GE023

DETERMINACION DE LA INFLUENCIA DEL NIVEL DE MAREA COMO
COMPLEMENTO EN EL ESTUDIO DE LOS MOVIMIENTOS RECIENTES DE LA CORTEZA
TERRESTRE DENTRO DEL TERITORIO CUBANO
RESUMEN
Las manifestaciones de las variaciones de los litorales para largos periodos de años son
conformadas por las observaciones cíclicas del nivel de marea. Estas pueden hacer visibles
la magnitud y velocidad de emersión o descenso del litoral mediante la ayuda de mapas de
velocidades media.
El presente trabajo tiene como objeto analizar el modo en que se incluirán dentro de los
estudios geodinámicos que desarrolla GEOCUBA,- por el método de la nivelación
reiterada de alta precisión- , los resultados de la recopilación del procesamiento de las
series permanente e ininterrumpidas del nivel del mar, para correlacionar los resultados de
las fluctuaciones del nivel del mar con las manifestaciones tectónicas recientes en la parte
sólida del territorio .
Se brinda a su vez una panorámica sobre el desarrollo y estado actual de las mediciones
sobre las variaciones del nivel del mar en el país y los métodos de procesamiento
automatizados que se proyectan utilizar para desarrollar el trabajo con mayor efectividad ,
calidad y rapidez.
Ing Idania Hernández Guerrero
MSc Georgina Díaz Llanez
Empresa GEOCUBA Geodesia
Calle Loma y 39 (cuarto piso), Nuevo Vedado, Municipio Plaza de la Revolución.
La Habana 10600.
Pizarra 555409—al 15 extensiones 67,81
Fax 815976
Tlx 511184
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INTRODUCCION
Desde hace varios años se viene desarrollando en el país estudios sobre los movimientos que sufre la corteza
terrestre cuyos resultados han dado respuestas a diversos problemas en unos casos y en otros aunque
discretos, han permitido sembrar la base de otros conocimientos que se llevan a cabo fructíferamente.
Estos fenómenos relacionados con la envoltura sólida de La Tierra incluyen entre otros las variaciones de la
líneas de costas y niveles de los mares y océanos y el presente trabajo expone, como se pretende llevar a cabo
las investigaciones para analizar como influye la variabilidad de ocurrencia de los mares y océanos en la
actividad vertical de los bloques estructurales ubicados en la superficie.
El nivel del mar en la actualidad tiende a aumentar por la retribución que al volumen de agua trae la
erupciones de volcanes submarinos, el deshielo de los glaciales, como consecuencia de los cambios globales
que se vienen desarrollando en el planeta.
Tenemos por tanto que un ascenso del nivel del mar al conlleva al aumento de la base de erosión y por tanto a
la disminución del terreno firme. Son los acantilados, golfos, bahías, penínsulas, cayos y otros; objetos
relevantes de un hundimiento relativamente rápido de las costas.
La variabilidad del nivel del mar se produce bajo la influencia combinada de un conjunto de factores
naturales, de ellos son los procesos atmosféricos, los más importantes, lo cual significa que la serie de datos
horarios se encuentran afectada por estos fenómenos. Por tanto la determinación del nivel del mar para un
periodo determinado no dispone de la confiabilidad necesaria porque la acción meteorológica aparece
mezclada con la presencia de los movimientos recientes de la corteza terrestre, MRCT. Esto conlleva a la
diferenciación de ambos resultados, porque las variaciones del mar son del orden de los milímetros.
Por esto la Geodesia observa con celo la capacidad de las estaciones mareográficas y la calidad de las
observaciones del nivel del mar, ya que la continuidad de observaciones periódicas por los mareógrafos
permite la obtención de la velocidad de desplazamientos y la magnitud de desplazamiento de las líneas de
costas representativas a través de mapas de isolíneas de velocidad que muestran el ascenso o descenso del
nivel del mar, mediante el cual se puede determinar el ritmo del hundimiento en las costas.
OBJETIVOS DEL TRABAJO.
Los objetivos a alcanzar con este trabajo son varios; pero los principales son :

Utilizar las observaciones cíclicas de las fluctuaciones del nivel del mar para realizar la correlación de
los resultados que pueden obtenerse de las estaciones mareográficas con las de tierra firme.
 Pronosticar dentro de un rango de certeza las magnitudes cuantitativas de deformación del litoral en todo
el país sobre la base de lecturas continuas de las lecturas horarias que se hacen en las estaciones
mareográficas y mediciones reiteradas de desniveles.
