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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1194| Fuentes de energía y características de la variabilidad de mesoescala en el Mar Caribe Energy sources and characteristics of the mesoscale variability in the Caribbean sea | |
| Julien Jouanno | |
| JULIO SHEINBAUM PARDO | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Remolinos,Mesoescala,Modelación numérica,Mar Caribe | |
| La variabilidad en el mar del Caribe se investiga con un modelo de circulación generalde alta resolución (1/15˚ ). Por primera vez en esta región, las simulaciones fueronrealizadas con mallas anidadas que interactúan en ambos sentidos, basada en el modeloOcéan Parallélisé (OPA). Se destacan diferencias dinámicas importantes entre las differentesCuencas del Mar Caribe y se modifica la visión que la dinámica del Mar Caribe eshomogénea. El diagnóstico de las salidas del modelo demuestra que :1) El ancho, la profundidad y la fuerza de los remolinos baroclínicos aumentan haciael oeste de las Antillas Menores hasta la Cuenca de Colombia, consistente con datos dealtimetría. La variabilidad en la Cuenca de Caimán (que presenta también un crecimientohacia el oeste a partir del Canal de Chibcha), aunque influenciada por la circulación enla Cuenca de Colombia, es más profunda y menos energética que la variabilidad en lascuencas de Colombia/Venezuela. La frecuencia dominante de la variabilidad en el marCaribe, varía hacia el oeste, de aproximadamente 50 días⁻¹ cerca de las Antillas Menoreshasta 100 días⁻¹ en la Cuenca de Caimán. Este cambio esta associado con el crecimientoy la fusión de remolinos.2) La mayoría de los grandes remolinos del Caribe se originan en la Cuenca deVenezuela por inestabilidad barotrópica y baroclínica de un flujo intenso formado conaguas que provienen principalmente del retorno superficial de la circulación termohalinaque converjen y se aceleran a través del Paso de Granada. El corte vertical de este flujose incrementa debido a una subcorriente que fluye a lo largo de la costa sudamericanaentre 100 y 250 m de profundidad. Remolinos someros (con profundidad de menos de200 m) se forman en la vecindad del Paso de Grenada por la inestabilidad de este flujoy se vuelven rápidamente más profundos (mas de 1000 m) y más fuertes debido a suinteracción con el flujo profundo del Giro Subtropical que entra por los pasos al nortede Santa Lucía. Estas dos contribuciones principales se combinan para formar la CorrienteSur del Caribe. La inestabilidad baroclínica de esta corriente es responsable delcrecimiento hacia el oeste de los remolinos. 3) La inestabilidad barotrópica contribuye de manera importante al crecimiento delos remolinos en regiones donde las corrientes son profundas (más de 500 m) y presentanun fuerte corte horizontal de velocidad, como la Corriente del Caíman o la CorrienteNorte del Caribe. Esta última corriente, formada por una fracción del Giro Subtropicalque entra al norte de la Isla Guadalupe, fluye a lo largo de las Antillas Mayores y secombina con la Corriente Sur del Caribe alrededor de 78˚W − 15˚N. Ciclones se formanen el corte ciclónico de esta corriente pero se disipan rápidamente o son absorbidos porlos anticiclones grandes que vienen del sur de la Cuenca.4) El papel de los anillos de la Corriente Norte de Brasil (NBC) consiste principalmenteen actuar como perturbación finita para la inestabilidad del flujo medio. Los anilloscerca de las Antillas Menores son omnipresentes y parecen dar lugar a la mayor´ıa de losremolinos del Caribe. Sin embargo, se ve en el modelo la formación de grandes remolinosen el Caribe, sin una influencia cercana de algún anillo de la NBC. La comparación devarias simulaciones demuestra que la presencia o la ausencia de los anillos del NBC nomodifica substancialmente la energía cinética turbulenta o la población de remolinos enel Caribe.5) Dos máximos de energía cinética turbulenta ocurren en la Cuenca de Colombiadurante el año que tienen origenes distintos. Uno occure durante Septiembre-Noviembrey tiene un relación muy clara con el desprendimiento de anillos de la NBC más energéticosdurante el invierno anterior. A través de las Antillas Menores, estos anillos dan lugar aremolinos del Caribe más energéticos, aunque quizás de una manera indirecta. El segundomáximo ocurre en Marzo-Abril. Los resultados indican que este máximo esta producidolocalmente debido a una fuerte liberación de energía potencial