solares, y (10) vacíos espacio-temporales en la navegación
(Gregg y Casey, 2004).
Sin embargo, pese a las restricciones del método de observación mediante los
sensores remotos, estos dan una clara idea del comportamiento de los diferentes
parámetros a un nivel global y son una gran ayuda a la explicación de los eventos
que se observan a nivel local.
Actualmente, el sensor en órbita Moderate Resolution Imaging Spectro-radiometer
(MODIS) proporciona imágenes alrededor del mundo, siendo un espectrómetro de
36 bandas que observa la atmósfera, los continentes y los océanos de la Tierra
entre 412 a 14.385 nm. Las bandas que miden el color del océano sobre MODIS
son muy similares a los del sensor SeaWiFS, con la diferencia que MODIS obtiene
un resultado más exacto producto de una mayor precisión y rendimiento. También
bandas más precisas realzan la corrección atmosférica (Esaias, 1998). Este
método se ha convertido en uno de los factores más relevantes para la toma de
decisiones en planes sobre manejos de zonas promisorias, no solo en el ámbito
científico, sino social y económico, por esa razón es que se utilizarán datos de
este sensor remoto.
El presente trabajo tiene como fin generar una aproximación del comportamiento temporal
de la biomasa fitoplanctónica expresada en los valores de clorofila-a en la capa superficial
en los Bancos de Salmedina por medio del estudio de imágenes satelitales y datos tomados
en campo; y evaluar la relación que existe con los diferentes factores físicos, químicos y
meteorológicos, con el propósito de entender el comportamiento del fitoplancton y su
relación con los diferentes aspectos abióticos que las afectan. Las diferentes herramientas
son un instrumento para entender los cambios locales del ecosistema y genera la capacidad
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de dar un mejor manejo a los Bancos de Salmedina y coadyuva a conducir un desarrollo
sostenible.
El presente estudio está enmarcado dentro del componente ecológico del proyecto realizado en los Bancos de Salmedina, por el Grupo de Investigaciones en Oceanología (GIO), de la Escuela Naval de Cadetes “Almirante Padilla”, con el apoyo logístico del Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas (CIOH) y se realiza como requisito para optar al título de Biólogo Marino, de la Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano.
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2. METODOLOGÍA
2.1 UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES DE MUESTREO
A partir de septiembre de 2003, el GIO inició un monitoreo sistemático de cinco
estaciones, cada quince (15) días, en las cuales se midieron parámetros físicos,
químicos, meteorológicos y biológicos. Este se desarrolló con el apoyo y
colaboración de personal del CIOH, de cadetes de la Escuela Naval, y
eventualmente de personal del Departamento de Señalización Marítima y de otras
unidades de la Armada Nacional. Las estaciones se ubicaron de tal forma que
abarcaran en su totalidad los Bancos de Salmedina (Fig. 2).
Estación 1: Posición 10º 22`83``N y 75º 38`67``W, en la parte noreste del Bajo Salmedina,
a unos 300 m del faro, esta estación tiene aproximadamente 30 m de profundidad y el
fondo es coralino.
Estación 2: Posición 10º 22`729``N y 75º 41`066``W, sobre el Bajo Burbujas al
noroeste del área de estudio, tiene una profundidad aproximada de 40 m y el
fondo esta constituido por corales y grandes parches de arena y piedra.
Estación 3: Posición 10º 22`065``N y 75º 41`058``W, al sur del Bajo Burbujas, es
una estación profunda con más de 65 m.
Estación 4: Posición 10º 22`117``N y 75º 38`902``W, en la parte suroeste del Bajo de
Salmedina donde se inicia el talud tiene una profundidad aproximada de 30 m y el fondo es
arenoso.
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Estación 5: Posición 10º 22`035``N y 75º 39`525``W, entre los Bajos de Salmedina
y Burbujas sobre un cañón profundo que llega hasta los 70 m de profundidad.
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10º2
2´10
º24´
75º40´ 75º38´75º42´
12
3 4
5
10º2
2´10
º24´
75º40´ 75º38´75º42´
12
3 4
5
0 1000 2000 3000 40000 1000 2000 3000 4000
Figura 2. Los puntos rojos señalan las cinco estaciones que se monitorearon dos veces al mes para la toma de datos oceanográficos que se colocaron sobre el mapa, CIOH, 2000.
2.2 FASE DE CAMPO
El desplazamiento hacia las estaciones a muestrear se realizó en una
embarcación, ubicando cada estación con un posicionador GPS GARMIN MAP 76.
Posteriormente se tomaron muestras de agua (4 l) con ayuda de una Botella
Niskin de 5 l, a 5 m de profundidad en cinco estaciones, y una muestra a media
agua (15 m) en la estación 5, la muestra se pasó a envases de 1 l capacidad hasta
completar 4 l por estación y profundidad. Los recipientes fueron debidamente
rotulados con número de estación, fecha y profundidad y luego se almacenaron en
una nevera de campo con hielo, para mantener su estado, mientras fueron
procesadas en el laboratorio.
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En cada estación se lanzó un CTD SeaBird SBE-19 hasta una profundidad de 30
m o hasta el fondo marino. Con este instrumento se midió la presión, temperatura
in situ y la conductividad eléctrica en la columna de agua cada medio
segundo. Posteriormente se extrajeron las propiedades relacionadas a estas:
profundidad en metros, temperatura potencial, salinidad, densidad en términos de
sigma-t y velocidad del sonido en cm/s.
La transparencia se determinó con disco secchi. Las corrientes en la columna de agua
fueron medidas a 5, 10, 15, 20, 25, 30 y 40 m de profundidad, con un sistema de
correntometría marca Anderaa, en la estación 5 que se consideró como el área más central
de la zona. Así mismo, se midió por observación directa la altura, dirección del oleaje,
nubosidad (octas) y dirección del viento en grados. Los parámetros meteorológicos
(temperatura ambiente, presión atmosférica, nubosidad, velocidad y dirección del viento) se
midieron utilizando una estación meteorológica digital marca CASIO y un anemómetro los
valores fueron tomados a 10 m de altura.
2.3 FASE DE LABORATORIO
La turbidez se midió usando directamente el turbidímetro electrónico del CIOH
marca WPA, precisión: ±2% para lecturas entre 0 a 500 NTU y ±3% para
lecturas entre 500 a 1000 NTU. El análisis de clorofila-a se efectuó a través de
espectrofotometría de absorción, siguiendo la metodología propuesta por
Strickland y Parsons (1972) y modificada por el Centro de Investigaciones
Oceanográficas e Hidrográficas (CIOH), lugar donde se llevó a cabo la fase de
laboratorio de este proyecto. La muestra se pasó por un equipo filtrador, al cual se
le colocó con anterioridad un filtro de fibra de vidrio GF/F de 1.2 µm.
Al concluir el filtrado de las muestras, los filtros se colocaron dentro de tubos de
centrifugación previamente forrados en papel aluminio, con el fin de evitar la
degradación de la clorofila-a por la exposición directa a la luz, se agregaron 5 ml
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de acetona al 90% la cual se utilizó como solvente para la clorofila-a contenida en
los filtros.
Las muestras se refrigeraron a –27 ºC de un día para otro, después de 15 h
aproximadamente, los filtros se almacenaron dentro de los tubos de centrífuga
utilizando un homogenizador de vidrio, se les agregó 5 ml más de acetona al 90%
y se llevaron a centrifugación por 15 min. El sobrenadante que se obtuvo de la
centrifugación se llevó al espectrofotómetro y se leyó su absorbancia a longitudes
de onda de 750, 664, 667 y 630 nm.
2.4 FASE DE GABINETE
Los cálculos para encontrar la cantidad de clorofila-a en mg/m3 se hicieron
aplicando las ecuaciones tricromáticas de Jeffrey y Humphrey (1975), que se
describen a continuación:
(Ca) Clorofila-a = 11.85E664 - 1.54E647 - 0.08E630
Donde
E: Es la absorbancia obtenida a las diferentes longitudes de onda (corregida por la lectura
de 750 nm).
