El satélite SWOT mide la altura del agua en casi toda la superficie de la Tierra
Los pequeños detalles importan, al menos cuando se trata de características oceánicas como las olas y los remolinos. Un reciente análisis de la NASA, basado en datos del satélite SWOT (Topografía de Aguas Superficiales y Océanos), reveló que las características oceánicas de hasta una milla de diámetro podrían tener un mayor impacto de lo que se creía en el movimiento de nutrientes y calor en los ecosistemas marinos.
Demasiado pequeñas para ser vistas bien con satélites anteriores, pero demasiado grandes para ser vistas en su totalidad con instrumentos instalados en barcos, estas características oceánicas relativamente pequeñas caen dentro de una categoría conocida como submesoescala.
El satélite SWOT, un esfuerzo conjunto entre la NASA y la agencia espacial francesa CNES (Centro Nacional de Estudios Espaciales), puede observar estas características y está demostrando cuán importantes son, impulsando gran parte del transporte vertical de cosas como nutrientes, carbono, energía y calor dentro del océano. También influyen en el intercambio de gases y energía entre el océano y la atmósfera.
"El papel que desempeñan las características submesoescalares en la dinámica oceánica es lo que las hace importantes", afirmó Matthew Archer, oceanógrafo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. Algunas de estas características se destacan en la animación a continuación, creada con datos de altura de la superficie del mar de SWOT.
Vídeo: Esta animación muestra pequeñas características oceánicas, como olas internas y remolinos, derivadas de observaciones SWOT en los océanos Índico, Atlántico y Pacífico, así como en el mar Mediterráneo. El blanco y el azul claro representan mayores alturas de la superficie del océano en comparación con las áreas de azul oscuro. Los colores púrpura que se muestran en una ubicación representan la velocidad de las corrientes oceánicas. Crédito: Estudio de Visualización Científica de la NASA.
"Las corrientes verticales mueven el calor entre la atmósfera y el océano, y en los remolinos de submesoescala, pueden de hecho llevar el calor de las profundidades del océano a la superficie, calentando la atmósfera", agregó Archer, quien es coautor del análisis de submesoescala.
La circulación vertical también puede extraer nutrientes de las profundidades marinas y abastecer las redes alimentarias marinas en las aguas superficiales, como un flujo constante de camiones de comida que abastecen a los asistentes a los festines.
"No sólo podemos ver la superficie del océano con una resolución 10 veces mayor que antes, sino que también podemos inferir cómo se mueven el agua y los materiales en profundidad", dijo Nadya Vinogradova Shiffer, científica del programa SWOT en la sede de la NASA en Washington.
Imagen: Un ejemplo del avance del SWOT más allá de la altimetría convencional en el Océano Índico oriental, en la meseta de Mascarene, el 8 de mayo de 2023. Crédito: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08722-8
Fuerza fundamental
Los investigadores conocen estos pequeños remolinos, o corrientes circulares, y las olas desde hace décadas. Desde el espacio, los astronautas del Apolo observaron por primera vez la luz solar reflejada en pequeños remolinos hace unos 50 años. Y a lo largo de los años, los satélites han observado imágenes de características oceánicas a escala submesoescalar, proporcionando información limitada, como su presencia y tamaño. Los sensores o instrumentos instalados en barcos lanzados al océano han proporcionado una visión más detallada de las características de la submesoescala, pero sólo para áreas relativamente pequeñas del océano y durante cortos períodos de tiempo.
El satélite SWOT mide la altura del agua en casi toda la superficie de la Tierra, incluido el océano y los cuerpos de agua dulce, al menos una vez cada 21 días. El satélite proporciona a los investigadores una visión multidimensional de los niveles de agua, que pueden usar para calcular, por ejemplo, la pendiente de una ola o un remolino. Esto, a su vez, proporciona información sobre la presión o fuerza que se aplica al agua en la formación.
A partir de allí, los investigadores pueden determinar qué tan rápido se mueve una corriente, qué la impulsa y, combinado con otros tipos de información, cuánta energía, calor o nutrientes transportan esas corrientes.
"La fuerza es la magnitud fundamental que impulsa el movimiento de los fluidos", afirmó Jinbo Wang, coautor del estudio y oceanógrafo de la Universidad Texas A&M en College Station. Una vez conocida esta magnitud, el investigador puede comprender mejor cómo interactúa el océano con la atmósfera, así cómo los cambios en una afectan a la otra.
Imagen derecha: Una nueva visión global de la variabilidad submesoescalar de los océanos a partir de SWOT. La variabilidad de submesoescala tal como se define aquí incluye corrientes y olas de menos de unos 100 km. Crédito: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08722-8
Números primos
SWOT no solo detectó un remolino de submesoescala en una derivación de la corriente de Kuroshio (una importante corriente en el océano Pacífico occidental que fluye cerca de la costa sureste de Japón), sino que también pudo estimar la velocidad de la circulación vertical dentro de dicho remolino. Cuando SWOT observó la formación, la circulación vertical probablemente era de 6 a 14 metros (20 a 45 pies) por día.
Esta es una cantidad comparativamente pequeña para el transporte vertical. Sin embargo, la capacidad de realizar estos cálculos para los remolinos en todo el mundo, gracias al análisis SWOT, mejorará la comprensión de los investigadores sobre la cantidad de energía, calor y nutrientes que se mueven entre las aguas superficiales y las profundidades marinas.
Los investigadores pueden hacer cálculos similares para características de submesoescala como una ola solitaria interna (una ola impulsada por fuerzas como la marea que se agita sobre una meseta submarina). El satélite SWOT detectó una ola interna en el mar de Andamán, ubicado al noreste del océano Índico, frente a Myanmar. Archer y sus colegas calcularon que la energía contenida en esa ola solitaria era al menos el doble de la energía de una marea interna típica en esa región.
Este tipo de información de SWOT ayuda a los investigadores a refinar sus modelos de circulación oceánica. Muchos modelos oceánicos fueron entrenados para mostrar características de gran tamaño, como remolinos de cientos de kilómetros de diámetro, afirmó Lee Fu, científico del proyecto SWOT en el JPL y coautor del estudio. "Ahora tienen que aprender a modelar estas características a menor escala. En eso están ayudando los datos SWOT".
Los investigadores ya han comenzado a incorporar datos oceánicos SWOT en algunos modelos, incluido el ECCO (Estimación de la circulación y el clima del océano) de la NASA. Puede que pase algún tiempo hasta que los datos SWOT se integren plenamente en modelos como ECCO. Pero una vez que lo hagan, la información ayudará a los investigadores a comprender mejor cómo reaccionará el ecosistema oceánico a un mundo cambiante.
La investigación se publicó en abril en la revista Nature: Wide-swath satellite altimetry unveils global submesoscale ocean dynamics
