Métodos de Investigacion Oceanográfica

 

Objetivos

El principal objetivo del curso es capacitar a los estudiantes para diseñar, organizar, dirigir y ejecutar observaciones y muestreos en el ambiente marino en general, y campañas de investigación oceanográfica en particular. Los objetivos específicos son: a) presentar al estudiante los problemas prácticos y logísticos que involucra la ejecución de campañas de observación oceanográfica, capacitándolo para la planeación, organización y ejecución eficaz de cruceros oceanográficos; b) capacitar al estudiante en la selección y operación de equipos de registro y observación oceanográfica, así como en la ejecución de observaciones y muestreos en el mar, tanto a través del análisis teórico, como mediante la experiencia directa con los equipos y operaciones; c) iniciar al estudiante en el procesamiento de información oceanográfica, particularmente en la evaluación de la calidad de la información y la validación de datos.


Descripción breve del curso y conocimientos previos indispensables

El curso está diseñado para los alumnos del Posgrado en Ciencias el Mar y Limnología. En el caso de estén interesados en cursarlo alumnos de otros posgrados, el Comité Académico fijará los requisitos que deberán cubrir dichos alumnos para poder cursarlo.

Dada la diversidad de los estudiantes en cuanto a su formación disciplinaria, el curso se impartirá a un nivel que no requiera conocimientos previos superiores a los exigidos en el examen de admisión al posgrado en cada una de las disciplinas básicas. Sin embargo, es deseable que el estudiante haya cursado previamente las materias en que se imparten conceptos generales de oceanografía (principalmente O. Física y O. Química) para facilitar su aprovechamiento del curso.

El curso consta de 3 etapas:

  1. Enseñanza teórica.- Durante las primeras 12 semanas del semestre se impartirán a los alumnos, mediante clases teóricas, los temas que comprende el curso y que se desglosan en el temario del programa. En esta etapa participarán diversos profesores en cada una de las sedes, impartiendo cada uno los temas de su especialidad.
  2. Campaña Oceanográfica.- Las siguientes 2 semanas del curso se llevará a cabo una campaña oceanográfica que permitirá a los alumnos poner en practica los conocimientos adquiridos en la primera etapa, y se familiarizarán plenamente con las principales actividades oceanográficas. Más adelante se detallan las características y objetivos de esta etapa de enseñanaza práctica.
  3. Informe de la Campaña Oceanográfica.- Lo alumnos se dedicaran, durante las últimas 3 semanas del curso, al procesamiento básico de la información, sistematizandola y evaluando su calidad. Al final de esta etapa deberán presentar un informe escrito en que se presente la información y se analice críticamente su calidad.

 Temario(Etapa I):

I.- Introducción y bases del curso

Aspectos generales del curso.
Descripción de los objetivos y temas

II.- Teoría del muestreo en el mar

Introducción.
Principales dificultades para lograr un muestreo representativo: limitación de recursos disponibles, población evasiva o de no-respuesta, conocimiento de la posición.
Soluciones posibles: Teorema de Nyquist, estimación costo-beneficio en variables de distribución aleatoria, muestreo sistemático, muestreo estratificado, muestreo adaptativo.

III.- Organización y ejecución de campañas oceanográficas

La campaña oceanográfica: concepción y clasificación según los aspectos básicos que presenta (como objetivos, área geográfica, medios disponibles, etc.)
Planeación de la campaña
Organización y estructura de diferentes campañas oceanográficas
El Plan de Campaña y su función
Estructura y funcionamiento a bordo
Definición de Estación oceanográfica
Elaboración de un Plan de Campaña Oceanográfica

IV.- Cartografía y topohidrografía

Conceptos básicos: definiciones y tipos de levantamientos.
Equipos topográficos: brújula, nivel de mano, sextante. teodolito, posicionador por satélite.
Métodos topohidrográficos: levantamiento de cuerpos de agua, batimetría, posición de estaciones de muestreo.
Conceptos Básicos de Cartografía.
Proyecciones cartográficas.
Manejo e interpretación de cartas.
Coordenadas geográficas y UTM.
Elaboración de una carta.