Ca: Son las cantidades de clorofila entonces:
1
3
VxCxvmclorofilamg =
Donde
v: Es el volumen de acetona (en ml)
V: Volumen de agua de mar (en L)
C: Sustitución de cada clorofila (Ca)
NOTA: 3mmglg =µ
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Los datos del CTD se procesaron utilizando los programas SEASOFT. El objetivo
de este procesamiento es producir perfiles limpios de toda clase de errores (ruidos
y picos) electrónicos y de corregir las mediciones por los efectos del
desplazamiento del instrumento en el agua principalmente. El primer paso
consistió en convertir los datos de hexagesimal a códigos ASCII con el módulo
DATCNV incluido en el mismo programa. Utilizando los datos de tiempo, presión,
temperatura, conductividad y la tasa de descenso. Se realizó con el módulo ALIGN
el proceso de alineación ajustando el retardo correspondiente entre el sensor de
presión y el de temperatura, el de conductividad es independiente; retardo que
ocurre por la velocidad de ascenso y descenso del instrumento. Posteriormente se
derivaron las características físicas de profundidad, temperatura potencial para
descartar el efecto de presión del agua en la temperatura y la salinidad se obtuvo
de la conductividad eléctrica del medio. Seguidamente, se utilizó el módulo LOOPEDIT para corregir el error producido por
el movimiento irregular de la embarcación al descender o ascender el CTD.
También fue necesario corregir el desfase de tiempo entre las señales de los
sensores de temperatura y conductividad debido a la posición que tienen estos, en
el instrumento.
Dependiendo de la señal resultante, se tomaba la decisión de realizar un proceso
con el módulo FILTER que consiste en reducir el ruido de alta frecuencia que
presentan los sensores de presión y conductividad mediante la aplicación de un
filtro recursivo de paso bajo con un tiempo constante. A cada paso se hizo un
gráfico de los datos mediante el módulo SEAPLOT que permitió observar de forma
gráfica cada corrección realizada. Una vez terminado el proceso se obtuvo un
perfil limpio de errores que pudo promediarse por cada metro de profundidad
utilizando el módulo BINAVERAGE y se calcularon las diferentes variables
oceanográficas de interés con el módulo DERIVE (Fig. 3).
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a b c
d e f
a b c
d e f Figura 3. Descripción del proceso de datos del CTD. Las graficas muestran el estado de los datos luego de la corrección hecha por los módulos a. DATCNV b. LOOPEDIT c. ALIGN d. FILTER e. BINAVERAGE f. DERIVE.
Con los datos obtenidos a través del CTD se realizaron contornos mediante el
programa SURFER 8 ®, con el fin de determinar las profundidades donde se
encontraron las haloclinas, termoclinas y la profundidad a la que afectan
directamente las plumas de turbidez observadas en el área, se tomaron los datos
de superficie de cada variable medida y se utilizaron para la realización del
análisis del comportamiento de la clorofila-a. Este proceso se realizó por cada
salida con el fin de determinar las fluctuaciones y la estacionalidad de los datos en
el año de muestreo.
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Se observaron diversos parámetros oceanográficos desde sensores remotos
puestos en órbita. La temperatura superficial del mar se obtuvo desde el
tratamiento que se llevó a cabo en el Laboratorio de Sensores Remotos de la
Universidad del Sur de la Florida. Estas imágenes proporcionaron la observación
de los fenómenos de afloramiento y de las plumas “turbias”. Para el estudio de las
plumas turbias que llegan a los Bancos, se utilizaron las imágenes proporcionadas
por el satélite MODIS con una frecuencia de tres días durante un año de
muestreo. Este mismo sensor permitió discriminar el color verde en el mar el cual
está relacionado con la clorofila-a en el fitoplancton para evaluar su
comportamiento.
Con las imágenes se realizaron mosaicos cada tres días, completando un año de
muestreo, con el fin de observar su comportamiento en la zona a lo largo del año.
La selección dependió de una buena resolución espacial además de una buena
calidad (escasa presencia de nubes y ruido electrónico en la imagen) para poder
diferenciar claramente el área de estudio. Estos mosaicos fueron organizados y
editados mediante el programa Microsoft PowerPoint®, recortando el área donde
se encontraban ubicados los Bancos.
Para evaluar la circulación general del área se tuvieron en cuenta los cálculos de la
corriente geostrófica en el área basados en mediciones hechas por los altímetros TOPEX-
POSEIDON y ERS-2 que se encuentran en el servidor del Centro de Astrofísica de la
Universidad de Colorado. El clima del oleaje se obtuvo mediante 2327 observaciones
tomadas de los Bancos de Salmedina, en la base de datos de oleaje observado por el sistema SHIP
realizado en el programa OLAS de DIMAR. La información de meteorología obtenida en
campo fue igualmente incorporada a la base de datos y comparada con información
nacional proporcionada por la estación del CIOH.
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
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Se hizo una matriz de las variables observadas, tanto en campo como en
laboratorio. Para cada estación de muestreo, se utilizaron todas las variables
océano-meteorológicas y biológicas y se graficaron con el programa Graf4Win®
versión 1.32, buscando encontrar relación entre estas y los valores de clorofila-a.
Para complementar el análisis se aplicó la observación del grado de asociación
entre la biomasa fitoplanctónica y los aspectos oceanográficos y meteorológicos,
la correlación por rangos también conocida como método de Spearman.
De manera adicional y con el fin de encontrar esquemas de agrupación para determinar si
las estaciones muestreadas diferían entre sí significativamente en sus condiciones océano-
meteorológicas a lo largo del estudio, se empleó un análisis multivariado de clasificación
(CLUSTER) de Distancia Euclidiana, construida con la estrategia de ligamento completo y
representada con un dendograma jerárquico, utilizando el programa estadístico Statgraphics
Plus 4.0 ®, el cual agrupa las estaciones por similitud y construye un dendograma que
muestra gráficamente la agrupación entre estaciones.
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3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 CLOROFILA-a
La clorofila-a presentó un comportamiento más o menos cíclico; se observaron
siete eventos puntuales que mostraron altas concentraciones en los meses de
octubre, diciembre de 2003 y marzo, mayo, julio y septiembre de 2004. El máximo
valor se observó el 03 de marzo de 2003 con una concentración de 1.20 mg/m3. El
rango de variación de la concentración de clorofila-a se encontró entre los 1.20
mg/m3 y 0.06 mg/m3 con una concentración promedio de 0.4 +/- 0.2 mg/m3 (Fig.
4).
2003 2004Nov
Meses de muestreo
mg/
m³
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
Ene Mar May
Meses de muestreo
/ m³
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
Meses de muestreo
/ m³
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
Jul Sep
Meses de muestreo
/ m³
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
Oct2003 2004
Nov
Meses de muestreo
mg/
m³
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
Ene Mar May
Meses de muestreo
/ m³
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
Meses de muestreo
/ m³
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
Jul Sep
Meses de muestreo
/ m³
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
Oct
Figura 4. Variabilidad de la clorofila-a superficial por estación durante el año de muestreo, la línea punteada indica el promedio. Se observaron cinco picos, el más alto se presento en el mes de marzo debido a la influencia de la surgencia que favoreció la producción.
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Los cinco picos más altos a lo largo del año de muestreo se detectaron, el 05 de
octubre, 23 de diciembre de 2003 y el, 03 de marzo, 01 de junio, el 20 de
septiembre y el 01 de Octubre, especialmente cuando la fuerza del viento fue
mayor, en los meses de marzo a abril. Por debajo de los 10 m las concentraciones
de clorofila-a fueron por debajo de los 0.5 mg/m3 características de aguas con
fuertes influencias de aguas oceánicas. Independiente a estos eventos los valores
promedio observados fueron menores a 0.5 mg/m3, comparables con otros
estudios realizados en el Caribe (e.g. Arias, 1984; Phillips y Badylak, 1996;
Tigreros, 2002) (Tabla 1).
Tabla 1. Concentraciones de clorofila-a (mínimas - máximas) teniendo en cuenta regiones de la cuenca del Caribe y reportes locales. Tomado y modificado de Franco (2000).
