ondas y remolinos de mesoescala en el sistema de...
Post on 01-Oct-2018
220 Views
Preview:
TRANSCRIPT
S. Hormazábal, M. Correa, F. Gómez, V. Combes, E. DiLorenzo
Escuela de Ciencias del MarPontificia Universidad Católica de Valparaíso
School of Earth and Atmospheric Sciences, OSUGeorgia Institute of Technology
e-mail: sam@dgeo.udec.cl
Ondas y Remolinos de Mesoescala en el Sistema de Corrientes de Chile-Perú:
Algunas Implicaciones Biológicas
Variabilidad de las Corrientes sobre el Talud
" ,
.) ]: b) ) O'
IOOS OSM '"~ , @ J _m~ .. -,
JO Currenllrom CSM
220m
~ ,-• 1.-, ~
I( lt • • • • ~ I ~ P
31
,,. 7)' ,,. 71 '
JO'
40'
.aSm
I~!'~~~~~ ~ ~ ~~~~~~4~.,.I~~
750 m
~f"w~if4w 20 cm s ·'
T I iI i ii ii ¡ji , ii j I ii ii ii ii f ii i i " ii j ii i I ii '1TlTfT""'" ~ "' ITif ~ii~'l'i i~' ~"IT' ITiI ITiI ."nii~"~"T"ITiiIT' 1", rrrril ii
1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Espectro de Wavelet
Variabilidad Intraestacional (30-90 días)
Fuerte incremento de la energía durante el Niño 1991-92 y 1997-98. - núcleo de ~50 días (1991-92)- núcleo de ~70 y 40 días (1997-98)
Periodos Estacionales y Mayores
La PCU es fuertemente modulada sobre los ciclos El Niño La Niña-Fuerte variabilidad semianaul durante El Niño-Variabilidad anual dominante durante La Niña
Angulo de Fase: Nivel del Mar v/s Corrientes
Desde la solución general para ondasKelvin, el flujo a lo largo de la costa esta dado por
donde g es la gravedad, es el desplazamiento de la superficie del mar y c es la velocidad de una onda de gravedad larga.
Desde la solución general para ondas de Rossby, el flujo en la costa esta dado por
donde f es el parámetro de Coriolis y es el gradiente latitudinal de f.
v=− gc η vx=0= − f 2
β c2g
�f �∂η∂ t
Forzamiento de Periodos Intraestacionales
La variabilidad intraestacional,particularmente durante verano y eventosEl Niño, llega a través del océano comoCTW’s libres, forzadas por ondas Kelvinecuatoriales originadas por el viento en elPacífico ecuatorial
Al sur de los 20°S, parte de la variabilidad intraestacional oceánica es forzada por los vientos locales asociados con las teleconexiones atmosféricas
Forzamiento remoto de periodos estacionales y mayores
De la solución general para ondas de Rossby, el flujo alo largo de la costa, en la costa, esta dado por:
donde n indica el modo considerado.
Periodos calidos, razon de rms 0.78 y r=0.56 (r=0.9 para rezago de 27 días)Periodos fríos, r = 0.14
vn, x=0=−f 2
β c n2
g�f �
∂ ηn
∂ t
Ondas Kelvin y Ondas Rossby
Onda Kelvinecuatorial
Onda atrapadaa la costa
Onda atrapada a la coasta
Onda de Rossby ecuatorial
Onda de Rossby de latitudes medias
Onda de Rossby de latitudes medias
Variabilidad de la TSM
Hormazábal et al., JGR 2001
- 50m r L
Sea SUrface Temperaure March-06-1991
1~ 18 11 19 IG W 21 n n ~
_ _ _ _ _ _ _ _ CJ.
Temperature (OC)
E z
o x
E ~
0 .15 (a)
0.10
0.05 ...............................
........ AJongshore wind stress - Adjusted sea leve!
..•.. "
10
5
" O 3
-5
O ~----------------------------------------~ IO
10 - (b)
5
O
E
Isotherm orea - 19' C - IS' C - dc -ló' C
5 10 15 20 25 1 5 FEBRUAR Y
1991
0.15 (e)
0.10
lO 15 20 25 30 M A RC H
Alongshore wind stress Adjusted sea level
zO.05
............................. ..........