V.- Artes del marino y nomenclatura náutica

Conocimientos Marineros
Vocabulario Marítimo
Definición de cada una de las partes de un buque
El Código Internacional de Señales
Cabullería
Operaciones y labores con los cabos

VI.-Navegación y teoría de buques

Conceptos básicos de navegación.
Posicionamiento
Reglas del Tráfico Marítimo
Seguridad a bordo
Navegación: astronómica, por estima, costera, electrónica
Formas y líneas de buques
Planos de referencia
Desplazamiento o tonelaje
Mecánica de flotación, propulsión y gobierno de una embarcación

VII.- Técnicas de observación meteorológica

Introducción
Observaciones y sistemas de observación meteorológica
Observaciones en superficie: viento, presión atmosférica, temperatura
Observaciones marinas: viento verdadero y viento aparente, presión atmosférica, temperatura, forma, cantidad y altura de nubes
Acopio de información meteorológica
Asentamiento y lectura de datos meteorológicos: análisis isobárico, análisis de frentes
Fuentes de información y pronósticos meteorológicos

VIII.- Muestreo en Oceanografía Física

Introducción
Objetivos del muestreo en oceanografía física
Métodos y procedimientos: Planeación, planillas, lectura de aparatos
Muestreadores: Instalación y métodos de observación y recuperación
Cala oceanográfica tradicional, descripción del instrumental: botellas, termómetros, clinómetro. C.T.D., descripción del instrumental (sonda, unidad de abordo, cable transmisor y roseta), Batitermómetro desechable XBT, descripción del instrumental
Observaciones de corriente con cuerpos a la deriva, radioboya, radiogonio, correntómetros, pesos muertos, boya, señaladores
Problemas y soluciones en la logística, maniobra y cálculos
Análisis de datos
Trabajos en buques oceanográficos

IX.- Muestreo en Oceanografía Química

Introducción
Objetivos del muestreo químico
Tipos de muestreadores: botellas, bombas, métodos in situ, sensores remotos
Perspectivas futuras
Fuentes de error en el muestreo químico
Errores sistemáticos: durante la toma y preparación de muestras, durante el almacenamiento de muestras, en las determinaciones analíticas en sí
Errores aleatorios: contaminación, importancia de la higiene química; confusiones: importancia del orden.

X.- Muestreo en Oceanografía Geológica

Introducción
Objetivo del muestreo geológico
Tipo de muestreo: muestreo directo e indirecto
Diseño del muestreo
Tipo de embarcaciones: tripulados, no tripulados, autónomos, no autónomos, submarinos, buques
Equipos de muestreo
Dragas y nucleadores
Fotografía submarina
Ecosonda
Sonar
Manejo del equipo
Técnicas de lanzamiento
Problemas y soluciones
Análisis, manejo y conservación de muestras geológicas

XI.- Muestreo en Oceanografía Biológica

XI.1.- Fitoplanctón.- Introducción. Objetivo del muestreo del fitoplancton. Métodos de estudio de distintos grupos del Fitoplancton: Muestreadores de fitoplancton. Métodos de estudio de la producción primaria planctónica. Trabajo a bordo de buques oceanográficos. (Duración: 4hrs.)

XI.2.- Zooplanctón.- Introducción. Objetivos del muestreo de zooplancton. Clasificación del plancton. Distribución: espacial y temporal. Estrategias de colecta en área y tiempo. Tipos de redes y otros aparatos de captura del zooplancton: botellas, bombas, detección sónica. Consideraciones sobre el funcionamiento de una red malla, eficiencia, patrones de flujo, pérdida y escape del plancton. Técnicas de campo arrastre, depresor, contador de flujo, registros de cable, ángulo, tiempo y profundidad, fijación de la muestra. Técnicas de laboratorio: conteo, alicuotas, biomasa, catalogación. Elaboración de una red de plancton. Fijación y preservación de las muestras. Trabajo a bordo de buques oceanográficos. (Duración : 4 hrs).

XI.3.- Bacteriología.- Introducción. Objetivo del muestreo bacteriológico. Antecedentes del uso de los muestreadores bacteriológicos. Muestreadores bacteriológicos J-Z de Zobell. Muestreador bacteriológico de botella de vidrio. Muestreador bacteriológico de Fuelle. Muestreador bacteriológico de bolsa de Niskin. Muestreador bacteriológico para muestras de sedimento. Muestreador bacteriológico para muestras obtenidas por nucleadores. Problemas en la toma de muestras bacteriológicas. Procesamiento de las muestras bacteriológicas obtenidas a bordo de buques oceanográficos. Incubación de las muestras bacteriológicas. Cuantificación de las muestras bacteriológicas. Reporte de los grupos fisiológicos encontrados en medios de cultivo selectivos. (Duración : 4 hrs).

