Perspectivas sobre la Variabilidad Tidal a Corto Plazo del Retrodispersión Multihaz a partir de Experimentos de Campo en Diferentes Tipos de Fondo Marino
Autores: Montereale-Gavazzi, Giacomo; Roche, Marc; Degrendele, Koen; Lurton, Xavier; Terseleer, Nathan; Baeye, Matthias; Francken, Frederic; Van Lancker, Vera
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
Se llevaron a cabo tres experimentos en la parte belga del Mar del Norte para investigar la variación a corto plazo en la fuerza de retrodispersión del fondo marino (BS) obtenida con ecosondas multihaz (MBES). Las mediciones se realizaron en áreas predominantemente de grava (offshore) y de arena y barro (nearshore). Se utilizaron los ecosondas multihaz duales Kongsberg EM3002 y EM2040 para llevar a cabo mediciones de retrodispersión de 300 kHz repetidas a lo largo de ciclos de marea (~13 h). Las mediciones se analizaron en complemento a una serie de variables de verificación en el terreno sobre la naturaleza y dinámica de los sedimentos y corrientes. Se utilizó muestreo del fondo marino y de la columna de agua, así como landers bentónicos equipados con diferentes sensores oceanográficos. Se derivaron tanto la respuesta angular (AR) como la BS en mosaico. Los resultados apuntan a la alta estabilidad de la BS del fondo marino en el área de grava (2 dB y 4 dB a 45 grados respectivamente). La sensibilidad de retrodispersión de alta frecuencia y la variabilidad a corto plazo se interpretan y discuten a la luz de los datos de verificación en el terreno disponibles para los tres experimentos. Los envolventes de variabilidad diferían considerablemente entre áreas y eran impulsados ya sea por fuentes externas (no relacionadas con el sedimento del fondo marino), o por propiedades intrínsecas del fondo marino (típicamente para áreas dinámicas cercanas a la costa) o por una combinación de ambas. Más específicamente, dentro de las áreas de grava con una masa de agua clara, las mediciones de BS del fondo marino fueron inequívocas y se relacionaron directamente con la interfaz agua-sedimento. Dentro del área arenosa cercana a la costa, se demostró que la BS se veía fuertemente afectada por procesos de polarización de rugosidad, particularmente debido a la dinámica de corrientes a lo largo y cruzadas a la costa, que fueron responsables de la reorganización geométrica de las características morfo-sedimentarias. En el área de barro cercana a la costa, la fluctuación de la BS fue impulsada conjuntamente por la dinámica de suspensión de barro de alta concentración, junto con cambios en el sustrato superficial, así como por la turbidez del agua, aumentando las pérdidas de transmisión. En conjunto, esto muestra que los usuarios finales y los topógrafos deben considerar la complejidad del entorno, ya que su dinámica puede tener graves repercusiones en la interpretación de los mapas de BS y en las aplicaciones de detección de cambios. Además, las observaciones experimentales revelaron la sensibilidad de los valores de BS de alta frecuencia a una serie de configuraciones específicas de la interfaz natural agua-sedimento que son de interés para aplicaciones de monitoreo en otros lugares. Esto fomenta la adquisición rutinaria de diferentes datos ambientales concurrentes junto con los datos de encuestas de MBES. A la luz de los avances prometedores en la calibración absoluta de MBES que permiten una comparación de datos más directa, se requieren más investigaciones sobre los impulsores de la variabilidad y sensibilidad de la BS.
Descripción
Se llevaron a cabo tres experimentos en la parte belga del Mar del Norte para investigar la variación a corto plazo en la fuerza de retrodispersión del fondo marino (BS) obtenida con ecosondas multihaz (MBES). Las mediciones se realizaron en áreas predominantemente de grava (offshore) y de arena y barro (nearshore). Se utilizaron los ecosondas multihaz duales Kongsberg EM3002 y EM2040 para llevar a cabo mediciones de retrodispersión de 300 kHz repetidas a lo largo de ciclos de marea (~13 h). Las mediciones se analizaron en complemento a una serie de variables de verificación en el terreno sobre la naturaleza y dinámica de los sedimentos y corrientes. Se utilizó muestreo del fondo marino y de la columna de agua, así como landers bentónicos equipados con diferentes sensores oceanográficos. Se derivaron tanto la respuesta angular (AR) como la BS en mosaico. Los resultados apuntan a la alta estabilidad de la BS del fondo marino en el área de grava (2 dB y 4 dB a 45 grados respectivamente). La sensibilidad de retrodispersión de alta frecuencia y la variabilidad a corto plazo se interpretan y discuten a la luz de los datos de verificación en el terreno disponibles para los tres experimentos. Los envolventes de variabilidad diferían considerablemente entre áreas y eran impulsados ya sea por fuentes externas (no relacionadas con el sedimento del fondo marino), o por propiedades intrínsecas del fondo marino (típicamente para áreas dinámicas cercanas a la costa) o por una combinación de ambas. Más específicamente, dentro de las áreas de grava con una masa de agua clara, las mediciones de BS del fondo marino fueron inequívocas y se relacionaron directamente con la interfaz agua-sedimento. Dentro del área arenosa cercana a la costa, se demostró que la BS se veía fuertemente afectada por procesos de polarización de rugosidad, particularmente debido a la dinámica de corrientes a lo largo y cruzadas a la costa, que fueron responsables de la reorganización geométrica de las características morfo-sedimentarias. En el área de barro cercana a la costa, la fluctuación de la BS fue impulsada conjuntamente por la dinámica de suspensión de barro de alta concentración, junto con cambios en el sustrato superficial, así como por la turbidez del agua, aumentando las pérdidas de transmisión. En conjunto, esto muestra que los usuarios finales y los topógrafos deben considerar la complejidad del entorno, ya que su dinámica puede tener graves repercusiones en la interpretación de los mapas de BS y en las aplicaciones de detección de cambios. Además, las observaciones experimentales revelaron la sensibilidad de los valores de BS de alta frecuencia a una serie de configuraciones específicas de la interfaz natural agua-sedimento que son de interés para aplicaciones de monitoreo en otros lugares. Esto fomenta la adquisición rutinaria de diferentes datos ambientales concurrentes junto con los datos de encuestas de MBES. A la luz de los avances prometedores en la calibración absoluta de MBES que permiten una comparación de datos más directa, se requieren más investigaciones sobre los impulsores de la variabilidad y sensibilidad de la BS.