O
lO (d)
o x 5
E ~
O 5 10 15 20 25
FEBRUARY 1992
lsotherm orea - 21'C - 20' C -19' C
5 10 15 20 25 30
MARCH
40
30
o 203
10
O
Variabilidad de la Termoclina
~_";é/"A~~'-~~--''--''
-~ m l~_ -+ tf'\~~
40 -
30
20
- 10
2 O
10
-20
-3(1
al
I • l
1995 1996 1997
- Mea _ Antotogctta
19%
20
30
I '8 40
" 1" ~ 50
60
70
E F M A M J J
13 14 15 16 17 Temperatura e
1 1~llt'II~'lr·ll'~I\~I¡~IIW ""1l11~1Ii~¡(t/'11 ""III~l"II'~lrll'I'l~'-'III'''lII!"ICllllll~r """,,[ ,
~
E F M A M J J
Variabilidad de la Clorofila en laZona Norte de Chile
(/) - 5 (/)~ Q) E 4 ~ - z (/)
-
~ " 1\
l' f\
- I r1 -e N 3 e' ._ o S ~ 2
- I ( V V r J - V V V V V V
- 0.03 C'l
E 0.02 " Cl .s 0.01
'" O
'" -á -0.01 o
" (; -0 .02 -.c Ü -0.03
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
"
ENSO, Surgencia Costera, Clorofila y Anchoveta
Hormazábal et al., en Preparación
3
Ü 2 ... 1 ... M O O
'O -1 Z -2
-3
¡j¡N-5
~ ' E 4 ;; Z
c¡¡¡,-:=> ............... c:..==~~· · ······· ·~······;; ·····II···· ..
~ 'f.'~~ ";. __ ' ¿ ,··" .•. ··········· .. ··7··")
-+ -SOm
"N 3 o' ._ o >; - 2
O
., E O~ 50 Na.
~~ BE 100 ro " ~ ID 0-5 wo
.~ 150
O
~E 50 0-~~
ga. «~ 100
0.08 " il 0.04
,J!! o ~ O
" o 8 -0.04
-0.08 1996
", .. V
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
-3
-2
-1
O
1
2
3
150
200
250
300
350
o '"
oS :;¡--"E ¡;o;' ID , :6 .2" .ª ..2-~:g
'" ~
0.03 M""""
0.02 E O>
0.01 .s ~
O "5-·0.01 ~
c.
- -0.02 ~ .Q
-0.03 ~
ü
Variabilidad de la Clorofila en laZona Centro-Sur de Chile
E Ol E
5
4
3
2
1
'. u
" .... ••
- Clorofila - TZE -0.6
-0.4
-0.2
~--~~~L-~.-~~~~~~~~~H-~~~~-#--~'»~ O
0 .2
0.4
0 .6
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
rJ)
"" E
ENSO, Surgencia Costera, Clorofila y Reclutamiento de Sardina
Gómez et al., 2011
a} 6 R2: 0.96 ----5 o
-0 .6 a} - ZET --- - - Onset Niño 3 .4 -3 -w '5,. -8 ~ -2 " ", ~--0.4 " ~ ü o
w -4 -1 "- 3 N , >- .... / .s -O. • • o '" O M E .... o 2 --- o
" w 4 " 1 Z 2 J • N O '" C'<L (mg ",.') ;¡ 2 8 w
" b) 6 0 .2 O 3 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 0 1 02 03 04 5 o o
o
5 b) 500 a: • 00 - CHL log(R) 6 0°
M- 4 250 aJ-3 o
E I'y' 5_ ~
R' • es. 100
" 62
C> 3 2 .s 4.2 " 50 .§ e} ...J 2 ·5 I 25 ~ • " <.> Ü 3 " ~-a::
1 10 'c '" 3 o
9 1 92 93 94 95 96 97 98 99 00 0 1 02 03 04 .s ...J o :x:
Time (Years) u 2
R:i: = 0.92 , \
_6 ~ .. "".2 o ZET (m~ 9-')
Remolinos y Meandros de Mesoescala
Remolinos ciclónicos y anticiclónicos viajanpredominantemente hacia el oeste, siendooriginados principalmente cerca de la costa.
En los bordes orientales de los océanos,filamentos de agua fría, remolinos y meandrosde mesoescala son estructuras recurrentes.
Corrientes superficiales derivadas deAltímetros satelitales (Producto combinadode TOPEX/ Poseidon y ERS) entre Enero yDiciembre de 1996.
