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Ciudad de Cabo San Lucas, Baja California Sur
1-4 de octubre, 2013.
NUEVO ÍNDICE CLIMÁTICO PARA
EL PACÍFICO NORTE MEXICANO:
NORTH EASTERN PACIFIC INDEX (NEPI)
Benigno Hernández-de la Torre
Dirección de Ordenamiento Ecológico y Conservación de los
Ecosistemas. Departamento de Ordenamiento Ecológico Marino
Ciudad de Cabo San Lucas, Baja California Sur
1-4 de octubre, 2013.
NUEVO ÍNDICE CLIMÁTICO PARA
EL PACÍFICO NORTE MEXICANO:
NORTH EASTERN PACIFIC INDEX (NEPI)
Hernández-de la Torre, B., G. Gaxiola-Castro, R. Hernández-Walls, E. D. Barton. 2013.
A new climate index for the Pacific Ocean: the Northeastern Pacific Index (NEPI).
(GRL, en preparación)
Dirección de Ordenamiento Ecológico y Conservación de los
Ecosistemas. Departamento de Ordenamiento Ecológico Marino
El índice fue construido gracias a las teleconecciones
atmosféricas. Las mismas, son vínculos lejanos de
anomalías climáticas aparentemente desconectados,
que han sido identificados a través de la aparición de
procesos geofísicos, o a través de correlaciones
estadísticas, que se manifiestan en forma de ondas y que
se reflejan posteriormente en el ecosistema marino.
(Rasmusson, 1991).
Dr. Benigno Hernández-de la Torre. INECC. Departamento de Ordenamiento Ecológico Marino
En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
El índice fue construido gracias a las teleconecciones
atmosféricas. Las mismas, son vínculos lejanos de
anomalías climáticas aparentemente desconectados,
que han sido identificados a través de la aparición de
procesos geofísicos, o a través de correlaciones
estadísticas, que se manifiestan en forma de ondas y que
se reflejan posteriormente en el ecosistema marino.
(Rasmusson, 1991).
Pueden usarse como una herramienta predictiva
para ayudar a la comprensión y mejoramiento
de la habilidad de elaboración de pronósticos
estacionales de una región determinada.
Rasmusson, E. 1991. Observational aspects of ENSO cycle teleconnections. In (Glants, M. H., R.W. Katz and N. Nicholls, Edits).
Teleconnections linking worldwide climate anomalies: scientific basis and societal impact. Cambridge University Press, ISBN 051-36475-2. 308-343pp
Dr. Benigno Hernández-de la Torre. INECC. Departamento de Ordenamiento Ecológico Marino
En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
El NEPI se formula a partir de las diferencias mensuales en la
presión atmosférica a nivel del mar entre las regiones del sur de
California (San Diego), Baja California (Ensenada) y Alaska
(Anchorage) durante el período 1960-2012.
Dr. Benigno Hernández-de la Torre. INECC. Departamento de Ordenamiento Ecológico Marino
En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
El NEPI se formula a partir de las diferencias mensuales en la
presión atmosférica a nivel del mar entre las regiones del sur de
California (San Diego), Baja California (Ensenada) y Alaska
(Anchorage) durante el período 1960-2012.
El objetivo de este trabajo es generar un índice climático para el
Océano Pacífico nororiental que capte la variabilidad
atmosférica y su efecto sobre el ecosistema pelágico del
océano en la región sur de la Corriente de California.
Dr. Benigno Hernández-de la Torre. INECC. Departamento de Ordenamiento Ecológico Marino
En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
Un poco de historia…
La existencia de una “oscilación” o teleconección en la presión atmosférica a
nivel del mar fue definido por primera vez por Walker y Bliss (1932, 1937)
quienes documentaron la característica y extensión de esta oscilación
asociada a cambios en la temperatura y precipitaciones y debido a esto,
surgió el nombre de Oscilación del Sur (SO)
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En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
Un poco de historia…
La existencia de una “oscilación” o teleconección en la presión atmosférica a
nivel del mar fue definido por primera vez por Walker y Bliss (1932, 1937)
quienes documentaron la característica y extensión de esta oscilación
asociada a cambios en la temperatura y precipitaciones y debido a esto,
surgió el nombre de Oscilación del Sur (SO)
Walker, G. T., and E. W. Bliss, 1932: World Weather V. Mem. Roy.