XI.4.- Nectón.- Introducción. Objetivo del muestreo del necton. Diseño de muestreo del necton. Artes de pesca y su selección : clasificación, ventajas, desventajas. Diseño de equipos de pesquerías y cálculo de la cantidad y calidad del material requerido para la construcción y equipos. Operación en buques oceanográficos: problemas y soluciones. Registro de datos y análisis de la información obtenida. (Duración: 4 hrs.)

XI.5.- Bentos.- Introducción. Objetivo del muestreo béntico. El ambiente béntico. Muestreadores ventajas y desventajas: redes, dragas, nucleadores, fotografía, dibujo. Técnicas de lanzamiento: problemas y soluciones. El muestreo en ambientes profundos mediante submarinos. Procesamiento de muestras. Trabajo a bordo de buques oceanográficos. (Duración: 4 hrs.)

Campaña Oceanográfica (Etapa II)

El viaje de prácticas constituye la parte más importante del curso, en donde se brinda al estudiante la oportunidad de ejercitar, bajo condiciones reales, lo que ha aprendido en las clases teóricas y prácticas anteriores. El estudiante se enfrentará a las actividades prácticas correspondientes a toda la gama de temas que se incluyen en el temario, y tambien a la experiencia de organizar y ejecutar una campaña de investigación oceanográfica propiamente.

El viaje de prácticas constará de dos fases:

a) En la primera de ellas, el estudiante se famializará tanto con el buque oceanografico y el movimiento del mismo, como con cada uno de los equipos y operaciones oceanográficas. Este es un crucero que comúnmente se denomina "de sol a sol", es decir que el buque diariamente se hace a la mar en la mañana temprano y regresa al mismo puerto por la noche. La razón de esto reside en la necesidad de cambiar los instructores encargados de los distintos temas, al tiempo que facilita la adaptación de los estudiantes al trabajo a bordo de una embarcación. Esta fase durará 5 días.

b) La segunda etapa consistirá en una campaña oceanográfica propiamente, en la que los alumnos, organizados en 3 brigadas, laborarán las 24 horas y realizarán registros, operaciones y estaciones oceanográficas programadas de acuerdo a un plan de campaña establecido. Como producto de dichas actividades, se deberán obtener datos y muestras, aplicando en ello el mayor rigor académico y técnico posible, con el fin de que la información derivada sea de alta calidad y de utilidad científica. Esta fase durará 6 días.

El plan de campaña será elaborado por lo alumnos mismos, como parte de sus actividades durante la etapa de clases teóricas. Para ello, todos los alumnos deberán elaborar una propuesta de plan de campaña. El Comité Coordinador selecccionará de entre éstas las 3 mejores, y los alumnos que las elaboraron conformarán el equipo organizador de la campaña oceanográfica, que será responsable de la elaboración del plan de campaña definitivo, con la colaboración de todo el grupo de estudiantes, y con base en las indicaciones que les haga el Comité Coordinador. Cada uno de los alumnos tendrá responsabilidades específicas tanto en los preparativos como en la ejecución de la campaña.

En cuanto a los objetivos de investigación de la campaña, serán posibles dos alternativas:

  1. Serán los indicados en un proyecto multidisciplinario permanente, efectuándose la campaña cada año en la misma región y con los mismos objetivos, definidos en el proyecto. El proyecto se centrará en la boca del Golfo de California, y será elaborado por el Comité Coordinador.
  2. Cuando a juicio del Comité Coordinador la conformación del grupo de estudiantes así lo amerite, se les permitirá diseñar una campaña con enfoque y objetivos centrados en los intereses académicos compartidos por la mayoría del grupo de estudiantes.

 Informe de la Campaña Oceanográfica (Etapa III)

 Durante las últimas 3 semanas del curso, los estudiantes se dedicarán al procesamiento de la información recabada durante el crucero oceanográfico. Con fines de viabilidad operativa, podrán organizarse en brigadas con responsabilidades específicas, de acuerdo a lo que dicte el Comité Coordinador. El procesamiento de la información deberá incluir su sistematización, las calibraciones y correcciones que se requieran, la presentación de la información en tablas y gráficos, y el análisis crítico de la calidad de los datos recabados. Todo ello deberá plasmarse en un informe escrito que deberán entregar los alumnos a más tardar durante el periodo semestral de exámenes.

Bibliografía

Se incluyen aquí solamente algunos ejemplos, pues cada uno de los temas tiene una lista de referencias proporcionada por el profesor que lo imparte.

 

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