Con estos resultados pueden lograr definirse los cambios que sufre el nivel del mar y medir los efectos
provocados por el cambio global, por la temperatura, periodos de tiempo, en el interior y en las zonas
circundantes al territorio cubano.
ANTECEDENTES
La Red Mareográfica Nacional se compone por 17 estaciones distribuidas por todo el país, de las cuales solo
7 son de carácter permanente o primario con un historial de medición que oscila entre la decena y centena
de años. Ellos son:
Cabo San Antonio
Siboney
La Isabela
Gibara
Casilda
El Sardinero
Pinar del Río
Ciudad de La Habana
Villa Clara
Holguin
Sancti Spiritus
Santiago de Cuba
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El Nivel Medio del Mar, NMM definido desde 1956 sobre el mareografo Siboney establece en el país el
Sistema de Alturas Siboney, aunque éste no satisface la determinación de un geoide adecuado para el país
por el modo en que se obró para ello.
La estación Siboney constituye el datum altimétrico del país al que se enlazan las líneas que componen la Red
Altimétrica Nacional, RAN.
Las nivelaciones a los circuitos mareográficos han sido realizadas sobre la chapa de referencia, cero de la
mira hidrométrica y puntos del circuito mareográfico. Realizadas en el momento de instalado el mareografo,
6 meses después y luego se ha continuado la reiteración cada 6 meses o un año, según el caso.
En el año 1976 cuando se iniciaron las primeras investigaciones de los MRCT, éstas se apoyaron en los
datos geodésicos de la red estatal sin valorar la calidad de las nivelaciones trayendo por consecuencia la
falta de correlación e interpretación de los resultados iniciada por la región occidental.
Con posterioridad se iniciaron los estudios en la región oriental con un rigor técnico científico mayor; pero
aunque se ha trabajo con datos mareográficos no se le realizó éste con el peso que requiere.
ESTADO ACTUAL
Como método instrumental de estudio de los MRCT, el método mareográfico aporta con el conocimiento de
las variaciones del nivel del mar elementos que muestran la influencia del mar en el comportamiento de las
estructuras geológicas que radican sobre tierra firme que al incorporárselos a los resultados de las
reiteraciones de desniveles,- otro método instrumental de estudio de los MRCT-, hace más real la valoración
final de lo trascendido.
El Servicio Hidrográfico Nacional controla y dirige la RMN y posee de cada estación sus características
generales y particulares.
El monitoreo del nivel del mar se realiza sistemáticamente y está en correspondencia con lo que establece
las organizaciones mundiales. En la actualidad el nivel del mar muestra un elevación sistemática que se
manifiesta como consecuencia del aumento de la temperatura que trae consigo el retroceso de la línea de
costas y a su vez cambios en el ecosistema costero.
La RMN, sin embargo, presenta algunas deficiencias que hasta el momento no han podido ser resueltas
como:
 Casetas en mal estado constructivo.
 Falta de modernización del todo el equipamiento.
 Distribución insuficiente de mareógrafos.
 Dificultades con la atención a los registros y revisión de los mareógrafos por negligencia o falta de
exigencia.
 Registros incorrectos de variaciones del nivel del mar por asentamientos del tubo central por mal empleo
en la lectura de posición del pozo a la base de soporte del mareógrafo.
Por su parte las reiteraciones de la nivelación en los circuitos mareográficos han carecido de las
sistematicidad que se requiere , calidad en las observaciones y durabilidad de los monumentos geodésicos
que la componen, en algunos casos.
METODOLOGIA Y METODOS A APLICAR
El método mareográfico por advertir la variación sistemática de los horizontes anuales mínimos trabaja con
todos los datos de los desniveles precisos y diferencia de los niveles del mar de cada estación mareográfica
independiente para establecer la distribución espacial compatible con la dinámica mediante un modelo
matemático.
Los estudios de los MRCT a través de este método requieren del procesamiento analógico y digital y para ello
se emplean bases digitales capaces de definir las constantes armónicas de la mar en las bandas diurnas y
semidiurna, las componentes relacionadas con la elevación, la magnitud de la marea forzada por los océanos
y mares, entre otros
La resolución y calidad de estos factores, solo es posible por la existencia de largas series de valores de
marea por lo que es fundamental un modelo matemático de análisis de pronósticos, como simulador de marea
que responda a los objetivos que se plantean.
Teniendo en cuenta que el análisis de las componentes se realiza de forma inmediata en la estación y que la
cantidad de parámetros esta´ acorde a la duración del registro, se valorará un máximo de componentes
armónicas de acuerdo al año de registro.
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Recopilada toda la información existente la data del nivel del mar es validada y solo después se seleccionan
las especies de constantes armónicas adecuadas (lineales y no lineales) que permita medir las posibles
resonancias.
El resto de los pasos del trabajo que se proyectan, de forma general son :
 Seleccionar la muestra de los datos a emplear en el estudio.
 Verificar si la distribución espacial de las observaciones es comparable con la dinámica representada,
mediante la comparación del modelo matemático para cada frecuencia independiente.
 Establecimiento definitivo del modelo de análisis de pronósticos que posibilite el control de la calidad de
los análisis.
 Confección de los gráficos de amplitud y fase para la observación y el modelo.
 Control de la calidad del modelo por observaciones reales que permita la comparación y el análisis por
cada una de las bandas.
 Definición de las discrepancias del modelo en la dirección de propagación de la fase de marea.
 Ajuste del modelo independiente para cada nivel de marea anual definiendo las variables dinámicas del
modelo, la elevación y otros.
 Corrección del comportamiento de, los factores que influyen en la marea
 Filtraje previo de las constantes armónicas para eliminar el ruido que provocan las altas frecuencias.
 Selección de la serie de mediciones y definición de las mayores componentes de marea a evaluar.
 Ajuste por mínimos cuadrados de la amplitud y fase de la serie real.
 Análisis de la varianza.
 Determinación de los mínimos cuadrados del coeficiente de fusión, su dependencia con la posición y
elevación medias de la marea.
 Cálculo de los parámetros geodinámicos por el listado comparativo de los resultados de las fluctuaciones
por ciclo anual de los circuitos mareográficos y estaciones mareográficas.
 Confección de los registros, gráficos y mapas de tendencias de la corteza terrestre
La creación de un modelo bidimensional establece la conexión local con el datum vertical global lo cual
constituye un objeto importante que implica mediciones GPS sobre puntos para definir el NMM para el que
debe concebir mayores recursos.
El modelo unidimensional permite emplear diferentes variantes que definen con exactitud la aplicación o no
de la marea astronómica en los parámetros de afectación a la marea y si es linealizado es más eficiente su
utilización en la inicialización.
Este permite la inclusión simultanea de todos los componentes, lo que exige una integración más larga; pero
garantiza la inclusión de pares de campo correspondientes en igual periodo y los ajustes a las componentes
para largos periodos arrojan mejores resultados. Los parámetros que requieren son de archivo posibles de
obtener a través de otras instituciones.
MATERIALES CON QUE SE CUENTA
Data histórica de la variación del nivel del mar con una base de más de 20 años de registros y continuos y
digitalizados en soporte magnético.
Datos de las estaciones mareográficas con su nombre , coordenadas geográficas, desniveles y variaciones del
nivel del mar por periodo, etc.
Data histórica de desniveles de alta precisión reiterados que abarcan las decadas del 40 al 90 del siglo XX en
la parte sólida de todo el territorio.
13 ciclos de medición en el Polígono Geodinámico de Santiago y en la red especial de control de la
estabilidad del radar láser.
Mapa nacional de tendencias de los MRCT con su correspondiente monografía de la parte de tierra firme a
escala 1. 250 000 en la región oriental del país.
MATERIALES QUE SE REQUIEREN
Bases de datos sobre :
La disipación de la marea por la fricción de ésta con el fondo marino.
Flujo de energía de la marea.
Energía mecánica por unidad de longitud.
Densidad del agua circundante.
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Trabajo realizado por la fuerza astronómica.
Correlación de la corriente del mar con la presión atmosférica.
Forzamiento de la corriente del mar por el océano
Observaciones armónicas de las estaciones mareográficas.
Datas históricas de
 Profundidad del mar cercanos a la costa (levantamientos batimétricos),
 Ancho y coeficiente de fricción del mar
 Temperaturas oceanográficas y meteorológicas
 Dirección e intensidad del viento.
 Malla batimétrica con información del fondo de la costa.
 Profundidad media del mar.
 Volumen de agua superficial.
 Coordenadas planimétricas y alturas de la costa.
 Componentes de velocidad de corrientes de agua.
 Componentes del mar relacionadas con la elevación
RESULTADOS CIENTIFICOS TECNICOS QUE SE ESPERAN
1.
2.
3.
Evaluar el aumento del nivel del mar en el país en base a un nivel de referencia.
Registrar los pronósticos de este incremento al que pueden ser incorporados información del Mar Caribe
y el Golfo de Méjico.
Gráficos y registros con las tendencias de la corteza terrestre.
BIBLIOGRAFIA
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