Región Tipo de Agua Chl a (mg / m3) Autor (es) Regiones de la Cuenca del Caribe
NW Venezuela Costera Y Oceánica (Surgencia) 0.1 - 5.2 Rodríguez y Varela (1987)
Portugal Costera 0.2 Lechuga et al. (1989) Golfo de México Costera Y Oceánica 0.15 - 2.85 Bianchi et al. (1995) Flórida Costera 0.2 - 39.9 Phillips y Badylak (1996)
SE Jamaica Costera 0.7 - 2.64 Webber y Roff (1996) Costa Caribe colombiana
Cartagena Costera 0.20 - 19.25 Arias y Durán (1984) PNNCR Costera 0.1 - 0.8 Gualteros et al. (1992) Guajira Oceánica (Surgencia) 0.76 - 1.52 Duarte (1996) Tayrona y Golfo de salamanca Costera 0.041-0.323 Tigreros (2002)
Costera y Oceánica 7.6 - 9.1 Franco (2000) Golfo de Salamanca PNNT Oceánica 7.2 - 75 Ensenada de Gaira Costera 0 – 0.007 Castro et al. (2002) Bancos de Salmedina Costera y Oceánica 0.21 - 2.24 Presente estudio
Muchos de estos estudios fueron realizados en áreas costeras donde el aporte de
aguas continentales es constante y los valores fueron en muchos casos superiores
a 1.5 mg/m3, característica que se presentó en esta observación durante la época
de lluvias a finales del 2003, lo que indica que la descarga de agua dulce y de
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nutrientes en esta época del año, es alta y puede afectar
notablemente los Bancos de Salmedina, por lo cual sus valores, probablemente
son el resultado principalmente de la descarga de aguas continentales de
diferente origen; debido a la ausencia de vientos y el aumento en el caudal, el
aporte del Canal del Dique se vuelve muy importante en la zona, fenómeno que se
ve reflejado en la llegada de la pluma hasta los Bancos. Este comportamiento se
corroboró con observaciones hechas en campo.
Es importante tener en cuenta que los valores encontrados en la época de lluvias,
probablemente son reflejo del aporte ejercido por aguas continentales,
generalmente aportes del Magdalena quien ha contribuido con el rápido
incremento de los aportes fluviales al mar, con flujos totales de nitrato y fosfato
arriba de 47x103 t/año y 186x103 t/año respectivamente, causados principalmente
por la masiva colección de alcantarillado en ciudades y pueblos, en la cuenca del
Magdalena, sumado al aporte debido al desarrollo industrial en la zona costera
(Hatcher, 1988; Alvarado y Corchuelo, 1991; Grigg, 1995; Restrepo et al., 2005).
Sin embargo, la concentración de clorofila-a fue mayor en la época seca en
especial en los meses de marzo, cuando la fuerza del viento fue mayor y las
condiciones del agua superficial fueron de bajas temperaturas y altas
concentraciones de salinidad.
A continuación se relaciona el comportamiento de las variables medidas de
manera individual de tal forma que describe el comportamiento en el tiempo
durante el año de muestreo. Posteriormente se combinan las observaciones de
diferentes formas para evaluar las relaciones entre los parámetros y
especialmente con los valores de clorofila-a sobre los Bancos de Salmedina.
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3.2 VARIACIÓN TEMPORAL DE LOS PERFILES OCEANOGRÁFICOS
3.2.1 Temperatura Superficial del Mar: La temperatura superficial del mar fue
alta en el mes de octubre de 2003 (30 ºC) y se mantuvo de esta manera hasta
finales del mes de noviembre y alcanzó temperaturas de 26.6 ºC en el mes de
marzo de 2004. Para los siguientes meses la temperatura aumentó obteniendo en
septiembre el valor más alto en ese año con una temperatura de 29.32 ºC (Fig. 5).
En el transcurso del año la temperatura varió también de acuerdo a las diferentes
épocas climáticas, las mínimas temperaturas se presentaron a principios
del mes de enero cuando la influencia de los vientos se hizo mayor y las lluvias
disminuyeron. El promedio anual fue de 28.65 +/- 0.8 ºC.
Figura 5. Promedio de la Temperatura superficial del mar medida en las cinco estaciones durante el año de muestreo, la línea punteada indica el promedio de las cinco estaciones para todo el muestreo.
2003 2004
26
27
28
29
30
31
Meses de muestreo
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Sep
ºC
26
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Jun Sep Nov Ene Mar Jun Sep
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Jun Sep Nov Ene Mar Jun Sep
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
3.2.2 Salinidad in situ: La salinidad presentó un comportamiento inverso al de la
temperatura. La figura 6 muestra como disminuyó gradualmente hasta el primero
de octubre de 2003 con una concentración de 30.87, a partir de esa fecha
aumentó hasta alcanzar un valor máximo de 36.10 en enero de 2004. Para este
año los valores se mantuvieron relativamente estables hasta los meses de mayo y
junio cuando la época de transición volvió a tomar fuerza y los valores
disminuyeron. La salinidad media fue de 34.60 +/- 0.4.
Jun2003 2004
Jun Sep Nov Ene Mar Jul Sep
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38 Figura 6. Promedio de los valores de salinidad por estación durante el año de muestreo, la línea punteada indica el promedio de las cinco estaciones para todo el muestreo. Se observaron dos comportamientos, a finales del 2003 presentando las mínimas concentraciones, y las máximas para el mes de marzo de 2004, que dependieron de la influencia de aguas continentales. 3.2.3 Transparencia: La transparencia del agua mostró tres procesos importantes
(Fig. 7). La mayor transparencia observada fue de 23 m en el mes de julio de
2003. También se observaron dos eventos especiales, el 10 de diciembre y el 3 de
marzo con transparencias de 2 y 3 m, respectivamente. Un tercer proceso se
presentó a partir de abril de 2004 cuando los valores oscilaron en el rango de 20 y
8 m, en razón a la presencia de aguas muy turbias que llegaron al área de estudio
durante ese muestreo.
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 41
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
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Meses de muestreoSep Dic Mar May Sep SepAgo
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Meses de muestreoSep Dic Mar May Sep SepAgo
Met
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Jun-25
-20
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Meses de muestreoSep Dic Mar May Sep SepAgo
Met
ros
Figura 7. Promedio de los valores de transparencia por estación durante el año de muestreo, la línea punteada indica el promedio de las cinco estaciones para todo el muestreo. Para los meses de agosto, la transparencia es mayor, es menor en los meses de diciembre a marzo debido a la resuspensión de materia y alta clorofila, debido al efecto producido por el viento en los meses de diciembre a marzo. 3.2.4 Turbidez: Como era de esperarse, la turbidez tiene un comportamiento
inverso a la transparencia (Fig. 8). Se observaron dos picos altos los días 10 de
diciembre y 3 de marzo presentándose en este último el valor más alto con una
concentración de 4.22 NTU. Durante el muestreo los valores de turbidez se
mantuvieron entre 2 y 0.2 NTU, con un valor promedio de 0.81 NTU.
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 42
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
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Ene Mar May Ago Sep0
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Nov
NTU
Meses de muestreo
Ene Mar May Ago Sep
Figura 8. Turbidez por estación durante el año de muestreo. Se observaron cuatro picos, importantes el más alto se presentó en el mes de marzo que corresponde al mes en el que se presentó mayor producción de clorofila-a. La línea punteada indica el promedio de las cinco estaciones para todo el muestreo.
Las observaciones de temperatura, salinidad, analizados correspondieron al
esperado para las diferentes épocas climáticas. La temperatura superficial del mar
fue más baja, acompañada de alta salinidad, durante la temporada de vientos, la
salinidad bajó cuando aumentó la temperatura superficial del mar, aumento la
nubosidad durante la época de lluvias y en la de transición. La anomalía en
respuesta al veranillo (Andrade y Barton, 2000) fue detectada en julio de 2003 y
agosto de 2004.
Durante la temporada de vientos, a lo largo de diferentes puntos del Caribe como
la Guajira colombiana y algunos puntos en Venezuela ocurren zonas de surgencia
(e.g. Corredor, 1979; Fajardo, 1979; Andrade y Barton, 2004). Este proceso puede
llegar a extenderse a lo largo de la costa del Caribe, tan al oeste como hasta los
Bancos de Salmedina. Las aguas de surgencia son fácilmente detectables por la
disminución de la temperatura superficial del mar acompañadas de altas
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
salinidades superficiales en presencia de fuertes vientos paralelos a la costa,
comportamiento que se observó en los datos registrados en este estudio en los
Bancos de Salmedina en enero de 2004, sugiriendo que existe un desarrollo de
surgencia determinado por esas características en los meses de mayor influencia
de vientos, que en este caso se presentaron desde marzo extendiéndose a los
primeros días del mes de abril (Fig. 9).
