Antes del advenimiento de las técnicas modernas de observación y modelado, comprender cómo se comportaba el océano requería reunir datos dispares, a menudo separados por décadas en el tiempo, de un puñado de fuentes en todo el mundo. En la década de 1980, que empezó a cambiar cuando los avances tecnológicos, como satélites, flotadores vagabundos, y trazadores químicos, hecho continuo, es posible realizar mediciones de masa.

Todavía, los nuevos conjuntos de datos resultantes a menudo existían independientemente unos de otros, oscureciendo el panorama general de cómo circula el océano, transfiere calor, afecta el clima, almacena carbono, y más. Por eso Carl Wunsch, profesor emérito de oceanografía física en el Departamento de Tierra del MIT, Ciencias Atmosféricas y Planetarias (EAPS) y miembro del Programa EAPS en Atmósferas, Océanos y Clima (PAOC), comenzó a encabezar un esfuerzo por revelar ese panorama general hace casi 20 años.

Siguiendo los pasos del Experimento de Circulación Oceánica Mundial (WOCE), Wunsch fundó un consorcio que buscaba combinar conjuntos de datos oceánicos globales con modelos de circulación de última generación. Solo con esta combinación de observación y teoría podrían los científicos comprender completamente el estado físico y dinámico del océano, y, por tanto, su papel en el clima, Wunsh escribió para la revista Oceanografía en 2009. El consorcio, que pasó a llamarse Estimación de la circulación y el clima del océano (ECCO), fue una empresa enorme, incluida una red internacional de investigadores y organismos gubernamentales para intercambiar y analizar miles de millones de observaciones oceánicas tomadas de todos los rincones del mundo.

"Fue como construir un gran telescopio, "Dice Wunsh." Eso es lo que ha sido ECCO ".

Hoy dia, ECCO se anuncia en gran medida como el marco fundamental para comprender el comportamiento de todo el océano en las próximas décadas. El mes pasado, Wunsch y sus colaboradores publicaron una especie de informe de progreso sobre los esfuerzos de ECCO en The Boletín de la Sociedad Meteorológica Estadounidense , donde detallan el mejor registro de circulación oceánica hasta la fecha:un promedio de 20 años de clima y circulación oceánica, llamada climatología, que obedece las leyes de los fluidos e incluye todos los datos recopilados sobre el océano de todo el mundo desde 1992.

En el artículo, "Dinámicamente coherente, Climatología Oceánica Multivariable, "los autores describen las actualizaciones recientes de ECCO y explican la gran cantidad de información que lo hace posible, incluyendo observaciones de todos los satélites altimétricos que han volado desde 1992; datos de temperatura y salinidad de sensores de profundidad, batitermógrafos desechables, y perfiles de Argo; y, quizás lo más fascinante, datos recopilados a través de sensores sobre elefantes marinos que se sumergen profundamente.

Con un inmenso volumen de datos, varios miles de millones de observaciones, Wunsch y sus colaboradores escriben que el problema pronto se convirtió en cómo combinar los conjuntos de datos masivos y ajustarlos a un modelo que representaría un océano tridimensional que evoluciona en el tiempo durante décadas. Fortuitamente, durante la iniciación de ECCO, se estaba realizando un esfuerzo paralelo en el MIT, dirigido por EAPS Cecil y el profesor de Oceanografía Ida Green John Marshall, desarrollar un nuevo modelo de circulación oceánica general, llamado Modelo de Circulación General del MIT, que Wunsch adaptó para convertirse en el motor dinámico de ECCO.

Comprensión detallada de la exactitud y precisión de esta metodología, incluyendo al menos alguna aproximación a una estimación de error en todas las escalas, es "una actividad poco glamorosa pero esencial, "Dice Wunsch.

Por poco glamorosa que sea la metodología, los resultados son soluciones elegantes que se ajustan adecuadamente a casi todos los tipos de observaciones oceánicas y que son, simultaneamente, coherente con el modelo. Estas soluciones ahora se utilizan para informar una amplia gama de investigaciones, que van desde la variabilidad oceánica, ciclos biológicos, física costera, y geodesia. Algunos estudios han involucrado aplicaciones más inmediatas, como predecir el flujo físico y los campos de mezcla, que influyen en los ecosistemas de langostas y bacalao. Otros ofrecen una mejor resolución en problemas de panorama general, como la absorción de carbono del océano, aumento del nivel del mar, previsión climática, y paleoclima.

Con ECCO, El análisis de estos problemas ya no se limita al uso de conjuntos de datos únicos, y los investigadores se liberan de las preocupaciones de que las propiedades básicas como la conservación de energía se violen en el análisis, dice Wunsch.

"Es un lujo pensar en el largo plazo, ", dice. Pero, él añade, es una necesidad científica y social y requiere décadas más de datos para ir más allá de los 20 a 30 años.

Hoy en día, el esfuerzo de ECCO es una prueba de que son posibles las combinaciones de datos y modelos que miran escalas de tiempo decenales y más largas, dice Wunsch. Pero los objetivos del consorcio no terminan ahí.

"Queremos que esta climatología se utilice para una mayor variedad de propósitos, e invitamos al uso y la crítica del resultado por parte de la comunidad en general, ", dice. Todos los datos y el modelo están disponibles públicamente, Wunsch dice:y si alguien esta interesado, todo lo que tienen que hacer es pedir ayuda.

Wunsch, que está jubilado pero todavía tiene una oficina en el Green Building del MIT, dice con alegría que sus antiguos alumnos y miembros del grupo se han hecho cargo del esfuerzo de ECCO. De hecho, los coautores del artículo fueron asesores de Wunsch:el profesor asociado Patrick Heimbach de la Universidad de Texas en Austin, El científico principal Ichiro Fukumori del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, y Rui M. Ponte de Investigación Atmosférica y Ambiental (AER), C ª.

Wunsch espera que la expansión de ECCO a la próxima generación de investigadores la haga más resistente a las volubles tendencias políticas y económicas. Porque comprender cómo se está comportando el océano bajo un clima cambiante, y cómo es probable que cambie en el futuro, requiere observaciones ininterrumpidas de la inmensa complejidad de la circulación oceánica.

"No puede haber lagunas en los datos, "dijo Wunsh." Los huecos son mortales ".