report of research stay at the university of florida, fl, usa

REPORT OF RESEARCH STAY AT THE UNIVERSITY OF FLORIDA, FL, USA Dr. Marcus Sobarzo Bustamante Department of Oceanography University of Concepcion WHOI/UDEC Visiting Scientist Fellowship, sponsored by Fundacion Andes, Chile. Date: From October 30 to December 10, 2006. Sponsor: Dr. Arnoldo Valle Levinson. Department of Civil and Coastal Engineering, University of Florida, USA 1. Summary of research activities My research proposal at the University of Florida was related with the theoretical and observational study of the near­inertial oscillations observed on the continental shelf off Concepcion, Chile, and its role in the vertical mixing of the water column. This research was carried out at the Department of Civil and Coastal Engineering, University of Florida, USA and was related with my Fondecyt project # 1040986. This involved: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Tidal harmonic analysis using T­TIDES (MATLAB program). Inertial band (0.045­0.055 cph) study. Analysis of the stratification of water column using the Brunt­Vaisala frequency. Analysis of the vertical shear of currents. Quantification of the Gradient Richardson number. Work at the paper 3. Results 3.1 Papers Sobarzo, M., A. Valle­Levinson, D. Figueroa and O. Pizarro. Near­inertial motions and its contribution to the vertical mixing on the continental shelf off Concepcion, central Chile. In preparation. I have included the abstract of this manuscript. This research was presented at the XXVII Congress of Sea Sciences. Iquique, Chile. May 28 to June 1, 2007. Libro Resúmenes, pp. 133.
1 Una estimación del rol de las oscilaciones iner ciales sobr e la mezcla vertical de la columna de agua en la plataforma continental frente a Concepción M. Sobarzo 1 , A. Valle Levinson 2 , D. Figueroa 3 y O. Pizarro 4 1 Depto. de Oceanografía. Universidad de Concepción. [email protected] Dp. of Civil and Coastal Engineering. University of Florida. USA. 3 Depto. de Geofísica. Universidad de Concepción. [email protected] 4 Depto. de Geofísica y Programa de Oceanografía Física y Clima. Univ. de Concepción. [email protected] 2 Resumen sintético Estudios recientes han demostrado que las oscilaciones en la banda inercial (0.045­0.055 cph) pueden explicar hasta cerca del 61% de la varianza de la corriente total observada sobre la plataforma continental frente a Concepción (Sobarzo et al., enviado). Algunos rasgos importantes de estas oscilaciones es que abarcan toda la columna de agua, con menor amplitud a media agua, se intensifican y decaen en el tiempo y están desfasadas en cerca de 180° entre la capa de superficie y de fondo. Este desfase de 180° se ve favorecido por la presencia de una picnoclina (Pollard & Millard, 1970). Como resultado de esto se debería esperar un cizalle vertical importante en las corrientes horizontales a través de la picnoclina, el cual puede incrementar la mezcla vertical. El presente estudio evalúa esta tendencia a la mezcla vertical por medio de la cuantificación del número de Gradiente de Richardson (Ri) el cual describe el balance entre la estratificación de densidad estable y las velocidades friccionales turbulentas que tienden a romper la estabilidad de la columna de agua. La investigación se enmarca dentro del proyecto Fondecyt #1040986 (años 2004­2006) efectuado en el área costera frente a Dichato (36°31’S). Se utilizaron datos de ADCP 300 kHz anclados, cadenas de termistores y perfiles de CTDO cada 3 horas (estación Yo­Yo) efectuados en épocas de verano e invierno. La Figura 1 indica la ubicación de estos instrumentos. El estudio demuestra que, en promedio y para el muestreo de verano, cerca del 50% del cizalle vertical en el estrato aproximado entre los 14 a 28 m de profundidad se pueden atribuir a oscilaciones de la corriente en frecuencias próximas a la inercial. Utilizando sólo este cizalle las estimaciones de Ri se aproximan a 0.25 indicando un ambiente propicio para la mezcla vertical (Figura 2). El estudio concluye comparando las características dinámicas de estas oscilaciones en diferentes períodos del año. Financiamiento: Proyecto FONDECYT No. 1040986
2 ­36.0 200 m 400 m 300 m 1000 m 150 m 50 m 100 m ­36.2 Latitud ­36.4 ­36.6 ­36.8 20 km ­37.0 ­73.6 ­73.4 ­73.2 ­73.0 ­72.8 Longitud Figura 1: Proyecto NIOs. El círculo rojo muestra el área de fondeo de ADCP, cadena de termistores y estación Yo­Yo con CTDO. Vertical shear Brunt Vaisala frequency (1/s 2 ) 2 (ciclos/s ) 0 1e­4 2e­4 3e­4 4e­4 5e­4 0 1e­4 2e­4 3e­4 4e­4 5e­4 0.0 Richardson number 1.0 2.0 3.0 0 ­10 ­20 Depth (m) ­30 ­40 ­50 ­60 ­70 ­80 ­90 ­100 Mean Minimum and maximum SDV Total current Detided Semidiurnal Diurnal Near inertial (19 h) Subinertial Detided and without 19h Total current Detided Semidiurnal Diurnal Near inertial (19 h) Subinertial Detided and without 19h Figura 2: Estratificación de la columna de agua (izquierda), cizalle vertical de las corrientes en distintas bandas de frecuencia (centro) y número de gradiente de Richardson (derecha). Crucero NIOs­1 (verano 2005). Plataforma continental frente a Concepción.
3 3.2 Future collaboration with Dr. Arnoldo Valle Levinson. Now, I am working in a new Fondecyt project entitled: “The dynamic of waters on the inner shelf in an upwelling region: the role of winds, river discharges and coastline”. Marzo 2007 – Marzo 2010. During the second year of this project I hope to work with Dr. Arnoldo Valle Levinson in this new project.
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