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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/4269| Efecto del oleaje en la transferencia de momento entre el océano y la atmósfera Effect of wind waves on the ocean-atmosphere momentum transfer | |
| CARLOS EDUARDO VILLARREAL OLAVARRIETA | |
| JOSE PEDRO OSUNA CAÑEDO FRANCISCO JAVIER OCAMPO TORRES | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Esfuerzo del viento, Dirección del esfuerzo del viento, Swell, Capa límite del oleaje Wind stress, Wind stress direction, Ocean swell, Wave boundary layer | |
| Predecir correctamente el esfuerzo del viento es de suma importancia pues es indispensable incorporarlo en los modelos numéricos para el pronóstico del estado del tiempo y del clima, y su influencia es decisiva en los procesos de interacción entre el océano y la atmósfera. El esfuerzo del viento se estima principalmente por medio de parametrizaciones del coeficiente de arrastre, que típicamente consideran que la dirección del esfuerzo del viento es igual a la del viento, aunque en realidad no siempre es así. Durante condiciones de viento débil a moderado y en presencia de oleaje que se propaga fuera de su zona de generación (swell ), estas parametrizaciones pueden generar un alto error en la estimación. En este estudio se estimó directamente el esfuerzo del viento a partir de las mediciones obtenidas de un anemómetro sónico con una tasa de muestreo de 100 Hz, instalado en una Boya Oceanográfica y de Meteorología Marina (BOMM). El estado del mar se caracterizó a través del espectro direccional del oleaje procesando la señal de un arreglo de seis alambres de capacitancia, los cuales midieron el nivel de la superficie libre con una tasa de muestreo de al menos 10 Hz. Las mediciones de velocidad del viento y nivel de la superficie libre fueron corregidas debido al movimiento de la BOMM utilizando una unidad de movimiento inercial, que registra la posición e inclinación de la BOMM con una tasa de muestreo de 100 Hz. Las componentes del esfuerzo del viento, la que es coherente con las olas y la que se asocia a la turbulencia, también fueron calculadas y analizadas. Se observó que durante condiciones de swell dominante que se propaga en la misma dirección que el viento, el esfuerzo del viento coherente con las olas tiene dirección opuesta al viento y al oleaje, la magnitud del esfuerzo del viento total es menor que en ausencia de swell. Durante condiciones de swell con viento en dirección opuesta, la capa límite de las olas se modifica y el swell produce un esfuerzo del viento coherente con las olas en la misma dirección que el viento, entonces la magnitud del esfuerzo del viento es mayor a la que se espera en ausencia de swell. La velocidad del viento, la celeridad de fase de las olas, la altura significante de las olas, y la dirección del swell relativa a la dirección del viento son variables indispensables para estimar correctamente el esfuerzo del viento en condiciones de swell dominante. De las mediciones obtenidas con la BOMM s... Correctly estimating the wind stress is of the utmost importance in models for climate studies, weather forecasting, and ocean-atmosphere interaction. Wind stress is mainly estimated using parameterizations of the drag coefficient, which typically consider the direction of wind stress aligned with the wind. However, this is not always the case. During light to moderate wind conditions and in the presence of swell, these parameterizations may lead to high estimation errors. In this study, the wind stress was directly estimated from measurements obtained from a sonic anemometer with a sampling rate of 100 Hz installed on a spar buoy. The sea state was characterized by estimating the wave directional spectrum by processing the signal from an array of six wave-staffs sensing the free surface level at a sampling rate of at least 10 Hz. The error in the wind speed and free surface level measurements caused by the buoy’s motion was corrected with data collected from an inertial motion unit, which records the position and inclination of the buoy with a sampling rate of 100 Hz. The wave-coherent and turbulent wind stress components were also estimated and analyzed. It was observed that during conditions of dominant swell traveling in the same direction as the wind, the wave-coherent wind stress travels in the opposite direction to the wind and waves, and the magnitude of the total wind stress is lower than in the absence of waves. During swell conditions traveling in the opposite direction to the wind, the wave boundary layer is modified, and the swell produces a wave-coherent wind stress in the same direction as the wind; the magnitude of the wind stress is more significant than expected in the bsence of swell. Wave age, significant wave height, and swell direction relative to the wind are essential to correctly estimating the wind stress under swell-dominant conditions. A set of empirical parameterizations was obtained from the data collected with the buoy to model each wind stress component. | |
| CICESE | |
| 2025 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Villarreal Olavarrieta, C.E. 2025. Efecto del oleaje en la transferencia de momento entre el océano y la atmósfera. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 103 pp. | |
| OCEANOGRAFÍA FÍSICA (VE R 5603 .04) | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Oceanografía Física |
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| tesis_Carlos Eduardo Villarreal Olavarrieta_2025.pdf | Descripción completa de la tesis | 20.19 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |