Investigadores de la Academia China de Ciencias combinaron imágenes satelitales y ecuaciones físicas para anticipar el desplazamiento de ondas internas en el mar de Sulu, reduciendo un 70,4 % el error de predicción de su tiempo de propagación.
Redacción: Redacción Noticias de la Tierra
Editor: Eduardo Schmitz
Un equipo de científicos del Instituto de Oceanología de la Academia China de Ciencias ha desarrollado un nuevo sistema para predecir el movimiento de las ondas internas del océano en el mar de Sulu, situado en el suroeste de Filipinas. La investigación permite calcular con mayor precisión cuándo llegarán estas perturbaciones a diferentes zonas marinas y dónde se encontrarán sus crestas, incluso cuando se originan simultáneamente en distintas regiones.
El estudio, publicado el 19 de octubre de 2026 en la revista IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing y difundido por la Academia China de Ciencias el 3 de noviembre, presenta un modelo que integra observaciones satelitales, información de las mareas y principios físicos de propagación de ondas.
Durante las pruebas independientes, el sistema redujo el error cuadrático medio del tiempo de propagación de 4,66 a 1,38 horas, una mejora del 70,4 % respecto a un método convencional que considera una única región generadora.
El avance es relevante para la oceanografía porque las ondas internas transportan energía a través de las profundidades marinas, pueden generar corrientes intensas y contribuyen a mezclar masas de agua con diferentes temperaturas y salinidades.
Las olas que se desplazan bajo la superficie del océano
Las ondas internas son movimientos que se propagan dentro del océano, principalmente a lo largo de las zonas donde entran en contacto capas de agua con distintas densidades.
Estas diferencias de densidad están relacionadas con factores como la temperatura y la salinidad. Cuando las capas son perturbadas por las mareas, las corrientes o la interacción del agua con el relieve submarino, pueden formarse ondulaciones que avanzan a grandes distancias.
A diferencia de las olas superficiales producidas principalmente por el viento, las ondas internas pueden desarrollarse a decenas o cientos de metros de profundidad sin generar una elevación equivalente en la superficie marina.
Sin embargo, su presencia puede modificar las corrientes y producir señales detectables desde el espacio, especialmente cuando alteran la rugosidad de la superficie oceánica.
La observación satelital de estos fenómenos ha permitido identificar grandes ondas internas que se desplazan por las profundidades del océano Pacífico, mostrando que una superficie aparentemente tranquila puede ocultar movimientos de considerable energía.
En el mar de Sulu, estas ondas presentan un comportamiento particularmente complejo debido a la distribución de islas, estrechos y elevaciones submarinas que condicionan su formación y trayectoria.
El mar de Sulu presenta múltiples puntos de generación
Uno de los principales problemas para predecir las ondas internas en esta región era la dificultad de identificar correctamente sus lugares de origen.
Los modelos tradicionales suelen representar el fenómeno mediante una fuente principal de generación. Ese planteamiento puede funcionar en zonas relativamente sencillas, pero resulta insuficiente cuando las ondas proceden de distintos sectores y sus trayectorias se superponen.
El mar de Sulu constituye un ejemplo de esa complejidad. Su circulación está influida por las mareas, la configuración de los pasos entre islas y las irregularidades del fondo oceánico.
Para representar mejor estas condiciones, el equipo dirigido por el profesor Xiaofeng Li examinó observaciones satelitales acumuladas durante varios años y las relacionó con información sobre las mareas y la propagación de las ondas.
Los investigadores identificaron una configuración compuesta por cinco fuentes puntuales y una fuente lineal, distribuidas principalmente entre los sectores suroccidental y nororiental del mar.
Las cinco fuentes puntuales se sitúan cerca de Pearl Bank y de sistemas de umbrales y bajos submarinos próximos, mientras que la fuente lineal representa una región generadora del noreste.
Esta distribución permitió reproducir de manera más realista los patrones observados en las imágenes satelitales.
Más de dos décadas de imágenes permitieron reconstruir las trayectorias
La investigación utilizó observaciones ópticas de los satélites Terra, Aqua y Suomi NPP obtenidas entre 2002 y 2022.
Estos registros permitieron identificar la posición de las crestas de las ondas internas, estudiar sus patrones espaciales y estimar sus velocidades de desplazamiento.