Los remolinos poseen diametros típicos de~150-200 km y se mueven hacia el oeste conuna velocidad de ~0.02 m s-1
Remolinos de Mesoescala
Desplazamiento de las isopicnas asociado a los tres tipos de remolinos demesoescala. Las dos superficies de densidad corresponden a la termoclinaestacional (p1) y a la termoclina principal(p2). Las flechas indican el sentido de lavelocidad vertical resultante de la interacción del viento con el flujo causado por elremolino, el cual es hacia arriba en remolinos anticiclónicos y de aguas modales,y hacia abajo en remolinos ciclónicos. (Tomado de McGillicuddy et al. 2007)
Lentes de aguas subsuperficiales, relativamente mas cálidas y salinas, que giran en formaanticiclónica han sido observados en distintas partes del mundo:
- Océano Atlántico Norte, asociado al flujo de las aguas del Mediterráneo (meddies)- Océano Indico, asociado al flujo de las aguas del Mar Rojo (Reddies)- Mar de Japón, asociado al frente subpolar del mar de Japón (intrathermocline eddies)- Océano Pacífico Nororiental, asociado a la corriente subsuperficial de California (Cuddies)- Recientemente han sido reportados en el Océano Pacífico Suroriental (13°Water eddies).
Remolinos Intratermoclinas (ITEs)
Basado en observaciones de boyasArgos, Johnson and McTaggart(2010) reportaron ITE's para elOcéano Pacífico Suroriental.Debido a la similitud con otrosSistemas de Corrientes de BordeOriental ellos sugirieron que los ITE'sobservados deberían tener un origenen la corriente subsuperficial de Perú-Chile (PCU).
Chaigneau et al. (en preparación) Colas et al. Clim. Dyn. 2011
Remolinos de Mesoescala en el Sistema de Corrientes de Chile-Perú
, • ~¿-
o .. , • .. ~
... ... 'Q. .. ~ ., -'00 _'00 -O.,
K u I -,o -,o , u· I f -$OO " E -mi i • ~ / I < 5 o -o, j .... ! -.. • .o ... i' O..., I ... .. .u:a \ I .... \ ., -lOO
" -O ••
-, -<D -<D ~ ., ... j lrU - 150 11 ... Ptru -¡ ISO m
• • -"l. -"loo • • ... ... ... -" " • • • '00 ...... ... -" o " • • • '00 l . 0Istanc& from eó:Iy ce!1!et' [km] OisIaree from eody oenter [km] • • I ... > , I o o
i -0.\_ • " • 0, • ...
e ... ,
! ... -, • .. " ~ -'00 _'00 .. .. -o .Jo -,o -,o
• i -'" 1 -200 o " < "'-.. < .... ! -.. ., • • I
o..., -u / ...,
: f .... .... K
-<D ... ~~hile - 250 •
' . -o,
• o I ... cbile - 250 • ... • ! -, ~ -"loo ...... ... ." o " • • • ,oo -"l. ...... "'->0 " • • • '00
.. j OIstance Irom eó:Iy center [km] DIsIiWQ trom eddy cerle! [km] • -1 ..:
.):. l~ C.t !~r.wre aromaly 51rutture el ~!eaed cyclooes (ltf~ and mirydoocs (ripo 1I ISO m d:plh o/f Pcru (1111) l!Id 250 m • . ., d:r-h cifChile (brJli'llll~ Tk anomaly is Id.uh'e kI (re \'cnicall"oole 1'ICllgcd in I '!lO km x llOkm 1t5i:1n .oooo !~ elily ctntr
.u (km) 6x (kml
ITE's frente a Chile Central
21-May-I997
35'S ~ ,','
,,'s --" ,"s
1 ,,'s
1 ,~s
" ...
28-MaY'I997 • 1 ,,'s
" ,,'s "
,"s
¡
1 ,,'s
,.... " ... ,. ... ,,.. 39"5 , .... ·17.5 _17 _71.5 ·71 ·15.5 ·15 _10.5 ·1. _fU
14-Jan-2Q1)9
',::: .1 ,., j , ,ni . ~-';;~t ,_~" , -" "". ,/ ~
'111' ' l ' , \' , , /1\-":'-;;: \ ~ ~'---:\A I
" "If ' \ . / /II! / ~
, .... " ... n'w
21 ·Jan ·2Q09
"1 '~I ' ,' , %',.' ,/1,- _' .,\ r~;'~.: "~o
\ I ,/. , / '_
: ¡ r{',,~-·' ,: /1\' __ :":. " /
'· .... ·-~I)\: I '/1, //
Ut ' \
' ". "" ' ' "
" ... ,. ... ,,..
