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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2897| Estudio numérico de la circulación y termodinámica estacional del Golfo de México Numerical study of the seasonal dynamics and thermodynamics in the Gulf of Mexico | |
| Jorge Zavala Hidalgo | |
| Jose Luis Ochoa De La Torre Alejandro Francisco Pares Sierra | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Circulación oceánica, Modelos matemáticos, Termodinámica, Temperatura oceánica, Ciencias del mar | |
| Se utiliza un modelo numérico de dos y media capas inhomogéneas para estudiar la dinámica y temperatura de las capas superficiales del Golfo de México. Es forzado con: flujos prescritos en el Canal de Yucatán y el Estrecho de Florida que producen la Corriente del Lazo (CL), vientos climatológicos y flujos superficiales de calor. Los remolinos que se desprenden de la CL (RCL) migran hacia el oeste afectando en forma sustancial la circulación en el oeste del golfo. Se acopló al modelo uno de capa mezclada del tipo de Niiler-Kraus y se implementaron flujos entre las capas activas. Dos características dominantes de la circulación en el oeste de golfo son la circulación ciclónica en la región oeste de la Bahía de Campeche (BC) y el giro anticiclónico del oeste del golfo (GAOG), parte del cual es la corriente occidental de frontera que fluye hacia el norte. Para entender esta circulación y su variabilidad, se realizaron varios experimentos numéricos incluyendo o excluyendo distintos forzamientos. Solo los forzamientos dinámicos son significativos para la circulación. La forma del GAOG, intensidad y variabilidad dependen de los forzamientos actuales; es más intenso cuando se incluye al esfuerzo del viento y tiene mayor variabilidad cuando se incluyen los remolinos de la Corriente del Lazo. La mayor parte de la variabilidad del grosor de las capas está asociada a la trayectoria de los RCL. La variabilidad asociada a la frecuencia estacional explica menos del 10% de la varianza. El rotacional positivo del esfuerzo del viento en la Bahía de Campeche es la principal contribución a la circulación ciclónica. Intrusiones de agua de la parte media del golfo en la BC están influenciadas por el esfuerzo del viento y los RCL; la corriente dominante hacia el sur, a lo largo de la frontera oeste de la bahía, es reforzada después de que un remolino choca con la frontera. Durante la primavera y el verano, dependiendo de la posición de los RCL, el agua de la parte media del golfo penetra al este de la BC. Se estudian los flujos de calor entre la atmósfera y la superficie del mar utilizando los datos climatológicos de la base Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set (COADS), fórmulas empíricas, estimaciones de la radiación mediante satélite y con la ayuda de la modelación numérica. Para los flujos superficiales de calor se obtuvo una media anual de 9.2 W m⁻². Este valor es más alto que el de estudios previos debido a que se utilizaron distintas fuentes de datos y de fórmulas empíricas. El modelo numérico con termodinámica es utilizado para estudiar la importancia relativa de la advección de calor y los flujos verticales asociados al aporte de agua de la capa intermedia a la superficial. Los resultados muestran que los flujos entre capas son importantes en el enfriamiento de invierno de las aguas superficiales. Cuando estos flujos, que dependen de la pérdida de flotación y de la inducción de energía cinética turbulenta a través de la superficie, no son incluidos en el modelo, las temperaturas de invierno permanecen más altas que las observadas y el error cuadrático medio es de 1.5˚C, mientras que al incluirlos decrece a 1.0˚C. A 2 ½ inhomogeneous-layers numerical model is used in this study. It is forced with: prescribed flows at the Yucatan and Florida Straits that produce the Loop Current (LC), climatological winds, and surface heat fluxes. Eddies (LCEs) detach from the LC and migrate westward affecting strongly the western gulf circulation. A Niiler-Kraus type mixed layer is embedded in the model and entrainment and detrainment are allowed between the active layers. Two dominant features of the western gulf circulation are the cyclonic gyre in the southwest region of Bay of Campeche (BC) and the Western Gulf Anticyclonic Gyre (WGAG), part of which is the northward flowing Western Boundary Current (WBC). In order to clarify the causes of their existence and variability, several numerical experiments were done turning on and off the different forcings. Only the mechanical forcings are significant for the circulation. The WGAG shape, strength and variability depend on existing forcings; it is stronger when the wind acts, and more variable when the LCEs are turned on. Most of the layers thickness variance is associated to the trajectory and frequency of LCEs. The global variability associated to the seasonal frequency explains less than 10% of the variance. The local positive wind stress curl in the BC is the main contributor of its cyclonic circulation. Intrusions from the middle gulf into the BC are influenced by the wind stress and the LCEs; a southward flowing western boundary current is reinforced after a LCE interacts with the western boundary. During spring and summer, depending on the position of the LCEs, water from the middle gulf penetrates into the eastern side of the BC. Heat fluxes between the atmosphere and the sea surface are computed using the COADS climatology, bulk formulae, radiation estimates from satellite measurements, and a numerical model. The surface heat flux estimate has an annual mean of 9.2 W m⁻². This value is higher than previous studies due to different bulk formulae and data sources. The numerical model with thermodynamics is used to study the relative importance of heat advection and entrainment on the sea surface temperature. Results indicate that the entrainment is important in the winter cooling of surface waters. When entrainment, which depends on the bouyancy loss and the wind induced turbulent kinetic energy, is not included, temperatures in winter stay higher than observations and its root mean square is 1.5˚C, including entrainment and detrainment it decreases to 1.0˚C. | |
| CICESE | |
| 1997 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Zavala Hidalgo, J. 1997.Estudio numérico de la circulación y termodinámica estacional del Golfo de México. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 102 pp. | |
| OCEANOGRAFÍA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Oceanografía Física |
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