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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1458| Estudio de la marea y circulación estacional en el Golfo de California mediante el uso de un modelo numérico de dos capas heterogéneas Study of the tidal and seasonal circulation in the Gulf of California using an heterogeneous two-layer model | |
| EMILIO JOSE BEIER | |
| PEDRO MIGUEL RIPA ALSINA | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Marea y circulación estacional, Golfo de California, Modelo numérico | |
| Las observaciones del nivel del mar en la frecuencia anual en el Golfo de California son reproducidas con un modelo bidimensional, lineal, de dos capas de las cuales la superficial es heterogénea. Los principales agentes forzantes por medio de los cuales se explica la variabilidad anual son el esfuerzo del viento y la acción del Océano Pacífico, que excita una onda interna en la boca del golfo. El calentamiento superficial tiene un efecto menor en la circulación anual. La respuesta del golfo es similar a la observada, es decir, una capa superficial muy energética, con circulación anticiclónica en verano y ciclónica en invierno comparada con una circulación débil y opuesta en la capa profunda. El flujo horizontal del calor modelado, transversalmente integrado, es similar al calculado con datos oceanográficos históricos. Los resultados de la modelación muestran que la variabilidad transversal al golfo es tan importante como la longitudinal. El patrón de circulación en la región norte del Golfo de California, que resulta de mediciones de boyas de deriva y observaciones hidrográficas es explicado utilizando los resultados de la simulación. La circulación superficial modelada en la región norte del Golfo de California consiste de un giro ciclónico de junio a octubre y de un giro anticiclónico de diciembre a abril. Las máximas velocidades superficiales ocurren en agosto y febrero con valores de 65 cm s⁻¹ y velocidades débiles y opuestas en la capa del fondo. Las velocidades en la señal anual en la región norte del Golfo de California son una combinación de movimientos barotrópicos y baroclínicos de similar intensidad acoplados por los cambios de la topografía. Con la versión no lineal del modelo se ha estudiado la dinámica estacionaria en el golfo asociada al balance total del calor. La circulación obtenida consiste de un flujo de agua caliente superficial hacia el Océano Pacífico y de un flujo de agua fría profunda de entrada al golfo. En el interior del golfo el agua profunda se incorpora a la capa superficial por procesos de mezcla, parametrizados con una velocidad de abordamiento. El agua de fondo que llega a la superficie enfría la capa superficial. En la superficie y a medida que abandona el golfo el agua se calienta desde la atmósfera, resultando en la boca un flujo neto de agua caliente hacia el Océano Pacífico. El flujo estacionario caliente de salida y frío de entrada explican los 18 TW de calor que anualmente el golfo exporta al Océano Pacífico. El abordamiento es producido en dos escalas temporales: los forzantes de la escala anual se produce principalmente en la cabeza del golfo, en la región de las grandes islas y en la costa continental, y el debido a la marea semidiurna, en la región de las grandes islas. La temperatura superficial modelada se compara favorablemente con las observaciones de la temperatura superficial transversalmente integrada. Los resultados del modelo explican también la asimetría temporal observada en el giro estacional de la región norte del Golfo de California, mostrando un período de circulación anticiclónica mayor que el de circulación ciclónica y con períodos de transición del orden de tres semanas. The observations of sea level in the annual scale in the Gulf of California are reproduced both in amplitude and phase with a horizontal two-dimensional linear two-layer heterogeneous model. The main forcing agents through which variability is explained are wind stress which generates an internal forced wave, and the action of the Pacific Ocean which excites an internal wave in the mouth of the gulf. Surface heating plays a secondary role. The response of the gulf is similar to that observed, i.e., an energetic upper layer compared to the bottom layer, with cyclonic circulation in summer and anticyclonic circulation in winter. The forcing in the mouth of the gulf produces a horizontal heat flux equal to that calculated with historical hydrographic data. The results of the simulation show that the annual variability across the gulf is an important as the longitudinal variability.The circulation pattern in the Northern Gulf of California based on drifting buoys and hydrographic observations can be explained using the results of the simulation and a set of simple versions of the linear model. The modeled surface circulation consists of a cyclonic gyre from June to October and an anticyclonic gyre from December to April. The maximum surface velocities occur in August and February respectively, with values of 65 cm s⁻¹ , and very low opposite velocities in the bottom layer. The velocities in the annual signal are a combination of barotropic and baroclinic movements, with similar intensities, coupled by topography effects. An non-linear two-layer heterogeneous model was used to study the stationary dynamic associated to the observed net heat balance in the gulf obtained from hydrographic historical data set. The circulation consists of an outgoing surface flux of warm water and an incoming deep flux of cold water. In the interior of the gulf the deep water is incorporated to the surface layer by mixing processes that in this work have been parametrized as an entrainment velocity. The bottom water that reaches the surface cools the surface layer. In the surface and while it leaves the gulf, the water warms up by the surface heat flux, thus resulting a net outgoing transport which together with the cold deep incoming flux explain the 18 TW of heat that the gulf exports in the annual average to the Pacific Ocean. The entrainment is produced in two time scales: the annual forcing agents and the semidiurnal tide. The entrainment resulting from the forcing agents in the annual scale occurs mainly in the head of the gulf, in the big islands region, and the continental coast. That produced by the semidiurnal tide occurs mainly in the narrows produced by the archipelago. The surface cooling produced at the two scales compares favorably to the observed transverse mean of surface temperature, which decreases towards the region of the big islands. The amplitude of the annual surface temperature increases towards the head with a relative maximum in the same area, and the phase is constant along the gulf. The results of the model also explain the observed asymmetry in the seasonal gyre of the Northern Gulf of California, showing a period of anticyclonic circulation longer than that of cyclonic circulation and with short transition period of the order of three weeks. | |
| CICESE | |
| 1999 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Beier Martin,E.J.1999.Estudio de la marea y circulación estacional en el Golfo de California mediante el uso de un modelo numérico de dos capas heterogéneas. Tesis de Doctorado en Ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada,Baja California.152 pp. | |
| OCEANOGRAFÍA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Oceanografía Física |
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