disponible en la CorrienteSur del Caribe, via un proceso de inestabilidad baroclínica. The variability in the Caribbean Sea is investigated using high resolution (1/15o) generalcirculation model experiments. For the first time in this region, simulations were carriedout with a 2-way nested configuration of the Océan Parallélisé (OPA) primitive equationmodel. This numerical study highlights strong dynamical differences among basinsand modifies the view that dynamics are quite homogeneous over the whole CaribbeanBasin. Diagnostics of model outputs show that:1) Width, depth and strength of baroclinic eddies increase westward from the LesserAntilles to the Colombia Basin, consistent with altimetry data. Although influencedby the circulation in the Colombia Basin, the variability in the Cayman Basin (whichalso presents a westward growth from the Chibcha Channel) is deeper and less energeticthan the variability in the Colombia/Venezuela Basins. Main frequency peaks for themesoscale variability present a westward shift, from roughly 50 days⁻¹ near the LesserAntilles to 100 days⁻¹ in the Cayman Basin, which is associated with growth and mergingof eddies.2) Most of the large Caribbean eddies originate in the Venezuela Basin by mixedbarotropic-baroclinic instability of an intense jet, formed with waters mostly from thesurface return flow of the Meridional Overturning Circulation (North Equatorial Currentand Guyana Current) which converge and accelerate through the Grenada Passage. Thevertical shear of this inflow is enhanced by an eastward undercurrent, which flows alongthe south American Coast between 100 and 250 m depth. Shallow eddies (less than200 m depth) formed in the vicinity of the Grenada Passage by instability of the inflowget rapidly deeper (down to 1000 m depth) and stronger by their interaction with thedeep interior flow of the Subtropical Gyre, which enters through passages north of StLucia. These two main eastern Caribbean inflows merge and form the southern CaribbeanCurrent, whose baroclinic instability is responsible for the westward strengthening of theeddies. The Quasi Geostrophic Potential Vorticity field, whose meridional gradients areenhanced near the Lesser Antilles, is homogenized along the path of the main current, suggesting that the Caribbean eddies play a strong role in mixing Southern waters withSubtropical Gyre waters.3) Barotropic instability is an important contribution to the growth of the eddies inregions where mean currents are deep and present a strong horizontal shear (down to500 m depth), such as the Cayman Current or the northern Caribbean Current. Thislatter, formed by a fraction of the Subtropical Gyre which enters north of Guadeloupe,flows along the southern boundary of the Greater Antilles and merges with the southernCaribbean Current near 78˚W − 15˚N. Cyclones are formed on its cyclonic shear butappears to be rapidly dissipated or absorbed by the large anticyclones coming from thesouthern Caribbean.4) The role of the North Brazil Current (NBC) rings is mostly to act as a finiteperturbation for the instability of the mean flow. Their presence near the Lesser Antillesis ubiquitous and they give rise to most of the Caribbean eddies. But large Caribbeaneddies also form without a close influence of any ring, and comparison between simulationsshows that mean eddy kinetic energy and eddy population in the Caribbean Sea are notsubstantially different in absence or presence of NBC rings.5) Two maxima of eddy kinetic energy occur in the Colombia Basin during the year.They have distinct origins. There is one during September-November which has a clearlink with the shedding of more energetic NBC rings during winter of the year before,energetic incoming rings giving rise to energetic Caribbean eddies, albeit perhaps inan indirect manner. The second maximum occurs in March-April with no evidence ofadvection from eastern regions. Results indicate that this maximum is produced locallyby a strong release of available potential energy of the main Caribbean Current throughbaroclinic instability. | |
| CICESE | |
| 2007 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Jouanno, J.2007.Fuentes de energía y características de la variabilidad de mesoescala en el Mar Caribe. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 157 pp. | |
| OCEANOGRAFÍA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Oceanografía Física |
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