Corriente de marea en el paso Desertores

2.2 CORRIENTE DE MAREA EN EL PASO DESERTORES (42º 45’ S, 72º 45’ W),
DURANTE EL PERÍODO DE INVIERNO-PRIMAVERA DE 2004
(CONA-C10F 04-21)
1
Sergio Salinas1* & Manuel Castillo2
Pontificia Universidad Católica de Valparaíso
2
Pontificia Universidad Católica de Chile
[email protected]*
RESUMEN
El estudio de la interacción de la marea con las constricciones de fiordos es a
menudo la fuente dominante de energía para la mezcla en el fiordo. En esta investigación utilizando la información de 2 correntómetros (ubicados a 25 m y 80 m de profundidad), además de la información de sucesivos lances de CTD durante 24 horas, se
efectuó la caracterización del flujo de corrientes en el paso Desertores. Las corrientes
a 25 m, registraron mayores intensidades que las registradas a 80 m (un factor ~1,4),
ambos correntómetros registraron amplitudes de corrientes cuyos cambios estarían
modulados por la onda de marea, es decir, mayores amplitudes durante los períodos
de sicigia y menores durante cuadratura, estas diferencias fueron más extremas a 80
m de profundidad. Al comparar los desplazamientos netos de una partícula de agua
mediante el PVD, la corriente superficial (a 25 m) registró un desplazamiento de ~400
km hacia el sur-suroeste, en tanto que el correntómetro situado a 80 m registró un
desplazamiento neto ~150 km hacia el norte. Las mediciones de corrientes son contrastadas con los registros de densidad obtenidos mediante el muestreo cada 6 horas
de características de la columna de agua en el paso Desertores, de manera de obtener
la profundidad donde el flujo podría cambiar de dirección. Los resultados indican la
presencia de un flujo baroclínico en el paso Desertores el cual estaría modulado fuertemente por la entrada de la onda de marea. Los espectros de energía de las corrientes muestran dos características importantes: la mayor energía en la frecuencia de
marea semidiurna y el registro de mayor contenido de energía en el correntómetro a
25 m que la registrada a 80 m.
Financiamiento: CIMAR 10 Fiordos, CONA.
En el área de fiordos y canales ubicada entre la X y XI región, la información de
las características físicas, químicas y biológicas de las aguas interiores eran prácticamente desconocidas hasta el inicio de los proyectos CIMAR-FIORDOS (CF). En el área
mediciones de temperatura y salinidad realizadas durante el experimento CF 1 en el
golfo Corcovado (Silva et al., 1998) muestran la presencia de un frente en el paso
Desertores (42° 45’ S, 72° 45’ W), donde se conectan las aguas interiores del golfo
con las aguas oceánicas, las cuales penetran a través de la boca del Guafo. Estudios
efectuados en zonas de características similares a las de paso Desertores (Simpson &
Nunes, 1981; Aure & Stigebrandt, 1989; Largier, 1992) señalan la importancia que
tiene la entrada del frente, al estuario puesto que fomenta el intercambio químico/
biológico. Las características morfológicas de los estuarios (abruptos cambio de pro-
— 27 —
Crucero CIMAR 10
fundidad y el ancho de la conexión) combinado con la presencia de la onda de marea
disminuyen la importancia del efecto del viento y otros factores de fricción (Stigebrandt,
1980; Largier, 1992; Aure & Stigebrandt, 1989; Salinas & Hormazábal, 2004). El
frente se presenta cuando el flujo de marea que penetra a un estuario es lo suficientemente fuerte para impedir la salida de flujo de boyantes en o cerca de la boca del
estuario (Largier, 1992). Una línea superficial suele destacarse y puede corresponder
a una marca del sumergimiento. Variados autores (e.g. Largier & Taljaard, 1991;
Blanton et al., 2000), reconocen que la presencia de estos frentes es de gran importancia para la circulación y estratificación del estuario en su totalidad.
El área de estudio se presenta en la Fig. 1, en el área del paso Desertores
(cuadrado rojo) se efectuaron mediciones salinidad y temperatura cada 6 horas utilizando un CTD-SeaBird19 durante el período de invierno en el marco del crucero de
investigación CIMAR 10 Fiordos . Además se instaló una línea con 2 correntómetros
a 25 m (2D-ACM) y a 80 m (RCM9), los cuales registraron el vector corriente entre
septiembre y noviembre de 2004.
Las corrientes a 25 m (C25) desarrollaron en forma predominante direcciones
sureste (27%) y sur (23,6%), como también noroeste (16,0%) y norte (14,3%). Las
magnitudes medias en este eje fueron en torno a 30 cm/s hacia el sur-sureste y de 25
cm/s hacia el norte-noroeste, el máximo fue de 92 cm/s asociado a la dirección sur.