1
1
1
1
1
1
1
1
I l'
"
" N ,$ " "' "
Variabilidad de la Capa de Mínimo de Oxígeno
30 20 10 DIstancia desde la costa (km) Distancia desde la costa (km) Distancia desde la costa (km)
A
15
A
1994 O N
O N 1994
D M
D M
A
1995 M A
AlongshOle current at 220 m depth
A M 1995
A O
Variabilidad del Limite Superior de la Capa de Mínimo de Oxígeno
-50m ,-
y= 200.01- 0.591' x r2= 0.65
A
A o
ITE's frente a Chile (31º-41ºS)
1997 2007 O ,
'00
K % 200 • 10
Q
300
400 O
'00
K ,f; 200 ~ • Q
300
400 O
'00
K " 200 ~ • Q
300
400 -4, -40 -3. -38 -37 -3. -35 -34 -33 -32 -31 -41 -40 -3. -38 -37 -3. -35 -34 -33 -32 -3'
Latitude (~l Latitude (OS]
Resultados de Modelos
a) Área de estudio considerada en el modelo ROMS. Resultados para el mes de Febrero de 2007, b)altura del nivel del mar, corrientes superficiales (flechas) y trayectoria del Remolino E1, c) secciónvertical de salinidad y contornos de la corriente meridional. Contornos blancos (negros) indican valoresnegativos (positivos) de la corriente meridional a intervalos de 0.03 m/s. (d) Salinidad y corrientes a225m de profundidad.
Resultados del Trazador Pasivo
El trazador pasivo es liberado entre 150-400 m de profundidad frente aValparaíso. La figura corresponde a la salida del modelo para Febrero de 2007.
Hormazábal et al., en Preparación
Clorofila, EKE y Esfuerzo del Viento1. lZoo.I CORREA_RAMIREZ ET AL: EDDlES AND CHLQROPHYLL OFF CEl'."fRAL CHILE
Figure 1. (a) Time mean, ScaWiFS (HL ealeulated from --..6 yeal'> daily obseTvations. (b) Time mean, eddy kiroetie eroe,gy ealculated from 7.5 yeal'>o f gro'trophie ,'Clocity e,timated from eombiroed TOPEXlPoseidon and ERS· 112 altimete, mea,urement,. Da<hed red liroe represent' a 800 km o ff,hore di,raoce. (e) (ros,. ,hore Ekman t"'''<por! mean (salid liroe) and , ... ,iaoce (d""hed line) obtairoed from 6 yeal'> of daily QuikScat satellite "ind dara fo, the nearshore 1° X 1° g,id.
Corrientes y Capturas Individuales
La actividad pesquera aparece recurrentementedistribuida alrededor de los remolinos ymeandros de mesoescala.
> 500 ton
< 100 ton100-250 ton
250-500 ton
Lances de pesca (círculos) ycorrientes superficiales (flechas)derivadas de altimetría satelital(producto combinado TOPEX/Poseidon y ERS) para Chile Centro-Sur (32-40°S)
ITE's y Biomasa Acústica de Jurel
La biomasa acústica incrementa en losremolinos anticiclónicos y en las fuertescorrientes de meandro costeras
Estimaciones acusticas de biomasa dejurel (jack mackerel) en unidadesarbitrarias (información acústica fueintegrada etre la superficie y 500 m deprofundidad).
Ejemplo para 33.5-34.5ºS
Remolinos de Mesoescala y Larvas de Jurel
+- , ,' -'-""'1 ...... / ~ ... ~ ..... _--.-- / , ......... ~ .. -... ........ _--~ y ... '-. \ .. t..-I . ..... ~.{ . .v. . .-. ,",o
II tt ¡,¡ .. ~"...// "~\""'¿¿¡l y' r..-" . ~ -~/r y'
~ ~ I ,. ~ ~ ...
..... .. " ..,. \ I '
34 o S '.~ .. ~ . I ' .. . ~ . , .
- \ \ -
7S0W
-92 -91 -90 -89 -88 -87 -86 -85 -84 -83 -82 -81 -80 - 79 -78 -77 -76 -75
lo
1000 750
500
100
50
25
10 7.5
5.0
2.5
1.0
0.75
0.50
0.25
0.1
top related