[EN] Heat, moisture, gas, and momentum exchanges at the oceanic and atmospheric interface modulate, inter alia, the Earth’s heat and carbon budgets, global circulation, and dynamical modes. Sea surface winds are fundamental to these exchanges and, as such, play a major role in the evolution and dynamics of the Earth’s climate. For ocean and atmospheric modeling purposes, and for their coupling, accurate sea-surface winds are therefore crucial to properly estimate these turbulent fluxes. Over the last decades, as numerical models became more sophisticated, the requirements for higher temporal and spatial resolution ocean forcing products grew. Sea surface winds from numerical weather prediction (NWP) models provide a convenient temporal and spatial coverage to force ocean models, and for that they are extensively used, e.g., the European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF) latest reanalysis, ERA5, with ubiquitous hourly estimates of sea-surface wind available globally on a 30-km spatial grid. However, local systematic errors have been reported in global NWP fields using collocated scatterometer observations as reference. These rather persistent errors are associated with physical processes that are absent or misrepresented by the NWP models, e.g., strong current effects like the Western Boundary Current Systems (highly stationary), wind effects associated with the oceanic mesoscale (sea surface temperature gradients), coastal effects (land see breezes, katabatic winds), Planetary Boundary Layer parameterization errors, and large-scale circulation effects, such as those associated with moist convection areas. In contrast, the ocean surface vector wind or wind stress derived from scatterometers, although intrinsically limited by temporal and spatial sampling, exhibits considerable spatial detail and accuracy. The latter has an effective resolution of 25 km while that of NWP models is of 150 km. Consequently, the biases between the two mostly represent the physical processes unresolved by NWP models. [...]

[ES] Los vientos de la superficie del mar son fundamentales para estimar los flujos de calor y momento en la interfaz oceánica-atmosfera, ocupando un papel importante en la evolución y la dinámica del clima del planeta. Por tanto, en modelación (oceánica y atmosférica), vientos de calidad son cruciales para estimar adecuadamente estos flujos turbulentos. Vientos de la superficie del mar de salidas de modelos de predicción numérica del tiempo (NWP) proporcionan una cobertura temporal y espacial conveniente para forzar los modelos oceánicos, y todavía se utilizan ampliamente. Sin embargo, se han documentado errores sistemáticos locales en campos de NWP globales utilizando observaciones de dispersómetros co-ubicados como referencia (asociados con procesos físicos que ausentes o mal representados por los modelos). Al contrario, el viento de la superficie del mar derivado de los dispersómetros, aunque intrínsecamente limitado por el muestreo temporal y espacial, presenta una precisión y un detalle espacial considerables. Consecuentemente, los sesgos entre los dos representan principalmente los procesos físicos no resueltos por los modelos NWP. En esta tesis, se crea un producto de forzamiento del viento en la superficie del océano de alta resolución, el ERAú. ERAú se genera con una corrección media basada en diferencias geolocalizadas entre dispersometro y modelo, aplicadas por separado a dos reanálisis diferentes, el ERA-interim (ERAi) y el ERA5. Varias configuraciones de ERAú utilizando datos de dispersómetros complementarios acumulados en diferentes ventanas temporales (TW) se generan y validan frente a datos de viento independientes, a través de análisis estadísticos y espectrales de estructuras espaciales. El método corrige con éxito los sesgos del vector de viento local de la reanálisis. [...]

Memoria de tesis doctoral presentada por Ana Trindade para obtener el título de Doctora en Física por la Universitat de Barcelona (UB), realizada bajo la dirección del Dr. Marcos Portabella del Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) y del Dr. Ad Stoffelen del Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI).-- 199 pages

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