Mientras que las corrientes a 80 m (C80) desarrollaron principalmente direcciones
norte (38,4%) y sur (21,13%), direcciones que también concentraron las mayores
magnitudes medias del registro C80 (11 cm/s y 10,2 cm/s, respectivamente). La
reversibilidad del flujo queda claramente representada en la Fig. 2, lo cual también se
refleja en las bajas intensidades medias registradas en C25 (6,5 cm/s) y C80 (2,5 cm/s).
El análisis del diagrama del vector progresivo indicó un desplazamiento neto de 400
km hacia el sur-sureste a 25 m de profundidad, mientras que a 80 m el desplazamiento sería de 148 km hacia el norte, indicando flujos medios en dirección contraria en el
área de estudio.
El principal forzante de las corrientes medidas en el área del paso Desertores es
la marea, a 25 m se apreció un flujo neto hacia el sur-sureste, mientras que a 80 m se
registró un flujo neto en dirección contraria (hacia el norte) de menor intensidad. Las
corrientes media fue de 6,5 cm/s hacia el sur a 25 m de profundidad y de 2,5 cm/s
hacia el norte a 80 m de profundidad.
Los espectros de energía de las corrientes muestran dos características importantes (Fig. 3): mayor energía en las bandas de frecuencia de marea semidiurna y
diurna y mayor energía en el correntómetro a 25 m que la energía registradas a 80 m.
El diagrama del vector progresivo a 25 m de profundidad, indicó un desplazamiento
neto de 400 km hacia el sur-sureste mientras que a 80 m el desplazamiento sería de
148 km hacia el norte, indicando flujos medios en dirección contraria en el área de
estudio.
Un número de Froude densimétrico basado en la velocidad de marea a través de
la constricción del paso Desertores y la estratificación vertical permite deducir el
carácter de flujo sobrecrítico.
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REFERENCIAS
ARMI, L. & D. M. FARMER. 1986. Maximal two-layer exchange through a contraction
with barotropic net flow. Journal of Fluid Mechanics 164: 27-51.
AURE, J. & A. STIGEBRANDT. 1989. On the influence of topographic factors upon
the oxygen consumption rate in sill basins of fjords. Estuarine, Coastal & Shelf
Science 28: 59-69.
BLANTON, J. O., F. A. ANDRADE & M. A. FERREIRA. 2000. Effect of a broad shallow
sill on tidal circulation and salt transport in the entrance to a coastal plain estuary.
Estuaries Vol.23, 3, 239-304.
FARMER, D. M. & L. ARMI. 1986. Maximal two-layer exchange over a sill and through
the combination of a sill and contraction with barotropic flow. Journal of Fluid
Mechanics 164: 53-76.
LARGIER, J. L. 1992. Tidal intrusión fronts. Estuarios 15: 26-39.
LARGIER, J. L. & S. TALJAARD. 1991. The dynamics of tidal intrusion, retention and
removal of seawater in a bar-built estuary. Estuarine and Coastal Shelf Science
33: 325-338.
SALINAS, S. & S. HORMAZÁBAL. 2004. Capacidad de transporte de la constricción
de Meninea para un flujo de dos capas y el efecto de la corriente de marea.
Cienc. Tecnol. Mar, 27(1): 5-15.
STIGEBRANDT, A. 1980. Some Aspects of Tidal Interaction with Fjord Constrictions.
Estuarine and Coastal Mar. Sci. 11, 151-166.
SILVA, N., C. CALVETE & H. SIEVERS. 1998. Masas de agua y circulación general
para algunos canales australes entre Puerto Montt y Laguna San Rafael, Chile
(Crucero CIMAR 1 Fiordos). Cienc. Tecnol. Mar, 21: 17-48.
SIMPSON, J. H. & R. A. NUNES. 1981. The tidal intrusion front: an estuarine
convergence zone. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 13: 257-266.
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Crucero CIMAR 10
-41
-41,5
Latitud (º)
-42
-42,5
-43
-43,5
-44
-74
-73
Longitud (º)
-73,5
-72,5
-72
Figura 1: Área de estudio, se ha graficado el área general de ubicación de la estación
de muestreo, en rojo se identifica el área particular.
100
cm s-1
50
0
-50
25 m
-100
100
cm s-1
50
0
-50
-100
1
15
80 m
Octubre
Septiembre
1
15
1
2004
Figura 2: Diagramas de trazos de corrientes medidas en el paso Desertores, a 25 m y
80 m de profundidad. Ambos correntómetros presentan oscilaciones asociadas a los ciclos de marea con mayores amplitudes durante sicigia y menores durante cuadratura.
— 30 —
Períodos (hrs)
Densidad espectral (cm2 s-2 cph-1)
10
10
1
95%
104
10
2
U
V
10
25 m
0
10
Densidad espectral (cm2 s-2 cph-1)
100
6
-6
95%
10
10
-4
-2
10
U
V
80 m
0
10
-3
10
-2
-1
10
10
Frecuencia (cph)
0
Figura 3: Diagrama de espectro de energía de las corrientes medidas a 25 m y 80 m
en paso Desertores de septiembre a noviembre de 2004.
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