Meteor. Soc., 4, No. 36, 53-84. [Documents DJF and JJA
variability.]
Walker, G. T., and E. W. Bliss, 1937: World Weather VI. Mem. Roy.
Meteor. Soc., 4, No. 39, 119-139. [Documents MAM and SON
variability.]
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En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
Un poco de historia…
La existencia de una “oscilación” o teleconección en la presión atmosférica a
nivel del mar fue definido por primera vez por Walker y Bliss (1932, 1937)
quienes documentaron la característica y extensión de esta oscilación
asociada a cambios en la temperatura y precipitaciones y debido a esto,
surgió el nombre de Oscilación del Sur (SO)
Walker, G. T., and E. W. Bliss, 1932: World Weather V. Mem. Roy.
Meteor. Soc., 4, No. 36, 53-84. [Documents DJF and JJA
variability.]
Walker, G. T., and E. W. Bliss, 1937: World Weather VI. Mem. Roy.
Meteor. Soc., 4, No. 39, 119-139. [Documents MAM and SON
variability.]
Posteriormente Angstrom (1935) escribió un artículo sobre las teleconecciones,
relacionado a un mecanismo “seesaw” o balance referido a la Oscilación del
Atlántico Norte (van Loon and Rogers, 1978).
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Un poco de historia…
En la década de los 70´s Namias (1976) se había referido sobre esta
teleconección...
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Un poco de historia…
En la década de los 70´s Namias (1976) se había referido sobre esta
teleconección...
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En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
Un poco de historia…
En la década de los 80´s, el ENSO aparece con más fuerza en la literatura del
clima (Trenberth 1990; Graham et al. 1994; Trenberth y Hurrell 1994; Zhang et
al. 1997) y otros muchos como Philander, Horel, Enfield, Quinn, Rasmusson,
etc…
Dinámica dominante….
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En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
Un poco de historia…
En la década de los 80´s, el ENSO aparece con más fuerza en la literatura del
clima (Trenberth 1990; Graham et al. 1994; Trenberth y Hurrell 1994; Zhang et
al. 1997) y otros muchos como Philander, Horel, Enfield, Quinn, Rasmusson,
etc…
En los 90´s aparece el PDO que son los vínculos entre la variabilidad decadal
del Pacífico Norte (AL) y los cambios en los ecosistemas marinos (Mantua et
al. 1997; Mantua y Hare 2000).
Dinámica dominante….
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En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
Un poco de historia…
En la década de los 80´s, el ENSO aparece con más fuerza en la literatura del
clima (Trenberth 1990; Graham et al. 1994; Trenberth y Hurrell 1994; Zhang et
al. 1997) y otros muchos como Philander, Horel, Enfield, Quinn, Rasmusson,
etc…
En los 90´s aparece el PDO que son los vínculos entre la variabilidad decadal
del Pacífico Norte (AL) y los cambios en los ecosistemas marinos (Mantua et
al. 1997; Mantua y Hare 2000).
En la década del 2000 se escriben artículos que enfatizan la necesidad de
comprender mejor y caracterizar la variabilidad decadal del Pacífico Norte y
las predicciones sobre el cambio climático, Di Lorenzo et al. (2008), Furtado
et al. (2011).
En la actualidad existen varios índices u oscilaciones que dominan la
comprensión atmosférica de lo que sucede en los trópicos y su traslado a las
regiones extratropicales como lo son la Baja de las Aleutianas (AL), y la
Oscilación del Pacífico Norte (NPO).
Justificación….
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JUSTIFICACIÓN
POR QUÉ UN NUEVO ÍNDICE PARA EL PACÍFICO NORORIENTAL?
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En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
JUSTIFICACIÓN
POR QUÉ UN NUEVO ÍNDICE PARA EL PACÍFICO NORORIENTAL?