Figura 9. Izquierda, Temperatura superficial del mar el 4 de marzo de 2004 vista desde el satélite MODIS (SST). Tomado de http://modis.marine.usf.edu el color azul muestra aguas más frías y los colores verdes y amarillos más cálidas, la imagen muestra la presencia de aguas más frías cerca de la costa llegando hasta los Bancos de Salmedina. Derecha, imagen del satélite Quiskat que muestra el régimen de vientos para el mismo día se observa fuertes vientos del Noreste. 3.2.5 Variaciones Verticales de Temperatura y Salinidad: El comportamiento de
la temperatura de la columna de agua a lo largo del año de muestreo para las 5
estaciones, se observa en la Figura 10. En el mes de marzo la mínima
temperatura para los primeros 10 m fue de 26.5 y 25.5 ºC por debajo de los 30 m.
Para los meses de septiembre a noviembre se presentaron dos eventos muy
cálidos que se mantuvieron entre los 30 ºC aproximadamente. En el mes de
diciembre el agua se mantuvo aproximadamente en 28 ºC; aunque disminuyó los
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 44
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
valores, son altos para lo esperado en esta época debido a que las lluvias se
extendieron en esta época. A partir de enero hasta el mes de abril se observaron
temperaturas entre los 25 – 27 ºC por encima de los 5 m de profundidad. Al final
del muestreo se observaron dos eventos uno cálido en el mes de junio que
alcanzó los 29 ºC y otro medianamente frío en el mes de julio debido
principalmente al “veranillo “.
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1
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25.5
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Pro
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(m)
Sep Nov Ene Mar May Jul SepSep Nov Ene May Jul SepMeses de muestreo
ºC
2003 2004
Figura 10. Variabilidad en el tiempo y profundidad de la temperatura para las 5 estaciones en los Bancos de Salmedina entre septiembre- 2003 y septiembre- 2004 realizados mediante un CTD. Se observan la llegada de aguas continentales representadas en colores rojos y aguas más frías en color azul que diferencian tres eventos a lo largo del año, la profundidad hasta donde bajó el CTD está delineada por el área en blanco.
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 45
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
El comportamiento de la columna dependió de las épocas climáticas
principalmente. Para los meses de septiembre y octubre la influencia de aguas
más cálidas provenientes de las plumas y “parches de agua turbia y dulce”
continentales hicieron que la temperatura superficial presentara valores de 30 y de
28 ºC por debajo de los 30 m. Para los siguientes meses se presentó un
enfriamiento que empezó drásticamente en el mes de diciembre y se extendió
hasta el mes de junio de 2004. Se observó un afloramiento de aguas sub-
superficiales más frías, aproximadamente 26°C, entre los meses de marzo y abril,
época en que los vientos presentaron mayor fuerza en el mes de octubre cuando
se presentó la época de lluvias se observó la presencia de un domo sub-
superficial que descendió hasta los 10 m evidenciando la llegada de aguas más
cálidas. En el mes de julio la temperatura tendió a disminuir y el domo observado
se atenuó, evento que marcó la llegada del “veranillo”.
A finales del año 2003, el Caribe colombiano fue azotado por dos tormentas
tropicales y las lluvias se extendieron hasta los meses de diciembre (CIOH, 2003),
la cantidad de lluvias aumentaron el aporte de aguas continentales y la
temperatura aumentó de forma muy drástica. A principios del 2004 el viento tomó
fuerza y el agua se enfrió hasta alcanzar el valor mínimo en el mes de marzo
cuando se observó la mayor intensidad del viento. Esta época se caracterizó por la
homogenización de la columna; la estación 4 presentó un comportamiento
diferente en los primeros metros, con temperaturas más altas lo que indicó que
esta estación es una de las más expuestas a plumas de aguas con mayores
temperaturas provenientes del sur.
Entre los meses de abril y mayo hay una época de transición, presentándose una
marcada estratificación del agua a partir de junio. El efecto del veranillo en los
meses de julio y agosto, fue enmascarado por la presencia de plumas
continentales con aguas de altas temperaturas. En el caso de la estación 4 los
primeros metros presentaron una capa superficial más caliente y pronunciada que
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 46
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
en las demás estaciones.
La salinidad a lo largo del año de muestreo, tuvo valores que oscilaron entre los 30
y 37 (Fig. 11). Se encontraron “picos” a lo largo del año en el mes de septiembre,
noviembre de 2003 y mayo, julio y agosto de 2004 que correspondieron a la
llegada de aguas dulces por efecto de las lluvias, y que fue marcado en los
primeros 10 m de profundidad. En las capas más profundas por debajo de los 20
m aproximadamente se observaron cinco pulsos uno en el mes de diciembre de
2003 muy leve pero que estuvo enmascarado por las tormentas que se
presentaron en esa época; en los meses de enero, marzo y abril de 2004 que
fueron los más relevantes del muestreo y ocurrieron cuando el viento tuvo mayor
fuerza, y para el mes de julio de 2004 cuando se presentó un evento que
correspondió al “veranillo”
El máximo valor de salinidad superficial de 36.5 se encontró a finales del 2003, por
encima de los 10 m. Los valores aumentaron hasta cuando el viento tomó fuerza y
se observó una concentración que es relativamente constante de 36. En el mes de
marzo se observó que concentraciones de 36.5 alcanzaron a llegar a
profundidades por encima de los 10 m, el valor más alto encontrado durante el
muestreo. A partir de agosto la columna presentó un aumento gradual de las
concentraciones desde los 32.5 hasta los 36.5.
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
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2003 2004
Figura 11. Variabilidad en el tiempo de la salinidad para las 5 estaciones en los Bancos de Salmedina 2003 - 2004 realizados mediante un CTD. Las zonas demarcadas por colores más rojos indican aguas con altas concentraciones de salinidad y las zonas con colores azules más claros indican aguas de bajas concentraciones. La profundidad hasta donde bajó el CTD está delineada por el área en blanco.
Al igual que la temperatura, la salinidad respondió de manera similar a los cambios
climáticos presentados en el área. Los bajos valores encontrados en las capas
superficiales a finales de 2003 fueron debidos a la fuerte descarga continental que
se presentó en esa época (Fig. 13).
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 48
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
A principios del mes de marzo cuando la fuerza del viento se incrementó, se
encontraron concentraciones de hasta 36 de aguas que afloraron desde el fondo
hasta alcanzar los 10 m de profundidad, después de la época de transición entre
abril y mayo, cuando comienza un proceso de estratificación que se hizo más
evidente en los siguientes meses.
Para los meses de lluvia, la influencia de aguas de concentraciones menores a 30
por encima de los 10 m de profundidad fue constante. También se observó que el
comportamiento de las estaciones fue relativamente diferente, debido a la
ubicación del Banco y el área que abarca puede recibir influencia de diferentes
plumas continentales y de diferentes formas, tales como las plumas del río
Magdalena, la contracorriente del Darién, y en algunos casos agua turbia del
Canal del Dique. En la época en la que el viento tomó fuerza en los meses de
enero a marzo al Banco llegaron aguas de características más oceánicas.
3.3 RELACIÓN DE LAS VARIABLES OCEANOGRÁFICAS CON LAS MEDIDAS DE CLOROFILA-A
Para analizar el comportamiento de los parámetros en la columna de agua a lo
largo del lapso de la observación, los perfiles de clorofila-a, temperatura,
salinidad, tomados en el año de muestreo, fueron analizados con respecto del
tiempo y la profundidad de tal manera que los contornos muestran la variabilidad
de los parámetros.
En general, las concentraciones más altas de clorofila-a se encontraron en las
capas superficiales por encima de los 10 m y en la mayoría de los casos por
encima de los 5 m. Por debajo de los 10 m los valores son medianamente
constantes presentando una concentración de 0.5 mg/m3. Estos valores fueron
comparados con las medidas tomadas por el CTD (Fig. 12).
