Modelado numérico tridimensional de la dinámica de marea M2 en la Bahía de Algeciras y el Estrecho de Gibraltar
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Three-dimensional numerical modeling of the M2 tidal dynamics in Algeciras Bay and the Strait of Gibraltar
Author/s
González Mejías, Carlos JoséDate
2014-06Department
Física AplicadaAbstract
Se ha desarrollado un modelo hidrodinámico tridimensional, no-lineal, baroclino y no-hidrostático capaz de reproducir los procesos principales ligados a la dinámica de marea M2 en el estrecho de Gibraltar y la bahía de Algeciras. La dinámica de marea M2 para el ambiente general del estrecho de Gibraltar muestra el conocido patrón estacionario con amplitudes en descenso desde el extremo occidental hacia el oriental, y una propagación en sentido sudoeste de la onda de marea, con un retardo asociado de una media hora entre ambos extremos del Estrecho. Las corrientes de marea M2 se muestran orientadas a lo largo del eje longitudinal del Estrecho, siguiendo en general las isobatas, y presentan amplitudes máximas sobre el área del umbral de Camarinal. Las características detalladas de la elevación de la marea M2 proporcionadas por el modelo en el dominio específico de la bahía de Algeciras muestran una situación bastante homogénea, con un ligero descenso de las amplitudes hacia la cabeza de la Bahía y un suave aumento de las fases en este sentido. El sistema de corrientes de marea M2 en el área general del Estrecho muestra un patrón predominantemente barotrópico, con una alta homogeneidad vertical en las amplitudes, fases e inclinaciones de las elipses de corriente, en consonancia con los perfiles experimentales disponibles. Sin embargo, la situación descrita para el ambiente concreto de la bahía de Algeciras muestra importantes diferencias, siendo el patrón de las corrientes de marea M2 mayoritariamente baroclino, merced de tres factores fundamentales que se dan en este dominio: su carácter de cuerpo de agua semicerrado, la fuerte estratificación de la columna de agua, y la presencia del profundo Cañón central que favorece el completo desarrollo de esta última. La consecuencia principal de todo ello es la existencia de un sistema de contra-corrientes de marea M2 entre las capas de agua atlántica (superior) y mediterránea (inferior), estando las corrientes de ambas capas en situación de antifase mutua, y en cuadratura con la elevación de la superficie y la profundidad de la interfaz. Ello implica unas tasas de intercambio hídrico entre la Bahía y el Estrecho unas veinte veces mayores que las que se esperarían desde un punto de vista barotrópico. El modelo hidrodinámico también se ha revelado capaz de simular la generación de ondas internas baroclinas de corto período sobre la zona del umbral de Camarinal, así como su propagación hacia ambos sentidos del Estrecho, reproduciendo los procesos de disgregación del frente de onda principal en trenes de menor longitud y período, y de difracción y refracción de acuerdo a la batimetría y a los contornos costeros. Se han podido reproducir los efectos de las ondas internas sobre la superficie del agua, permitiendo el análisis comparativo directo de su evolución espacio-temporal a partir de datos de mareógrafos, imágenes de radar de apertura sintética y fotografías tomadas desde el espacio. Los resultados del modelo muestran además la penetración de estos frentes de onda interna baroclina hacia el interior de la bahía de Algeciras, lo que se hace patente mediante el análisis espectral de los registros de elevación de la superficie libre, adquiridos mediante sensores de presión en las estaciones experimentales disponibles. Las simulaciones numéricas reproducen los procesos de resonancia ligados a la dinámica de marea M2 en el seno de la bahía de Algeciras, tanto para la componente barotrópica como baroclina. Por último, se han analizado los resultados del modelo desde una perspectiva de las tasas variación de energía potencial baroclina asociados a las ondas internas de corto período, estableciendo un mecanismo de discriminación entre la producción in situ y los flujos de transporte de energía, permitiendo identificar de forma preliminar posibles zonas de generación de ondas internas.
Subjects
Modelado numérico hidrodinámico; Dinámica de marea; Procesos baroclinos y ondas internas; Estrecho de GibraltarCollections
- Tesis [601]
- Tesis Fis. Ap. [19]