Los índices climáticos actualmente utilizados para explicar la variabilidad del
ecosistema pelágico del Océano Pacífico nororiental con relación al clima
(por ejemplo: Southern Oscillation Index, SOI; Pacific Decadal Oscillation, PDO;
North Pacific Gyre Oscillations, NPGO), no describen adecuadamente algunos
de los cambios en el ecosistema pelágico del sur de la Corriente de California
[Gaxiola-Castro et al., 2010; Lavaniegos, 2009; Bjorkstedt et al., 2012].
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JUSTIFICACIÓN
POR QUÉ UN NUEVO ÍNDICE PARA EL PACÍFICO NORORIENTAL?
Los índices climáticos actualmente utilizados para explicar la variabilidad del
ecosistema pelágico del Océano Pacífico nororiental con relación al clima
(por ejemplo: Southern Oscillation Index, SOI; Pacific Decadal Oscillation, PDO;
North Pacific Gyre Oscillations, NPGO), no describen adecuadamente algunos
de los cambios en el ecosistema pelágico del sur de la Corriente de California
[Gaxiola-Castro et al., 2010; Lavaniegos, 2009; Bjorkstedt et al., 2012].
Gaxiola-Castro, G., B. E. Lavaniegos, A. Martínez, R. Castro, and T. L. Espinosa-Carreón (2010), Pelagic ecosystem response to climate variability in
the Pacific Ocean off Baja California, in Climate Change and Variability, edited by S.W. Simard, and M.E. Austin, pp. 163-182, Sciyo, Croacia.
Lavaniegos, B. (2009), Influence of a multiyear event of low salinity on the zooplankton from Mexican eco-regions of the California Current, Progr.
Oceanogr., 83, 369-375.
Bjorkstedt, E, R. Goericke, S. McClatchie, E. Weber, W. Watson, N. Lo, W. Peterson, R. Brodeur, S. Bograd, T. Auth, J. Fisher, C. Morgan, J. Peterson,
R. Durazo, G. Gaxiola-Castro, B. Lavaniegos, F. Chavez, C. A. Collins, B. Hannah, J. Field, K. Sakuma, W. Satterthwaite, M. O’Farrell, W. Sydeman, S.
A. Thompson, P. Warzybok, R. Bradley, J. Jahncke, R. Golightly, S. Schneider, J. Largier, S. Y. Kim, S. Melin, R. DeLong, and J. Abell (2012), State of
the California Current 2011-2012: Ecosystems respond to local forcing as La Niña wavers and wanes, CalCOFI Rep., 53, 41-76.
Dr. Benigno Hernández-de la Torre. INECC. Departamento de Ordenamiento Ecológico Marino
En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
JUSTIFICACIÓN
POR QUÉ UN NUEVO ÍNDICE PARA EL PACÍFICO NORORIENTAL?
Por tanto necesitamos construir un índice climático para el
Océano Pacífico nororiental que capte la variabilidad oceánica
y sus efectos sobre el ecosistema pelágico de la región sur de la
Corriente de California.
Desviación estandar
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En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
DESVIACIÓN ESTANDAR INTERANUAL DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA EN LA
REGION PACÍFICO NORTE
Época Cálida
Época Fría
(Desv. Est. en mb.)
(Desv. Est. en mb.)
(promedio 1981-2010)
(promedio 1981-2010)
JUNIO
DICIEMBRE
Alaska: 3,75
Baja Calif: 0,75
BAJA: 8
ALTA: 1
JULIO
ENERO
Alaska: 2,25
Baja Calif: 0,75
BAJA: 9
ALTA: 1
AGOSTO
FEBRERO
Alaska: 3,15
Baja Calif: 1,2
BAJA: 9
ALTA: 1,5
La diferencia de presión atmosférica entre
Alaska y Ensenada posee linearidad. Existe
una tendencia de presentar patrones con
signos contrarios y una marcada diferencia
entre las desviaciones estándar entre
épocas diferentes, ejemplo Época Cálida y
Fría.
http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.ncep.reanalysis.derived.html
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En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
DESVIACIÓN ESTANDAR INTERANUAL DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA EN LA
REGION PACÍFICO NORTE
Época Cálida
Época Fría
(Desv. Est. en mb.)
(Desv. Est. en mb.)
