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Análisis Lagrangiano de la separación del remolino de la Corriente de Lazo
A Lagrangian approach to the Loop Current eddy separation
FERNANDO ANDRADE CANTO
JULIO SHEINBAUM PARDO
Acceso Abierto
Atribución
SSH,Remolinos,Corriente de Lazo,Dirección de estiramiento,Punto hiperbólico,Ciencias del mar
Determinar cómo y cuándo se separa el Remolino de la Corriente de Lazo (RCL) enel Golfo de México resulta complicado, ya que el remolino puede separarse y volverse aunir varias veces hasta que ocurre su separación final. Es común definir la separacióndel RCL utilizando campos Eulerianos, como la altura del nivel del mar. En este trabajose sugiere que un análisis de tipo Lagrangiano es más adecuado para determinar elmomento de separación del remolino. La idea básica es simple: la separación del RCLpuede definirse como el momento en que las partículas que viajan del lado ciclónicode la Corriente de Lazo se desvían hacia el Este dirigiéndose directamente al Estrechode Florida sin rodear al remolino. Las propiedades de los exponentes de tiempo finitode Lyapunov (FTLE, Finite Time Lyapunov Exponents, por sus siglas en inglés) seutilizan para estimar e identificar el “esqueleto” del flujo y las estructuras implicadasen los eventos de separación del remolino. Esto se lleva a cabo utilizando velocidadescalculadas por medio de un modelo numérico de circulación oceánica NEMO (Nucleusfor European Modelling of the Ocean). Ocho eventos de separación de RCLs se analizanmediante FTLEs definiendo además un índice “cuasi-Lagrangiano” que permitedeterminar con mayor precisión el momento de separación de los remolinos.Se realiza un análisis Lagrangiano con velocidades calculadas por geostrofía a partirde datos de altimetría. Se muestra de nuevo que el índice “cuasi-Lagrangiano” permiteestimar el momento en que el remolino se separa totalmente. Se utiliza además elconcepto de Núcleos Hiperbólicos Lagrangianos (NHL) para definir en forma puramenteLagrangiana el momento de separación de los remolinos. Los resultados sugieren quela ausencia del NCL asociado al remolino indica que éste se ha separado.Utilizando la misma metodología se analizan dos eventos de separación de RCLs usandovelocidades del modelo NEMO a diferentes profundidades. Los resultados muestranque a profundidades mayores las partículas dejan de rodear al remolino antes queen la superficie, lo que sugiere que el proceso de separación inicia probablemente en lascapas más profundas.
Determining when and how a Loop Current eddy (LCE) in the Gulf of Mexico willseparate is a difficult task, since several detachment re-attachment processes can occurduring one of these events. Separation is usually defined based on snapshots of Eulerianfields such as sea surface height (SSH) but here we suggest that a Lagrangian view ofthe LCE separation process is more appropriate and objective. The basic idea is verysimple: separation should be defined whenever water particles from the cyclonic side ofthe Loop Current move swiftly from the Yucatan Peninsula to the Florida Straits insteadof penetrating into the NE Gulf of Mexico. The properties of backward-time finitetime Lyapunov exponents (FTLE) computed from a ocean circulation numerical modelNEMO (Nucleus for European Modelling of the Ocean). of the Gulf of Mexico andCaribbean Sea are used to estimate the “skeleton” of flow and the structures involvedin LCE detachment events. An Eulerian metric is defined, based on the slope of thestrain direction of the instantaneous hyperbolic point of the Loop Current anticyclonethat provides useful information to forecast final LCE detachments.An Lagrangian analysis is performed using geostrophy velocities computed fromaltimetry data. It shows again that the “quasi-Lagrangian” index estimate the timewhen the eddie is completely separated. It also uses the recent concept of hyperboliccore to define in a purely Lagrangian separation. The results suggest that the absenceof hyperbolic core indicates that the eddie is totally separated.Finally, using the same methodology we analyze two RCL separation events usingvelocities at different depths, which are computed from the model NEMO. The resultsshow that in deepest particles cease to surround the eddie before the surface, suggestingthat the separation process begins probably in the deeper layers. 
CICESE
2013
Tesis de doctorado
Español
Andrade Canto, F.2013.Análisis Lagrangiano de la separación del remolino de la Corriente de Lazo. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 83 pp.
OCEANOGRAFÍA
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