Latin American Journal of Aquatic Research (Nov 2012)
MultiTaper Method-Singular Value Decomposition (MTM-SVD): variabilidad espacio-frecuencia de las fluctuaciones del nivel del mar en el Pacífico suroriental MultiTaper Method-Singular Value Decomposition (MTM-SVD): spatial-frequency variability of the sea level in the southeastern Pacific
Abstract
Se utilizan dieciocho anos de datos satelitales de nivel del mar y esfuerzo del viento, en la región del Pacifico suroriental, para mostrar las cualidades del Multitaper Method - Singular Value Decomposition (MTM-SVD) como método de análisis de múltiples series de tiempo distribuidas en extensas áreas del océano. Se realiza una exhaustiva revisión del MTM-SVD, propuesto inicialmente por Mann & Park (1999), y se implementan los algoritmos computacionales en MATLAB, para aprovechar las capacidades de despliegue gráfico de los resultados y facilitar su interpretación y análisis. El MTM-SVD permitió obtener una visión general de las principales frecuencias de variabilidad del nivel del mar, determinar la fracción de la varianza explicada para cada una de estas frecuencias en las distintas regiones de la zona de estudio y determinar sus patrones de oscilación, tanto estacionarios como de propagación. Dentro de las principales frecuencias de variabilidad se encuentra que la senal anual e interanual domina en forma significativa gran parte del registro del nivel del mar en el Pacifico suroriental. La senal anual está asociada a las fluctuaciones del esfuerzo del viento y a la propagación de ondas de Rossby. La senal interanual se encuentra fuertemente asociada a las fluctuaciones de El Niño y la Oscilación del Sur, que se extiende en la región mediante perturbaciones generadas en la costa, que posteriormente viajan hacia el oeste a una velocidad cercana a la velocidad teórica de propagación del primer modo baroclino de una onda de Rossby.Eighteen years of satellite data on sea level and wind stress in the southeastern Pacific region, were used to show the capabilities of Multitaper Method - Singular Value Decomposition (MTM-SVD) as a valuable method to analyze multiple time series distributed over a large area on the ocean. Here we performed a comprehensive review of the MTM-SVD method,that was first proposed by Mann & Park (1999), and also we done an implementation of the MTM-SVD algorithms in MATLAB (MAtrix LABoratory), in order to take advantage of the graphical capabilities that brings this computational language and make easier the result interpretation. The MTM-SVD allowed to obtain a regional view of the main frequencies of sea level variability, and showed the explained variance along the study area for each frequency. Besides, the method also shown the spatial oscillation patterns on each frequency, both stationary or propagation patterns. A significant annual and interannual variability appear dominate much of the sea level fluctuations in the southeastern Pacific. The annual signal was found associated with the wind stress and the propagation of a Rossby wave. The interannual signal was strongly observed associated with the El Niño and the Southern Oscillation. On these frequencies the sea level perturbations were generated on the coast, and then traveling westward at a speed close to the theoretical propagation of the first baroclinic mode of a Rossby wave.
