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Simulación del oleaje generado por el huracán Wilma en el Mar Caribe con el modelo numérico SWAN
Simulated Waves by SWAN model under Hurricane Wilma wind fields in the Caribbean Sea
Dennise Alejandra Castro Osuna
José Pedro Osuna Cañedo
FRANCISCO JAVIER OCAMPO TORRES
Acceso Abierto
Atribución
Ciencias del mar,Oleaje simulado,Modelo swan,Huracan Wilma,Espectros direccionales simulados
Se realizaron cinco experimentos numéricos con el modelo SWAN para simular el oleaje generadopor el huracán Wilma en el Mar Caribe durante el periodo del 16 al 25 de octubre de 2005. Losparámetros integrales del oleaje simulados fueron: altura significante Hs, periodo Tp y direcciónPkDir asociados al pico espectral, además de espectros en función de la frecuencia, espectrosdireccionales y los términos fuente involucrados en el balance de acción. Las primeras dossimulaciones numéricas fueron forzadas con los vientos del reanálisis NARR: la primera con laversión original del modelo y la segunda con un coeficiente de arrastre (Cd) limitado, y las otras doscon los vientos de HRD, una con la versión original y otra con el Cd limitado, las cuatrosimulaciones fueron en modo estacionario. Por último, se realizó una simulación en modo noestacionario con el Cd limitado y los vientos del NARR. Los resultados se compararon conmediciones in situ en dos puntos del área de estudio. Con los vientos del NARR y en modoestacionario se subestimaron las Hs con respecto a las medidas mientras que con el modo noestacionario las Hs fueron mejor simuladas mostrando un coeficiente de correlación alto, con losvientos de HRD las Hs simuladas presentaron los coeficientes de correlación más altos, en los dospuntos de comparación. El Tp mejor simulado durante la tormenta fue a partir de los experimentoscon vientos de HRD. La PkDir en las cinco simulaciones estuvo acertada durante la tormenta. Losespectros simulados durante la tormenta fueron unimodales y estrechos tanto en frecuencia como endirección. Los términos fuente que tuvieron efecto fueron: el suministro de energía por el viento, elrompimiento en aguas profundas, como fuente y sumidero de energía, respectivamente, y lasinteracciones no lineales como distribuidoras de la energía en las distintas frecuencias. Losespectros direccionales alrededor del ojo del huracán mostraron ser unimodales. Del lado derechocon respecto a la trayectoria del huracán se presentaron las Hs mayores y del lado izquierdo lasmenores. El modelo SWAN mostró la capacidad de reproducir la estructura espacial delcampo de alturas y direcciones del oleaje observadas en huracanes así como los parámetrosintegrales, aunque se recomienda seguir con el estudio de la simulación numérica delespectro direccional del oleaje generado por huracanes.
Five numerical experiments were made with the SWAN model to simulate waves generated byHurricane Wilma wind fields in the Caribbean Sea for the period from October 16th to 25th in2005. The results obtained were: wave parameters (significant wave height Hs, peak period Tp andpeak direction PkDir ), frequency and directional spectra and the source terms involved in theaction balance. Two simulations were forced by winds from NARR: the first one in the originalversion of the model and the second with a limitation in the drag coefficient (Cd), another twosimulations were made with HRD winds, one in original version and the other with Cd limited. Thefifth simulation was carried out in non stationary mode and a Cd limited with NARR winds. Theresults were compared with in situ data in two points of the study area. The Hs with NARR windsand stationary mode was underestimated while in non stationary mode were well predicted showinga high correlation coefficient, with HRD winds the simulated Hs showing the highest correlationcoefficient, in both points. The best simulated Tp during the hurricane was made by the experimentswith HRD winds. The PkDir in the five simulations were accurately predicted during the stormperiod. Simulated spectra during the hurricane were uni-modal and narrow both in frequency anddirection. The source terms that had an effect were the wind input and whitecapping as source andsink of energy, respectively, and the non-linear interactions as distributors of energy amongfrequencies. The directional spectra around the hurricane eye were uni-modal. In the right side ofthe hurricane, the highest Hs were found. The SWAN model showed the capacity to simulate thewave field structure and the integral parameters of wind waves observed in hurricanes, but it isrecommendable to continuing studying the numerical simulation of the directional spectrumgenerated by hurricanes. 
CICESE
2009
Tesis de maestría
Español
Castro Osuna, D. A.2009.Simulación del oleaje generado por el huracán Wilma en el Mar Caribe con el modelo numérico SWAN. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 71 pp.
OCEANOGRAFÍA
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