(promedio 1981-2010)
(promedio 1981-2010)
JUNIO
DICIEMBRE
Alaska: 3,75
Baja Calif: 0,75
Alaska: 8
Baja Calif: 1
JULIO
ENERO
Alaska: 2,25
Baja Calif: 0,75
Alaska: 9
Baja Calif: 1
AGOSTO
FEBRERO
Alaska: 3,15
Baja Calif: 1,2
Alaska: 9
Baja Calif: 1,5
La diferencia de presión atmosférica entre Alaska
y Ensenada posee linearidad. Existe una
tendencia de presentar patrones con signos
contrarios y una marcada diferencia entre las
desviaciones estándar entre épocas diferentes,
ejemplo Época Cálida y Fría.
http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.ncep.reanalysis.derived.html
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VELOCIDAD Y DIRECCIÓN DEL VIENTO MEDIO (PROMEDIO SEPT. 1999 – OCT. 2009)
SEGÚN SCATTEROMETER CLIMATOLOGY OF OCEAN WINDS (SCOW)
Risien, C.M., and D.B. Chelton, 2008: A Global Climatology of Surface Wind and Wind Stress Fields from Eight Years of QuikSCAT
Scatterometer Data. J. Phys. Oceanogr., 38, 2379-2413. En: http://cioss.coas.oregonstate.edu/scow/wind_speed_dir.html
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VELOCIDAD Y DIRECCIÓN DEL VIENTO MEDIO (PROMEDIO SEPT. 1999 – OCT. 2009)
SEGÚN SCATTEROMETER CLIMATOLOGY OF OCEAN WINDS (SCOW)
Risien, C.M., and D.B. Chelton, 2008: A Global Climatology of Surface Wind and Wind Stress Fields from Eight Years of QuikSCAT
Scatterometer Data. J. Phys. Oceanogr., 38, 2379-2413. En: http://cioss.coas.oregonstate.edu/scow/wind_speed_dir.html
Construcción…
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North Eastern Pacific Index
(NEPI)
CONSTRUCCIÓN
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ANCHORAGE, Ak.
Dic. 1953
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ANCHORAGE, Ak.
Dic. 1953
San Diego, Ca.
Dic. 1953
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NEPI =
Anom PA (BC) – Anom PA (A)
Desv. Estandar de la diferencia entre BC y A (*)
(*) basado en el período (1960-1989)
donde:
BC = Baja California
A = Anchorage
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r = 0.9792
r2 = 0.9590
1022
Datos SD Airport
1020
1018
1016
1014
1012
1010
1008
1004
1006
1008
1010
1012
1014
1016
Datos Presa Ensenada
Los datos representan las PA a nivel del mar entre marzo 1999 hasta diciembre del 2011.
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Anomalías
NEPI
+
-
PA (mb)
TSM
Alaska (-)
RÉGIMEN
FRÍO (<TºC)
Ensenada (+)
Alaska (+)
Ensenada (-)
RÉGIMEN
CÁLIDO (>TºC)
Serie de tiempo…
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North Eastern Pacific Index
(NEPI)
Serie de Tiempo
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Agosto 2013
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En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
Agosto 2013
Septiembre 2013
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NEPI y los índices climáticos más estudiados en el
Pacífico Norte: Southern Oscillation Index (SOI),
Pacific Decadal Oscillation (PDO) y North Pacific
Gyre Oscillation (NPGO).
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En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
El cambio temporal del índice del Pacífico
nororiental (NEPI), está aparentemente
correlacionado con los resultados de
fluctuaciones de largo período de variables
físicas y biogeoquímicas del océano, publicadas
en revistas internacionales . A continuación el
NEPI insertados en esas figuras.
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En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
a)
b)
Valores del NEPI (promedio móvil 18 meses) y la temperatura superficial del mar SST en:
a) Bodega Marine Lab (norte de San Francisco), b) Muelle de Scripps Institution of Oceanography
(San Diego, CA). Datos tomados de: http://www.sccoos.org/query/
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En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
TSM en las costas W de los continentes
Fréon y Barange, 2009. Preface. Eastern Boundary Upwelling Ecosystems: Integrative and comparative approaches.
Progress in Oceanography, 83, 1-14
Belkin, 2009. Rapid warming of Large Marine Ecosistem. Progress in Oceanography , 81 207-213pp.
