Hidrodinámica mareal y submareal de una laguna costera tropical
La oceanografía estuarina de diversas escalas ha avanzado considerablemente en lo que va del presente siglo. Este desarrollo se ha basado principalmente en investigaciones sobre cuerpos de agua costeros de latitudes medias. Sin embargo, los tropicales han sido poco estudiados tanto a escala mareal...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2015 |
| País: | México |
| Institución: | Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada |
| Repositorio: | Repositorio Institucional CICESE |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:cicese.repositorioinstitucional.mx:1007/1245 |
| Acceso en línea: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1245 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/Autor/Hidrodinámica info:eu-repo/classification/cti/1 info:eu-repo/classification/cti/25 info:eu-repo/classification/cti/2510 |
| Sumario: | La oceanografía estuarina de diversas escalas ha avanzado considerablemente en lo que va del presente siglo. Este desarrollo se ha basado principalmente en investigaciones sobre cuerpos de agua costeros de latitudes medias. Sin embargo, los tropicales han sido poco estudiados tanto a escala mareal como submareal, las típicas de la dinámica estuarina. Este trabajo examina la hidrodinámica de las lagunas costeras tropicales a estas escalas. La dinámica de propagación de la marea dentro de este tipo de cuerpos de agua, se analiza usando observaciones oceanográficas espaciotemporales y un modelo analítico de las ecuaciones de agua somera propuesto para un amplio espectro de sistemas alongados, pero sólo probado para casos de golfos y estuarios largos. La importancia relativa de las fuerzas que controlan la hidrodinámica submareal en una laguna tropical poco profunda, se determina usando las mismas observaciones oceanográficas, mediciones meteorológicas, y la aplicación de números adimensionales. Para ambos estudios se examinaron las variaciones durante 60 días de la elevación de la superficie del mar, de la temperatura y de la salinidad dentro de la laguna de Chelem, así como de los perfiles en el eje vertical de la velocidad en la boca del sistema. La laguna de Chelem es una laguna tropical ramificada que se localiza en la península de Yucatán en el Golfo de México. Las mareas fueron predominantemente diurnas, con una longitud de onda de por lo menos 20 veces más largas que la longitud del embalse. Las variaciones espaciales de la elevación de la superficie del mar y del transporte longitudinal en cada rama, fueron descritas por medio de la implementación de un modelo analítico lineal, y comparadas con las observaciones. La aplicación del modelo analítico en este cuerpo de agua evidenció lo versátil que es el modelo, ya que puede ser aplicado desde sistemas grandes (golfos), como fue concebido, hasta lagunas costeras tropicales, como en este trabajo. Los resultados mostraron que la laguna es altamente friccional, las componentes principales de la marea astronómica se atenuaron entre 30% y 40% hacia las cabezas del embalse derivado del balance entre el gradiente de presión y las fuerzas friccionales. Otra consecuencia de este balance fue el establecimiento de una oscilación catorcenal declinacional. El paso de una carretera sobre el sistema, estranguló el flujo natural de la laguna, y si bien la propagación de la señal diurna hacia la cabeza al Oeste de la cuenca, amortiguo la señal semidiurna. La carretera actuó como un filtro pasa-bajas, el cual es típico de sistemas estrangulados, el efecto filtrador de la carretera se consideró en el modelo por medio de la optimización del parámetro friccional. La hidrodinámica submareal en una laguna costera tropical determinada por la competencia entre: la marea, el esfuerzo del viento y el gradiente de densidad, se examinó en la laguna de Chelem. Las observaciones motivaron a realizar un análisis dimensional y la hidrodinámica a esta escala se asoció a la transición estacional de la época de secas a la de lluvias, ya que, en ésta se modificó el balance entre la evaporación, la precipitación y los aportes de agua subterránea, por lo que Chelem mostró una variación estacional y una espacial de densidad. Para diagnosticar la importancia relativa de las fuerzas que dominan la hidrodinámica submareal, el forzamiento por marea se comparó con el causado por el gradiente baroclínico longitudinal a través del número de Froude mareal (Fro ). El flujo residual fue controlado por la aceleración advectiva durante mareas vivas (Log(Fro)>>0) y por la baroclínicidad en mareas muertas (Log(Fro)<<0). Los valores máximos de Log(Fro) fueron cercanos al periodo catorcenal declinacional (13.6 días). Chelem tiene tres zonas: la del canal principal, la Este y la Oeste, éstas responden de forma diferente a la razón del esfuerzo por marea y el gradiente baroclínico longitudinal, el que a su vez dependió del ciclo de mareas vivas a muertas en cada zona y al aporte de agua subterránea que existe en éstas. Adicionalmente, el esfuerzo del viento se comparó con la baroclínicidad a través del número de Wedderburn y se propuso una combinación entre éste y el Froude mareal. |
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