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 49
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
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25 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 3025 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 30 ºC
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
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29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
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25 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 3025 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 30 ºC
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
Sep Nov Ene Mar May Jul SepEne Mar May Jul Sep
Chl a
Temperatura
Salinidad
25 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 3025 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 30 ºC
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
25 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 3025 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 30 ºC
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
2003 2004
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
Sep Nov Ene Mar May Jul SepMeses de muestreoEne Mar May Jul Sep
Chl a
Temperatura
Salinidad
25 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 3025 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 30 ºC
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
Sep Nov Ene Mar May Jul SepEne Mar May Jul Sep
Chl a
Temperatura
Salinidad
25 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 3025 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 30 ºC
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
25 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 3025 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 30 ºC
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
2003 2004
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
Sep Nov Ene Mar May Jul SepMeses de muestreoEne Mar May Jul Sep
Chl a
Temperatura
Salinidad
25 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 3025 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 30 ºC
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
-15
-10
-5
Sep Nov Ene Mar May Jul SepEne Mar May Jul Sep
Chl a
Temperatura
Salinidad
25 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 3025 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 30 ºC
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
25 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 3025 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 30 ºC
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
29.5 30 30.5 31 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37UPS
mg/m³/m³mg/m³/m³1.20.90.80.40.20.01 0.50.30.1 1.20.90.80.40.20.01 0.50.30.1
mg/m³/m³mg/m³/m³1.20.90.80.40.20.01 0.50.30.1 1.20.90.80.40.20.01 0.50.30.1
Figura 12. Variabilidad en el tiempo de la clorofila-a, temperatura y salinidad para la estación 5 en los Bancos de Salmedina 2003 - 2004 realizados mediante un CTD y mediciones in situ, los primeros 15 m. La mayor concentración de clorofila-a se observó cuando las condiciones fueron de menor temperatura y mayor salinidad en la época de mayor intensidad del viento y en algunos casos altas concentraciones se vieron influenciados por aportes de aguas con características continentales.
Se encontraron que existen tres “picos” de Clorofila-a en los Bancos de
Salmedina, que se presentaron en los meses de noviembre de 2003; julio y
agosto de 2004 que están relacionados a la llegada de aguas cálidas y dulces que
se describen con temperaturas altas y baja concentración salina.
El segundo valor se presenta muy marcado en los meses de diciembre, marzo y
mayo de 2004 que están asociados a los eventos productivos que ocurrieron
cuando el agua presentó características de bajas temperaturas y altas
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 50
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
concentraciones de salinidad que son típicos de condiciones apropiadas para la
producción fitoplanctónica, en la época seca las condiciones que rigieron en el
Banco fueron propias de una surgencia. Los fuertes vientos que provienen del NE
movieron las masas de agua permitiendo un afloramiento de aguas más profundas
que favorecieron la producción y se reflejó en el pico de clorofila-a que se observó
en esta época (Fig. 13).
2003 2004
Corriente Superficial
VientoVientoVientoViento
Meses de muestreo
--
13 cm/s
Sep Nov Ene mar Jun AgoJul
5 m/s
Corriente Superficial
Meses de muestreo
--
13 cm/s
Sep Nov Ene mar Jun AgoJul
5 m/s
Meses de muestreo
----
13 cm/s13 cm/s
Sep Nov Ene mar Jun AgoJul
5 m/s5 m/s
2003 2004
Corriente Superficial
Meses de muestreo
--
13 cm/s
Sep Nov Ene mar Jun AgoJul
5 m/s
Meses de muestreo
----
13 cm/s13 cm/s
Sep Nov Ene mar Jun AgoJul
5 m/s5 m/s
Corriente Superficial
Meses de muestreo
----
13 cm/s13 cm/s
Sep Nov Ene mar Jun AgoJul
5 m/s5 m/s
Meses de muestreo
----
13 cm/s13 cm/s
Sep Nov Ene mar Jun AgoJul
5 m/s5 m/s Figura 13. El movimiento de la corriente superficial (en azul) hacia fuera de la costa influenciado por el efecto producido por el viento con predominio de dirección NE (en rojo) en el mes de marzo. El círculo indica la época en la que se observó el movimiento de la corriente hacia fuera de la costa en la temporada de mayor fuerza del viento.
También un tercer valor que esta asociado a las plumas turbias de aguas
oceánicas observadas en saltos en las concentraciones de salinidad y disminución
en la temperatura, que fueron observados en el área en los meses de octubre de
2003, junio, julio y agosto de 2004. Los valores de clorofila-a aumentaron cuando
estas plumas fueron observadas.
Aguas con altas temperaturas y bajas de salinidades que llegan al área
episódicamente cargadas de turbidez han sido observados de tiempo atrás y se
han descrito como plumas de aguas turbias que se extienden sobre la totalidad de
la zona litoral. Corresponden a aguas turbias debido a la acción del oleaje dentro
de la deriva litoral del área de Galerazamba y que se “desprenden” del régimen
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 51
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
costero en Punta Canoas, son aguas con características más oceánicas que
continentales y que se han visto llegando a los Bancos de Salmedina
(Andrade y Thomas, 1988); estas mismas plumas fueron observados durante el
presente estudio mediante las imágenes del satélite MODIS (Fig. 14).
Figura 14. Ventana de una imagen del satélite MODIS sobre el área de estudio el 13 de octubre de 2003. El círculo amarillo indica la posición de los Bancos de Salmedina. Las flechas en rojo indican la llegada desde el norte de las plumas con aguas llenas de clorofila-a.
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 52
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
En síntesis se observó que la clorofila-a osciló con periodos de tiempo de casi dos
meses y tambien se reflejó de forma directa en la turbidez e inversamente en la
transparencia (Fig. 15).
56 56 60 50 6456 56 60 50 64
Oct Dic Feb Abr Jul Sep Oct
56 56 60 50 6456 56 60 50 64
Oct Dic Feb Abr Jul Sep Oct
2003 2004
Figura 15. Comportamiento de carácter cíclico para las variables clorofila-a (verde), turbidez (morado) y transparencia (café) durante el año de muestreo. Las columnas sombreadas indican los momentos cuando se observaron los “picos”, el número entre ellas son días de diferencia. Los picos más altos de clorofila-a se presentaron cuando las condiciones de salinidad (rojo) y temperatura (azul) fueron de carácter oceánico.
Los pulsos en los que varió la clorofila-a tuvieron un promedio general de 57 días,
oscilación de baja frecuencia de la forma descrita por Madden y Julian, (1971) con
datos de presión atmosférica de manera similar a los encontrados en Santa Marta
(Rivera y Molares, 2003); esto sugiere que existe una oscilación similar en los
parámetros oceanográficos superficiales en los Bancos de Salmedina. Esta
oscilación es la señal más fuerte de baja frecuencia encontrada en la atmósfera
tropical y es una explicación a los eventos de variabilidad interestacional similares
como el comportamiento presentado por la clorofila-a en este estudio.
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 53
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
Es claro que existió una fuerte relación entre las temperaturas bajas de la
temporada de vientos y los picos en clorofila-a en enero y en marzo, a diferencia
de los meses de lluvia de noviembre y diciembre donde esta relación fue
diferente. La mayor concentración de clorofila-a encontrada durante el muestreo
correspondió a la época en la que se observaron las condiciones favorables de
producción en el mes de marzo, y los siguientes picos coincidieron con los
momentos en que las condiciones fueron altas concentraciones de salinidad y en
bajas temperaturas (Fig. 15).
3.3.1. Comparación por Método Estadístico de la Clorofila-a con los Datos Tomados en Campo: La tabla 2 muestra la relación entre los datos tomados en
campo y la clorofila-a. El análisis estadístico muestra que existe una relación
directa con la turbidez con un valor R de 0.6 e inversa con la transparencia y la
salinidad con un valor R de -0.484 y -0.219, respectivamente. El anexo A muestra
la tabla con los valores encontrados para los demás parámetros medidos, donde
se destaca la relación que existe entre el viento y la temperatura a 1 m y a 5 m de
profundidad y de la temperatura con la salinidad.
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 54
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
Tabla 2. Correlación de Spearman entre Chl-a y parámetros físicos medidos. Los valores subrayados denotan relación con un 95% de confianza.
Clorofila-a V – p R Oleaje 0.9124 -0.011 Nubosidad 0.1835 -0.138 Presión 0.6372 -0.049 Salinidad *0.033 -0.219Temperatura 5m 0.0736 0.110 Temperatura 1m 0.0629 0.128 Temperatura Amb. 0.0996 0.170 Transparencia *0 -0.484Turbidez *0 0.600Velocidad del viento 0.0534 -0.199
×: Valores con 95% de confianza R: coeficiente de relación. V-p: valor p.