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Valores del NEPI (promedio móvil 12 meses) y la temperatura superficial del mar SST
en la Línea 110 oceánica perteneciente a la red IMECOCAL.
Salinidad…
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a)
b)
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a)
b)
Relación NEPI (promedio móvil 18 meses) con la salinidad. a) Anomalías de salinidad promedio 10-50m en Línea P, (adaptado de
Crawford et al, 2007 Progress in Oceanography 75, 161-178, Fig, 8a). Línea P: http://www.pac.dfo-mpo.gc.ca/science/oceans/datadonnees/line-p/index-eng.htm, b) Anomalías de salinidad superficial en muelle de Scripps Institution of Oceanography (San Diego,
CA). Datos tomados de: http://www.sccoos.org/query/
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a)
b)
Relación NEPI (promedio móvil 18 meses) con la salinidad. a) Anomalías de salinidad promedio 10-50m en Línea P, (adaptado de
Crawford et al, 2007 Progress in Oceanography 75, 161-178, Fig, 8a). Línea P: http://www.pac.dfo-mpo.gc.ca/science/oceans/datadonnees/line-p/index-eng.htm, b) Anomalías de salinidad superficial en muelle de Scripps Institution of Oceanography (San Diego,
CA). Datos tomados de: http://www.sccoos.org/query/
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Mixed layer salinity anomaly off the Baja California Peninsula (IMECOCAL grid). Each symbol represents the average anomaly for each
cruise conducted. Data from the 2011 and 2012 surveys are plotted as solid symbols. The thick solid line indicates annual average.
Adapted from Bjorkstedt et al, 2012, CalCOFI Rep., Vol. 53, Fig. 10, page 50. Below NEPI from IMECOCAL period 1996-2012 (12 month
running mean).
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Auad…
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NEPI y las surgencias costeras de cinco
puntos de la geografía del Pacífico Norte:
San Francisco, CA; Santa Cruz, CA; Línea
107; Línea 120 y Línea 157, pertenecientes a
la red CalCOFI e IMECOCAL.
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NEPI, serie de 1984-2012 (promedio móvil 18 meses) y
las anomalías de las propiedades hidrográficas de la
isopicna de 26.4 (promedio de las estaciones
estándares de CalCOFI). a) oxígeno disuelto, b)
spiciness (densidad) y c) nitratos, (Adaptado de
Bjorkstedt et al, (2012); CalCOFI Rep., Vol. 53, pág.
52, figura 14).
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Above comparison of upper mixed-layer time-series of NO3 and Si(OH)4 concentration anomalies (lM) averaged along Line P
(from OSP to 128W) with climate indices (PDO and E–W wind anomalies). Below NEPI from 1960-2012 ,(18 months running mean).
Adapted from Peña & Varela, Progress in Oceanography, Vol. 77 (2007), Fig. 8, page 211.
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Valores mensuales desde septiembre del 2000 a septiembre del 2012 del MEI (Multivariate
ENSO Index), PDO, NPGO y NEPI. (Adaptado de Bjorkstedt et al, 2012; CalCOFI Rep., Vol. 53,
pág. 44, figura 3).
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Bjorkstedt, et al, 2011
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Bjorkstedt, et al, 2011
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Bjorkstedt, et al, 2011
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SE LES HACE UNA ATENTA INVITACIÓN A PONER A PRUEBA
EL NEPI CON OTRAS VARIABLES Y RESULTADOS
YA OBTENIDOS EN IMECOCAL
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Muchas Gracias.
Dr. Benigno Hernández-de la Torre. INECC. Departamento de Ordenamiento Ecológico Marino
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Muchas Gracias.
Dr. Benigno Hernández-de la Torre. INECC. Departamento de Ordenamiento Ecológico Marino
En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
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Espectros Cruzados
Transformadas wavelet
NEPI vs NPGO presenta altas energías en la banda cercana a los cuatro-cinco y diez
años
Dr. Benigno Hernández-de la Torre. INECC. Departamento de Ordenamiento Ecológico Marino
En: XX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología del Mar. Cabo San Lucas 1-4 Octubre, 2013
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