El equipo examinó 142 pares de imágenes que permitían seguir la evolución de las estructuras entre observaciones sucesivas.
A partir de esos datos, calculó una velocidad media de propagación de aproximadamente 2,05 metros por segundo, con una dirección predominante hacia el noroeste.
Los resultados también mostraron que las ondas no se comportaban como si procedieran de un único punto. Sus formas y recorridos reflejaban la influencia de varias regiones generadoras.
La utilización de imágenes orbitales para reconstruir movimientos oceánicos forma parte de una transformación más amplia de la investigación marina. Las misiones satelitales han permitido estudiar la circulación oceánica y las estructuras que transportan energía y nutrientes con una cobertura espacial difícil de conseguir mediante observaciones realizadas exclusivamente desde barcos.
Sin embargo, las imágenes satelitales también presentan limitaciones. Las condiciones atmosféricas, la disponibilidad de observaciones y las características de los sensores pueden dificultar el seguimiento continuo de las ondas.
Por esa razón, los científicos buscaron combinar la información observada con un modelo físico capaz de mantener la continuidad de las predicciones entre las distintas mediciones.
Un sistema que combina física oceánica y datos satelitales
El nuevo método recibe el nombre de MESRF, por sus siglas en inglés, y combina una formulación de propagación basada en la ecuación eikonal con correcciones derivadas de las observaciones satelitales.
La ecuación eikonal permite describir cómo se desplazan los frentes de onda a través de un medio. En oceanografía, puede utilizarse para calcular trayectorias y tiempos de propagación cuando se conocen las características relevantes del entorno.
En el mar de Sulu, los investigadores adaptaron este planteamiento para representar varias regiones generadoras en lugar de una sola.
El sistema utiliza primero las relaciones físicas para estimar el movimiento general de las ondas. Posteriormente incorpora correcciones obtenidas a partir de las diferencias entre las posiciones calculadas y las registradas por los satélites.
Esta combinación permite ajustar las predicciones a las particularidades regionales sin depender exclusivamente de una sucesión continua de observaciones.
Para optimizar la distribución de las fuentes, el equipo también empleó un modelo de aprendizaje automático conocido como LightGBM.
La incorporación de técnicas computacionales a la oceanografía está permitiendo extraer información de conjuntos de datos cada vez más extensos. Un ejemplo relacionado es la reconstrucción de la circulación del Atlántico mediante inteligencia artificial y mediciones de flotadores Argo, aunque ese trabajo estudia procesos oceánicos distintos.
En el caso del mar de Sulu, el aprendizaje automático se utilizó como apoyo para identificar una configuración de fuentes compatible con las observaciones, mientras que la propagación de las ondas siguió estando guiada por ecuaciones físicas.
El error de predicción se redujo más del 70 %
Para evaluar el funcionamiento del sistema, los investigadores utilizaron un conjunto independiente de 92 imágenes ópticas obtenidas entre 2023 y 2026.
Esta separación entre los datos empleados para desarrollar el modelo y los utilizados para comprobarlo es importante porque permite evaluar su capacidad de predicción sobre observaciones que no formaron parte del ajuste inicial.
Los resultados mostraron que el error cuadrático medio del tiempo de propagación descendió hasta 1,38 horas.
El método convencional basado en una única fuente presentaba un error de 4,66 horas en la comparación realizada.
La reducción fue del 70,4 %, lo que indica una mejora sustancial en la representación de los desplazamientos de las ondas internas.
El modelo también obtuvo un error absoluto medio de 1,27 horas para el tiempo de llegada y de 9,05 kilómetros para la posición de las crestas.
Estas cifras permiten dimensionar tanto el avance como sus limitaciones. Aunque el sistema mejora los resultados anteriores, sus predicciones todavía presentan diferencias medibles respecto a las observaciones.
Por tanto, no debe interpretarse como un mecanismo capaz de determinar con exactitud absoluta el momento y el lugar donde aparecerá cada onda.
Las pruebas con radar confirmaron su utilidad con otros sensores
El equipo realizó una evaluación adicional utilizando imágenes obtenidas mediante radar de apertura sintética, conocido como SAR.
Este tipo de observación emplea señales de radar para estudiar características de la superficie terrestre y marina, y ofrece capacidades diferentes de las imágenes ópticas.
En esta segunda evaluación, el modelo obtuvo un error cuadrático medio del tiempo de propagación de 1,95 horas.