Estos resultados confirman que la biomasa fitoplanctónica, representada en
concentraciones de Clorofila-a influye en la turbidez y la transparencia. La relación
de los diferentes aspectos con la salinidad y la temperatura dependen más de
las diferentes características climáticas que se observaron para el área en el año
de muestreo.
3.4 COMPARACIÓN DE ALGUNAS VARIABLES CON LOS SENSORES REMOTOS
3.4.1 Temperatura In Situ Vs. Datos de Imágenes Satelitales: También realizó
una comparación de los datos obtenidos por el procesamiento hecho por el
Institute for Marine Remote Sensing (IMaRS) y los datos tomados en campo de la
temperatura superficial del mar (Fig. 16)
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 55
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
Temperatura superficial del marSatelital vs in situ
Sep Oct Nov Ene Feb Mar May Jul SepAgo
26
27
28
29
30
Satelital
in situin situ
Fechas de muestreo
Tem
pera
tura
ºC
Temperatura superficial del marSatelital vs in situ
Sep Oct Nov Ene Feb Mar May Jul SepAgo
26
27
28
29
30
Satelital
Fechas de muestreo
Tem
pera
tura
ºC
2004 2003
Figura 16. Comparación de los valores tomados in situ (rojo) y los obtenidos por las imágenes satelitales (negro) de la temperatura superficial en los Bancos de Salmedina. Se observaron tres procesos: 1) subestimación de datos in situ aparentemente producido por las nubes entre agosto y noviembre; de 2003. 2) Entre noviembre y marzo los datos son similares por el efecto de homogenización producido por los vientos, 3) entre marzo y septiembre (2004) los datos satelitales sobreestiman los datos In situ debido a la estratificación de la columna.
Se observó una diferencia promedio de 0.6 ºC, además, tres comportamientos
relevantes en esta comparación que coinciden con la conducta climática definida
para el área. A finales del año 2003 los datos satelitales están por debajo de los
tomados en campo, comportamiento que tal vez se debe a que el tratamiento
satelital de los datos tiende a subestimar la temperatura superficial siempre que
existan techos de nubes (Anduckia et al., 2003). En la época de vientos el efecto
se redujo, por que la nubosidad disminuyó sobre la capa superficial del mar. En la
última época para los meses de abril a septiembre de 2004, la influencia del viento
disminuyó, la columna de agua se estratificó y se presentó un calentamiento en la
capa superficial por efectos de radiación solar. En esta época se observó una
sobreestimación de unos 0.7 ºC que es comparable a lo encontrado por otros
autores que observaron un promedio de 0.5 ºC aproximadamente para la misma
época (e.g. Anduckia et al., 2003).
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 56
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
3.4.2 Comparación del Viento In Situ Vs. datos Imágenes Satelitale: Durante
el año de muestreo los sensores en el satélite Quickscat mostraron que el viento
sobre el mar fue dominante en dirección NE en el área oceánica cercana a los
Bancos; en pocos casos Norte y NNE y la intensidad varió entre los 5 y 10 m/s. El
comportamiento se mantuvo dentro del régimen estacional (Fig. 17), mostrando
mayor intensidad en los meses de diciembre a marzo, con un máximo de 10 m/s,
y en los meses de julio a septiembre el promedio general fue de 5 m/s.
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepJun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepJun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepJun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Viento medidos por los sensores remotos
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepJun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepJun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepJun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepJun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepJun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepJun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepJun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepMeses de muestreo
5 m/s
Viento medidos por los sensores remotos
2003 2004
Figura 17. Mediciones de intensidad y dirección del viento obtenidos a partir de los sensores remotos (Quiskcat) en los Bancos de Salmedina. El comportamiento del viento en el área muestra la estacionalidad de los Alisios del Noreste principalmente.
Los vientos medidos en las salidas de campo tomaron fuerza de acuerdo con las
diferentes épocas climáticas siendo máximos de diciembre a marzo (Fig. 18). En el
mes de agosto del 2003 se presentó un valor máximo que alcanzó 10.8 m/s;
a partir de este mes los vientos disminuyeron notablemente hasta reportar días de
total calma en el mes de septiembre. Hacia finales de noviembre ocurrió un
aumento inusual debido a la formación de la tormenta tropical “Odette” al norte de
las costas colombianas. La intensidad del viento aumentó desde principios del
mes de enero de 2004 con una velocidad de 10 m/s, nuevamente en los meses de
lluvia entre abril y julio los vientos presentaron valores relativamente bajos y en
julio y agosto a la llegada del veranillo incrementó nuevamente. El promedio de
esta medida fue de 5 +/- 0.5 m/s.
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 57
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
Meses de muestreo
0
4
8
12
m/s
Sep Dic Mar Ago
Meses de muestreo
0
4
8
12
Sep Dic Mar Ago
Meses de muestreo
0
4
8
12
Sep Dic Mar Ago
Meses de muestreo
0
4
8
12
Sep Dic Mar Ago
Meses de muestreo
0
4
8
12
m/s
Sep Dic Mar Ago
Meses de muestreo
0
4
8
12
Sep Dic Mar Ago
Meses de muestreo
0
4
8
12
Sep Dic Mar Ago
Meses de muestreo
0
4
8
12
Sep Dic Mar Ago
Meses de muestreo
0
4
8
12
m/s
Sep Dic Mar Ago
Meses de muestreo
0
4
8
12
Sep Dic Mar Ago
Meses de muestreo
0
4
8
12
Sep Dic Mar Ago
Meses de muestreo
0
4
8
12
Sep Dic Mar Ago
Figura 18. Promedio de los valores de intensidad del viento por estación durante el año de muestreo en los Bancos de Salmedina la línea punteada indica el valor medio. Se observó la mayor intensidad en el mes de marzo con algunos eventos en los meses de agosto. Los sensores remotos mostraron que el viento fue dominante en dirección NE, en
pocos casos como en el mes de septiembre fue N o NNE y la intensidad varió
entre los 10 y 5 m/s. el comportamiento se mantuvo dentro del régimen estacional
mostrando mayor intensidad en los meses de diciembre a marzo con un máximo
de 10 m/s, sin embargo el viento observado sobre el Bajo fue más del norte y del
oeste y cambiaba a medida que pasaba el día durante el muestreo, lo que significa
que el viento tiene una componente diurna muy intensa, producida por las
diferencias en el calentamiento sobre tierra y sobre el mar. Esta es tal vez la
principal razón por la cual hay diferencias entre los datos que fueron observados
en los sensores remotos y las mediciones in situ (Fig. 19).
Orejarena-Cuartas, 2006______________________________________________________________ 58
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
Meses de muestreo5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepJun Sep Nov Ene Mar Jun SepJun Sep Nov Ene Mar Jun SepJun Sep Nov Ene Mar Jun SepJun Sep Nov Ene Mar Jun SepJun Sep Nov Ene Mar Jun Sep
Viento superficial in situ vs viento medido por los sensores remotos
Meses de muestreo5 m/s5 m/s
Jun Sep Nov Ene Mar Jun Ago SepJun Sep Nov Ene Mar Jun SepJun Sep Nov Ene Mar Jun SepJun Sep Nov Ene Mar Jun SepJun Sep Nov Ene Mar Jun SepJun Sep Nov Ene Mar Jun Sep
Viento superficial in situ vs viento medido por los sensores remotos
Figura 19. Mediciones de intensidad y dirección del viento obtenidos in situ (en rojo) y a partir de los sensores remotos Quiskcat (en negro). Las mediciones in situ son sensibles a los cambios producidos por la morfología del sitio o cambios diurnos que dependen de la hora del muestreo.
3.4.3 Comparación entre las Corrientes In Situ Vs. datos Imágenes Satelitales: La corriente presentó gran diferencia a nivel superficial (5 m) y
profundo (30 m) (Fig. 20). La dirección de la corriente por debajo de los 30 m es
dominante en dirección NNE y NE, en dos casos fue NNO y O en los meses de
agosto y septiembre de 2003 y 2004. La mayor intensidad se presentó en julio de
2003, a 30 m (aproximadamente 64 cm/s).
