D4 Medición de Nivel del Mar

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La medición del nivel del mar combina dos fuentes de datos que se complementan entre sí: los mareógrafos costeros, que ofrecen un registro local de muy largo plazo, y la altimetría satelital, que ofrece cobertura global. Los mareógrafos son instrumentos con más de ciento cincuenta años de historia, y miden ya sea la carga total de agua que pesa sobre el propio sensor, en forma de presión, ya sea directamente la altura de la superficie libre del mar; una red mundial de referencia reúne cerca de trescientas estaciones de este tipo repartidas por las costas del planeta. Sobre las series de nivel del mar que producen estos mareógrafos, el análisis armónico permite separar la señal de marea, la suma de varias constituyentes astronómicas perfectamente predecibles, del residuo no mareal, que recoge tanto la variabilidad meteorológica como las tendencias de más largo plazo, y es esa separación la que hace que un mismo registro de mareógrafo sirva a la vez para predecir la marea de mañana y para medir el cambio climático de las próximas décadas.

La altimetría satelital, por su parte, mide la distancia entre el satélite y la superficie del océano con una precisión de uno a dos centímetros, usando un radar altímetro que envía pulsos en la banda Ku, a una frecuencia cercana a los trece gigahercios y seis décimas. La diferencia entre la órbita del satélite, que se conoce con gran precisión respecto de un elipsoide geocéntrico de referencia, y esa distancia medida hacia la superficie, es lo que hace que se pueda calcular la altura del nivel del mar en cada punto. Antes de llegar a ese resultado final, sin embargo, hay que corregir varios efectos: el retardo que introducen los electrones libres de la ionosfera, el retardo que introduce el vapor de agua y el aire seco de la troposfera, y el efecto del propio estado del mar sobre la señal reflejada. Combinando satélites sucesivos, con solapamientos de varios años entre cada uno y el siguiente, se construye una serie uniforme y continua del nivel del mar que se extiende desde mil novecientos noventa y tres hasta hoy.

La separación entre la señal de marea y el residuo que se mencionó antes es, en realidad, el corazón de toda esta medición: el análisis armónico ajusta, a la serie observada, un conjunto de constituyentes con una amplitud y una fase fijas, cada una asociada a un ciclo astronómico distinto. Lo que queda después de restar esas constituyentes de marea es el residuo, y ese residuo es lo que hace que se pueda distinguir la variabilidad meteorológica de bajas presiones y viento, la variabilidad estacional, la variabilidad interanual asociada a El Niño-Oscilación del Sur y a la Oscilación Multidecadal del Atlántico, y las tendencias de largo plazo del propio nivel del mar.

En la mayoría de las costas del mundo, el comportamiento esperado es que dos constituyentes dominen claramente sobre todas las demás: la componente lunar principal semidiurna y la componente solar principal semidiurna, cuyas amplitudes y fases quedan muy bien determinadas después de apenas uno o dos años de registro continuo, lo que hace que, en la práctica, sea posible predecir la marea de cualquier costa con muy poco tiempo de observación previa. Así, desde el mareógrafo que lleva más de un siglo registrando la costa hasta el satélite que mide la misma altura desde el espacio, pasando por el análisis armónico que separa la marea predecible del resto, la medición del nivel del mar termina reconstruyendo, con métodos muy distintos entre sí, una misma altura del mar que sube y baja por razones tanto astronómicas como meteorológicas y climáticas.

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