Desarrollo de un modelo hidrodinámico numérico para simular la circulación oceánica

Abstract

"Considerando una aproximación semi-implícita de los términos de Coriolis, se propone una solución numérica de las ecuaciones de movimiento verticalmente integradas. Para probar el modelo numérico bidimensional, se llevaron a cabo varios experimentos para el cálculo de las corrientes residuales de Euler, Stokes y Lagrange en el Golfo de California. Para estimar la corriente residual de Lagrange, también se simularon trayectorias de partículas. Las componentes de marea aplicadas fueron M2, S2, K2, N2, K1, P1 y O1. En las mareas vivas, se producen fuertes velocidades de marea en la mitad norte del golfo. En esta región de geometría compleja, las profundidades cambian de unos pocos metros en la zona de la plataforma norte a más de 3000 metros en la parte sur. En la región del archipiélago, la presencia de islas altera la amplitud y la dirección de las corrientes de marea, estas producen un proceso de rectificación que se refleja en una circulación en el sentido de las agujas del reloj alrededor de la isla Tiburón en la corriente residual lagrangiana. El proceso de rectificación se explica por la superposición de las corrientes residuales de Euler y Stokes. Los patrones de corriente residual muestran varios giros ciclónicos y anticiclónicos en el norte del Golfo de California. Los experimentos numéricos individuales y en combinaciones de varios constituyentes de mareas revelaron una gran variabilidad de las trayectorias lagrangianas."

"Considering a semi-implicit approximation of the Coriolis terms, a numerical solution of the vertically integrated equations of motion is proposed. To test the twodimensional numerical model, several experiments for the calculation of Euler, Stokes and Lagrange residual currents in the Gulf of California were carried out. To estimate the Lagrangian residual current, trajectories of particles were also simulated. The applied tidal constituents were M2, S2, K2, N2, K1, P1 and O1. At spring tides, strong tidal velocities occur in the northern half of the gulf. In this region of complex geometry, depths change from a few meter in the northern shelf zone to more than 3000 m in the southern part. In the archipelago region, the presence of islands alters amplitude and direction of tidal currents producing a rectification process which is reflected in a clockwise circulation around Tiburon Island in the Lagrangian residual current. The recti fication process is explained by the superposition of the Euler and Stokes residual currents. Residual current patterns show several cyclonic and anticyclonic gyres in the Northern Gulf of California. Numerical experiments for individual and combinations of several tidal constituents revealed a large variability of Lagrangian trajectories."