A 5 m las condiciones fueron diferentes, no se observó un predominio de dirección
y la intensidad varió entre 14 y 38 cm/s. La menor intensidad se presentó en
septiembre. La capa a media agua (15 m) dependió en algunos casos de la fuerza
del viento y de la interacción con la contracorriente que ejerce este en el cuerpo de
agua. La intensidad varió entre 15 y 32 cm/s y la mayor intensidad durante el
muestreo se presentó en ambos meses de julio.
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Meses de muestreo
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-5
Pr
Pr
Pr
Pr
Pr
Pr
Pr
Pr
ofu
ofu
ofu
ofu
ofu
ofu
ofu
ofu
nd
in
di
nd
in
di
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in
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nd
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di
da
da
da
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dddddddd
4
8
12
16
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40
44
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52
56
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cm/s
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Jul Ago Sep Dic Mar Abr May Jun Jul Sep
13 cm/s
2003 2004 Figura 20. Intensidad de la corriente medida en cm/s a 5, 15 y 30 m de profundidad en los Bancos de Salmedina, durante el año de observación. Las corrientes fueron principalmente del Sur dependiendo de la posición de la contracorriente Panamá-Colombia. Los contornos en color muestran que las corrientes más intensas (rojos) ocurrieron en agosto de 2003 y en octubre de ambos años. La dirección de las corrientes profundas fueron más regulares y la corriente superficial fue muy variable.
Se comparó la dirección de las corrientes medidas in situ y la calculada desde los
sensores remotos (altímetros) durante la época de estudio (Fig. 21). La corriente
geostrófica medida desde los sensores remotos, mostró que a lo largo del año de
observación la dirección que dominó en este sector fue NE. En los meses de julio
y agosto de 2003 se observó una disminución de la intensidad de las corrientes
geostróficas y un aumento de la intensidad medida in situ, mientras que en el mes
de julio de 2004 la corriente medida in situ fue contraria a lo observado durante
todo el año.
Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
EnEnEnEnEnEnEnEnEnEn
Sep Dic Mar Abr May Jun Jul Sep
Corriente Geostrofica vs In situ (30 m)
e FebOct NovJul
Meses de muestreo13 cm/s13 cm/s
Corriente CCARCorriente CCARCorriente CCARCorriente CCARCorriente CCARCorriente CCARCorriente CCARCorriente CCAR
Corriente 30 min situ
Ago Sep Dic Mar Abr May Jun Jul Sepe FebOct NovJul
Meses de muestreo13 cm/s
Corriente 30 min situ
Ago
Corriente 30 min situ
Ago Sep Dic Mar Abr May Jun Jul Sepe FebOct NovJul
Meses de muestreo13 cm/s
Corriente 30 min situ
Ago Sep Dic Mar Abr May Jun Jul Sepe FebOct NovJul
Meses de muestreo13 cm/s13 cm/s
Sep Dic Mar Abr May Jun Jul Sepe FebOct NovJul
Meses de muestreo13 cm/s13 cm/s
Sep Dic Mar Abr May Jun Jul Sep
Corriente Geostrofica vs In situ (30 m)
e FebOct NovJul
Meses de muestreo13 cm/s13 cm/s
Corriente 30 min situ
Ago Sep Dic Mar Abr May Jun Jul Sepe FebOct NovJul
Meses de muestreo13 cm/s
Corriente 30 min situ
Ago
Corriente 30 min situ
Ago Sep Dic Mar Abr May Jun Jul Sepe FebOct NovJul
Meses de muestreo13 cm/s
Corriente 30 min situ
Ago Sep Dic Mar Abr May Jun Jul Sepe FebOct NovJul
Meses de muestreo13 cm/s13 cm/s
Sep Dic Mar Abr May Jun Jul Sepe FebOct NovJul
Meses de muestreo13 cm/s13 cm/s
2003 2004
Figura 21. Comparación de la corriente geostrófica obtenida por los sensores remotos (CCAR) y la medida in situ a los 30 m de profundidad en la estación 5 en los Bancos de Salmedina.
La corriente medida in situ debajo de la influencia del viento y la estimada por los
sensores remotos fue muy similar (Fig. 21) sin embargo dependió de otras
características que hicieron que fuera diferente de la corriente geostrófica. Uno de
los factores más importantes que afectó en esta medición fue que los Bancos son
una barrera donde choca la corriente cambiando su dirección (Fig. 22). Entre julio
y agosto la corriente encuentra un esfuerzo en contra del viento que disminuye su
intensidad y origina sitios de mayor aceleración como se observó en julio de 2003.
Así mismo, en un caso, la corriente fue de dirección contraria, como se observó en
julio 2004.
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
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Estación 5Dirección Corriente medida durante el estudioDirección Corriente Geostrófica
Estación 5Dirección Corriente medida durante el estudioDirección Corriente Geostrófica
10º2
2´
75º40´75º42´
Estación 5Dirección Corriente medida durante el estudioDirección Corriente Geostrófica
Estación 5Dirección Corriente medida durante el estudioDirección Corriente Geostrófica
10º2
2´
75º40´75º42´
0 1000 2000 3000 40000 1000 2000 3000 4000 Figura 22. Cambio de la dirección de la corriente contra los Bancos de Salmedina, en el sitio de muestreo. Las flechas azules muestran la dirección de la corriente geostrófica, y las verdes el resultado medido debido a la desviación producida por la presencia del Bajo.
La contracorriente Panamá - Colombia es conocida como la de mayor intensidad
que cualquier otro rasgo de circulación del Caribe suroccidental, en este sector la
máxima intensidad se observa a nivel sub – superficial (Andrade, 2003). Estudios
previos en el sector han observado la contracorriente hacia el norte (e.g. Leble y
Cuignon, 1987), circunstancias que explican las condiciones observadas en este
estudio por debajo de los 15 m de profundidad.
3.5 ANÁLISIS DE DISTANCIA EUCLIDIANA PARA LAS ESTACIONES MUESTREADASSe realizó un dendograma por el método de la distancia euclidiana de las 5
estaciones (Fig. 23) en el cual se forman grupos en las estaciones 4 y 5, 2 y 3.
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Dendrograma
Metodo de la Distancia Eucladiana
Dis
tanc
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0
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15
1 2 3 4 5
Estaciones
Dendrograma
Metodo de la Distancia Eucladiana
Dis
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6
9
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1 2 3 4 5
Estaciones
Figura 23. Dendograma de distancia euclidiana para las cinco estaciones observadas (índice cofenètico 0.98). Las estaciones 2 y 3 se asemejan al igual que las estaciones 4 y 5 mientras que la estación 1 fue diferente aún así el comportamiento de todas las estaciones fue muy similar.
Las 5 estaciones estudiadas presentaron características que las hacen diferentes;
esto se debe a que cada estación fue observada en horas diferentes y las
condiciones fueron cambiando a medida que el día transcurrió. Teniendo en
cuenta un valor de ligamiento 7, se formaron grupos de acuerdo a su geoposición.
Las estaciones 2 y 3 ubicadas al oeste de los bajos hacia mar abierto, tienen
influencia de aguas oceánicas, con bajos valores de turbidez y altos valores de
transparencia que a su vez se reflejan en concentraciones de clorofila-a muy bajas
(Fig.24 a). Las estaciones 4 y 5 más cercanas entre ellas mostraron mayor
influencia de aguas de temperaturas mas altas provenientes del sur (Fig. 24 b),
estas estaciones están protegidas de las corrientes por el Bajo y reciben el mayor
aporte de aguas continentales además de toda la carga de sedimentos
resuspendidos que se desprenden del Bajo.
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
Los parámetros medidos en la estación 1 tienen un comportamiento diferente en
este análisis. Este lugar es afectado por las plumas que provienen del norte y por
aguas que provienen de la bahía, que hacen que esta estación se vea
afectada por una influencia continental casi constante; al estar localizado al norte
del Bajo Salmedina, donde también recibe la influencia predominante que viene
del Norte y que mantiene este sector en condiciones de fuerte oleaje y altos
niveles de turbidez (Fig. 24 a).
ba ba ba
Figura 24. a) (izquierda) Ventana de una imagen del satélite MODIS sobre el área de estudio el 13 de mayo de 2004. La flecha de color negro indica la llegada desde el norte de las plumas afectando principalmente la zona donde se ubica la estación 1; la flecha de color rojo indica la llegada de aguas de características más oceánicas en la zona cercana a las estaciones 2 y 3 en los Bancos de Salmedina. b) (derecha) Temperatura superficial del mar el 29 de mayo de 2004 vista desde el satélite MODIS (SST). Tomado de http://modis.marine.usf.edu el color azul muestra aguas más frías y los colores verdes y amarillos más cálidas; la imagen muestra la presencia de aguas más calidas provenientes del sur cerca de la zona donde están ubicadas las estaciones 4 y 5 en los Bancos de Salmedina.
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre 2004____________
4. CONCLUSIONES
Se encontró que las concentraciones de clorofila-a en los Bancos de Salmedina
son, en buena parte, un producto del aporte de aguas continentales superficiales
cargadas de sedimentos o a mezcla ejercida en el cuerpo de agua por la fuerza
del viento. La dinámica fitoplanctónica estuvo íntimamente ligada a los patrones
oceanográficos y meteorológicos que afectan este ambiente; dentro de estas
características se incluyen los efectos producidos por las diferentes épocas
climáticas que demostraron tener una consecuencia directa en este parámetro
biológico.
Las mayores concentraciones de clorofila-a, se midieron en la época de surgencia,
fenómeno que se considera como la fuente principal nutritiva a lo largo del límite
del sur caribeño donde se han reportado altas biomasas fitoplanctónicas
atribuyéndolas a este proceso (e.g.Corredor, 1979, Bogdanov et al., 1968). La
distribución de la clorofila-a dentro de las capas superficiales y los patrones de
distribución de temperatura y salinidad fueron característicos de este fenómeno de
surgencia que ocurrió como un evento discreto y no como un proceso continuo.
Sin embargo, el enriquecimiento es relativamente bajo, comparado con otros
sistemas mostrando que los Bancos de Salmedina son un área de baja
producción y con una fuerte influencia de diferentes frentes de aguas
continentales.
Se encontraron tres “tipos” de máximos de clorofila-a en los Bancos de Salmedina;
1) los que presentaron las mayores concentraciones de clorofila-a superficial en la
zona, que tuvieron relación directa con un evento de afloramiento durante la época
de vientos, cuando las condiciones del agua superficial fueron de relativas bajas
temperaturas y alta concentración de salinidad, acompañadas de fuertes vientos
del NE; 2) el resultado de los aportes durante la época de lluvias principalmente de
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aguas turbias que salen del litoral próximo (e.g. Bahía de Cartagena, Barbacoas) y
que llegan a los Bancos en forma de parches. 3) A la llegada episódica de plumas
turbias del norte durante la época de vientos.
Las medidas de clorofila-a, turbidez y transparencia presentaron una oscilación
casi periódica alrededor de 57 días. Esta oscilación es semejante a la evidenciada
por Maden y Julian (1971) en la atmósfera. Lo que sugiere un efecto acoplado
Océano – Atmósfera influyente en el agua superficial en los Bancos.
La clorofila-a presentó una directa relación estadística con mayores valores de
turbidez y menores valores de transparencia con un 95% de confianza demostrado
en un valor p (V-p) de cero. Además de presentar una relación con de altos
valores de salinidad, en la época de surgencia.
En las 5 estaciones observadas se encontraron importantes diferencias y
semejanzas en sus características oceanográficas debidas principalmente a su
ubicación relativa en el margen continental con respecto de la línea de costa
porque dependieron del aporte de aguas continentales y oceánicas a las que
están expuestas, lo que resulta notable en un área de estudio relativamente
pequeña.
Este trabajo refleja la importancia de tener en cuenta los parámetros ambientales
para los estudios de biología costera, en donde se puede encontrar influencias
lejanas traídas por el régimen dinámico de las corrientes.
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Variaciones de la concentración de la Clorofila-a y su relación con parámetros físicos y químicos medidos en
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5. RECOMENDACIONES
Es importante tener en cuenta para futuros estudios acerca de la dinámica
fitoplanctónica, que, además de estudios puntuales de productividad, estén
acompañados del estudio de las diferentes características oceanográficas y
meteorológicas, ya que los valores encontrados de clorofila-a por los diferentes
métodos fotométricos y los encontrados por los sensores remotos pueden estar
siendo enmascarados por los producidos por aportes de aguas turbias
continentales y en algunos casos cuerpos de agua con características más
oceánicas como ocurre en los Bancos de Salmedina.
Desde el punto de vista oceanográfico es relevante la profundización en la
observación de los parámetros físicos y determinar la relación de los eventos de
surgencia con la productividad, en términos de biomasa fitoplanctónica medida en
concentraciones de clorofila-a. También se recomienda realizar un estudio de
nutrientes para determinar si la surgencia detectada es exclusivamente de tipo
fisicoquímico con una respuesta en los valores de clorofila-a como se ha
propuesto. Así mismo, una investigación subsiguiente sería sobre la determinación
de las variaciones de las comunidades fitófagas en los Bancos.
Futuras observaciones con sensores remotos con alta periodicidad de muestreo,
tendrán la habilidad de determinar fluctuaciones de la clorofila-a más
precisamente y permitirán calibrar estas mediciones y diferenciar entre las aguas
turbias que llegan a los Bancos y la productividad primaria asociada a este.
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en los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre
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ANEXOS
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en los Bancos de Salmedina (Cartagena, Caribe Colombiano) Septiembre 2003– Septiembre
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Chl a Oleaje Nubosidad Presion Salinidad Temp. 5 V-p R V-p R V-p R V-p R V-p R V-p
Chl a 1 1 0,9124 -0,011 0,1835 -0,138 0,0334 -0,219 0,6372 -0,049 0,289 Oleaje 0,912 -0,011 1 1 0,0333 -0,219 0,0706 -0,186 0,0003 0,366 0 Nubosidad 0,184 -0,138 0,0333 -0,219 1 1 0,1604 0,145 0 -0,608 0 Presion 0,033 -0,219 0,0706 -0,186 0,1604 0,145 1 1 0,0034 -0,298 0,221 Salinidad 0,637 -0,049 0,0003 0,366 0 -0,608 0,0034 -0,298 1 1 0 Temp. 5m 0,289 0,110 0 -0,449 0 0,536 0,2206 0,127 0 -0,852 1 Temp 1m 0,216 0,128 0,0001 -0,399 0,0002 0,379 0,3124 0,105 0 -0,679 0,000 Temp amb 0,100 0,170 0,0066 -0,277 0,9471 0,007 0,3651 0,094 0,0001 -0,381 0,001 Transparencia 0,000 -0,484 0,3071 -0,106 0,2129 0,129 0,0119 0,257 0,2632 0,116 0,881 Turbidez 0,000 0,600 0,486 0,072 0,0198 -0,239 0,0049 -0,286 0,3895 0,089 0,103 V viento 0,053 -0,199 0,0053 0,284 0,7365 -0,035 0,2194 -0,127 0,4604 0,077 0,100
Temp 1m Temp amb Transparencia Turbidez V viento
V-p R V-p R V-p R V-p R V-p R Chl a 0,2163 0,128 0,0996 0,170 0 -0,484 0 0,600 0,0534 -0,199Oleaje 0,0001 -0,399 0,0066 -0,277 0,3071 -0,106 0,486 0,072 0,0053 0,284Nubosidad 0,0002 0,379 0,9471 0,007 0,2129 0,129 0,0198 -0,239 0,7365 -0,035Presion 0,3124 0,105 0,3651 0,094 0,0119 0,257 0,0049 -0,286 0,2194 -0,127Salinidad 0 -0,679 0,0001 -0,381 0,2632 0,116 0,3895 0,089 0,4604 0,077Temp. 5m 0 0,898 0,0007 0,343 0,8814 -0,016 0,103 -0,168 0,1001 -0,170Temp 1m 1 1 0,0001 0,381 0,7518 0,033 0,1753 -0,140 0,0181 -0,242Temp amb 0,0001 0,381 1 1 0,0418 -0,209 0,0271 0,227 0,3339 -0,100Transparencia 0,7518 0,033 0,0418 -0,209 1 1 0 -0,526 0,1658 -0,143Turbidez 0,1753 -0,140 0,0271 0,227 0 -0,526 1 1 0,6404 -0,049V viento 0,0181 -0,242 0,3339 -0,100 0,1658 -0,143 0,6404 -0,049 1 1
ANEXO A. Correlación de Spearman entre Chl a y parámetros físicos medidos en campo para los Bancos de Salmedina septiembre 2003- septiembre 2004.
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