El error absoluto medio para la llegada de las ondas fue de 2,28 horas, mientras que el correspondiente a la posición de las crestas alcanzó 14,38 kilómetros.
Los resultados fueron menos precisos que los obtenidos con las imágenes ópticas, pero proporcionaron evidencia de que el método podía aplicarse a observaciones procedentes de sensores diferentes.
Esta característica es relevante porque los sistemas de vigilancia oceánica dependen de instrumentos con capacidades, frecuencias de observación y limitaciones distintas.
La integración de múltiples fuentes de información también constituye una prioridad para las redes internacionales de observación del océano, que combinan satélites, flotadores autónomos, boyas y otras plataformas de medición.
Por qué importa conocer la llegada de estas ondas
Las ondas internas desempeñan un papel importante en la distribución de energía dentro del océano.
Su propagación puede generar corrientes intensas y favorecer la mezcla entre capas de agua que presentan diferentes temperaturas, salinidades y densidades.
Estos procesos influyen en el transporte vertical de propiedades físicas y químicas del agua, por lo que resultan relevantes para comprender el funcionamiento de los ecosistemas marinos.
La mezcla oceánica también interviene en la distribución de nutrientes y en los intercambios de calor entre distintas profundidades.
Desde el punto de vista operativo, una mejor predicción de las ondas internas puede aportar información útil para actividades de navegación, investigación submarina e ingeniería marina.
Las corrientes asociadas con estos movimientos pueden afectar operaciones que requieren conocer las condiciones del agua a diferentes profundidades.
Sin embargo, el estudio no demuestra que el modelo ya se encuentre integrado en un sistema comercial de navegación o en una red oficial de alertas marítimas.
Su aportación consiste en desarrollar y evaluar una herramienta científica que podría servir de base para aplicaciones posteriores.
El método podría utilizarse en otros mares complejos
Los investigadores consideran que el enfoque desarrollado para el mar de Sulu podría extenderse a otras regiones donde las ondas internas se originan en múltiples lugares.
La principal innovación consiste en superar la representación simplificada de una sola fuente generadora mediante una configuración que incorpora distintos puntos de origen y sus respectivas trayectorias.
El método también permite combinar información histórica obtenida por satélite con relaciones físicas que describen la propagación de las ondas.
Esta estrategia podría resultar especialmente útil en mares marginales, estrechos y regiones insulares donde el relieve submarino modifica la circulación.
No obstante, su aplicación a otros lugares requeriría identificar las fuentes locales de generación, disponer de observaciones suficientes y comprobar nuevamente la precisión de las predicciones.
El estudio no establece que los parámetros utilizados en Filipinas puedan trasladarse sin modificaciones a cualquier océano.
Su valor reside en demostrar que la integración de múltiples fuentes, observaciones satelitales y modelos físicos permite representar mejor un fenómeno cuya complejidad había limitado los métodos anteriores.
Una herramienta para estudiar el movimiento oculto del océano
La investigación aporta nuevos datos sobre el comportamiento de las ondas internas en una de las regiones marinas donde estos fenómenos son especialmente activos.
El análisis de imágenes satelitales permitió establecer una velocidad media de propagación, identificar distintas regiones generadoras y construir un modelo capaz de anticipar las posiciones de las crestas y sus tiempos de llegada.
La reducción del error de predicción del 70,4 % constituye el resultado cuantitativo más destacado del trabajo.
Los científicos también demostraron que la herramienta mantiene capacidad predictiva cuando se evalúa con imágenes de radar, aunque con una precisión diferente de la obtenida mediante observaciones ópticas.
El desarrollo amplía las posibilidades de estudiar procesos oceánicos que no pueden observarse directamente desde la superficie y cuya evolución depende de la interacción entre las mareas, la estratificación del agua y el relieve submarino.
Para la oceanografía, representa un avance metodológico en la predicción de movimientos internos que contribuyen a transportar energía y modificar las condiciones físicas de las aguas profundas.
Fuentes referenciales:
Academia China de Ciencias — Scientists Develop Novel Model to Forecast Internal Solitary Waves from Multiple Sources in the Sulu Sea, 3 de noviembre de 2026
IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing — Satellite-Constrained and Physics-Guided Forecasting of Internal Solitary Waves From Multiple Generation Sources in the Sulu Sea, 19 de octubre de 2026
