Resumen: El estudio de la estabilidad hidrodinámica de la circulación termohalina del océano revela que la atmósfera sólo puede perturbar las variables del flujo básico mediante un flujo de empuje a través de la interface aire-mar. Sin embargo tal condición es necesaria pero no suficiente, ya que ciertas restricciones adicionales sobre la forma de la dependencia horizontal de la fluctuación, de origen atmosférico, deben ser satisfechas para que las mismas puedan ser consideradas como perturbaciones. Dichas restricciones dependerán del tipo de flujo básico que esta bajo estudio (barotrópico o baroclínico). Aún cuando las variaciones atmosféricas puedan inducir perturbaciones en la circulación termohalina del océano, nunca podrán inestabilizar el sistema ya que siempre el factor temporal de las mismas representa una atenuación de foma exponencial.
Título :
Estabilidad de la circulación termohalina bajo perturbaciones atmosféricas
Autor :
Krepper, Carlos M.
Director :
Grosch, Chester E.
Año :
1985
Editor :
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación :
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Departamento de Meteorología Old Dominion University
Cita tipo Chicago: Krepper, Carlos M.. "Estabilidad de la circulación termohalina bajo perturbaciones atmosféricas". Tesis de Doctorado. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. 1985. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_1895_Krepper.pdf
Resumen: En las distintas estaciones mareográficas ubicadas en mar libre y en los puertos emplazados en la costa de la provincia de Buenos Aires, frecuentemente se registran oscilaciones del nivel del agua con períodos comprendidos entre algunos minutos hasta casi 3 horas, las cuales son conocidas en la región como ondas de largo período (OLP). Aunque en términos generales las OLP pueden ser generadas por forzantes de origen meteorológico, sísmico u oceánico, los antecedentes y los datos disponibles indican que el origen de las mismas en la zona citada se debe a causas atmosféricas. Entre ellas, los potenciales mecanismos generadores son los pasajes frontales, las líneas de inestabilidad y las ondas de gravedad atmosféricas. En esta tesis se investiga un aspecto particular de la compleja interacción entre la atmósfera y el océano, con El objetivo fundamental de explicar el mecanismo por el cual se generan las OLP en la región costera bonaerense. En primer lugar, se digitalizaron los registros analógicos de marea obtenidos en las estaciones Mar de Ajó, Pinamar y Mar del Plata en 1982, año de mayor medición simultánea. Luego, los datos resultantes se filtraron con el objeto de aislar convenientemente al fenómeno de interés y, mediante la aplicación de técnicas espectrales se determinaron los lapsos temporales de mayor intensidad energética de OLP en la región. Se estableció una cota para delimitar objetivamente los intervalos con presencia de OLP, resultando as¡ siete lapsos activos sobre los cuales se centró el análisis y la discusión referente a la descripción de la variabilidad temporal y espacial de las ondas estudiadas. Del análisis espectral realizado surge que, en las tres estaciones mareográficas citadas precedentemente, la energía total se incrementa desde valores casi nulos hasta máximos, y luego decrece nuevamente hasta casi cero, lo cual evidencia claramente la transitoriedad del fenómeno. Por otro lado, durante los lapsos activos se detecta que las débiles perturbaciones de alta frecuencia sólo ocurren en el momento de mayor intensidad energética y, en cambio, las ondas de mayor período est n presentes antes, durante y después del mismo. Algunos picos espectrales pueden presentarse en una estación y no en otras, consecuencia de que la topografía de cada sitio ofrece su particular amplificación a las diversas frecuencias. Por otra parte, los relativamente altos valores de coherencia estimados entre los registros del nivel del mar correspondientes a las estaciones Mar de Ajó y Mar del Plata muestran claramente la naturaleza regional del fenómeno. En lo que respecta a la información meteorológica, se utilizaron registros horarios de la presión atmosférica y del viento en superficie, obtenidos en las estaciones costeras disponibles y, además, los mapas sinópticos de superficie correspondientes a cada uno de los siete lapsos activos determinados. Del análisis conjunto entre los datos meteorológicos y oceanográficos surge que los eventos de mayor intensidad energética de OLP coinciden siempre con lapsos de mínimos relativos de presión atmosférica. Además, en los mapas sinópticos de superficie correspondientes a cada evento seleccionado se observa sugestivamente el pasaje de frentes por la región marítima de influencia y, en ninguno de ellos, la presencia de líneas de inestabilidad. Dado que durante los lapsos activos los datos horarios mostraban, en general, fluctuaciones de la presión de hasta 2.8 hPa/h y ráfagas de hasta 36 nudos y, por otro lado, que las OLP se manifestaban, en muchos casos, antes que se produjeran los pasajes frontales, la posibilidad que las ondas de gravedad atmosféricas (OGA) en la zona marítima estudiada fuese un mecanismo generador eficaz de OLP cobró un interés relevante. Por esto, se realizó un estudio comparativo entre la presencia de actividad de OLP en Mar del Plata y de OGA en Faro Punta M‚danos, entre los años 1984 y 1986, ya que en 1982 no se tienen datos de microbarógrafos. Del mismo resultó una alta correlación en la ocurrencia simultánea de ambos fenómenos.Por otro lado, el hecho que los espectros de las OGA en la zona mostraban contribuciones energéticas importantes en la misma banda de frecuencias que los de las OLP confirmaron la estrecha vinculación entre ambos fenómenos. Además, la función coherencia estimada entre los niveles del agua en Mar del Plata y las perturbaciones b ricas en Punta Médanos indicaba que los picos de energía de ambos fenómenos se presentan en frecuencias próximas. Finalmente, durante los lapsos de intensa actividad de OLP, el estado de la atmósfera en superficie y la circulación en altura es similar al citado en la bibliografía disponible para los lapsos de actividad de OGA de gran amplitud y de condiciones de propagación favorables. Es decir, en dichos casos se detectaba la presencia de frentes en superficie y de la corriente en chorro en los niveles superiores de la troposfera. Todo lo expresado precedentemente conducía a que la generación de OLP en las aguas de la plataforma continental bonaerense tendría dos potenciales forzantes: los pasajes de frentes y la actividad de las OGA. La efectividad de cada uno se evaluó mediante la utilización de un modelo matemático convenientemente implementado. Para tal fin, se desarrolló uno bidimensional, el cual resuelve numéricamente las ecuaciones de conservación de masa y de cantidad de movimiento verticalmente integradas, y permite la inclusión de batimetría irregular y geografía con gran aproximación a la situación real. Para el estudio de la generación de OLP se representó, analíticamente, un forzante que simulaba el campo b rico y el del viento correspondiente al pasaje de un frente frío por la zona marítima de influencia, y otro, a la actividad de OGA en la región. Luego de numerosas simulaciones numéricas puede concluirse que, tanto El campo b rico, el de viento o la combinación de ambos, asociados a los pasajes frontales no generan OLP en la región, sino que producen perturbaciones con períodos superiores a las cuatro horas. En contraposición, los resultados obtenidos con las OGA en distintos experimentos indican que constituyen un forzante altamente eficaz para la generación de OLP. Dada la simultaneidad en la ocurrencia de actividad de OGA y de OLP, las similitudes en la estructura espectral de ambos fenómenos ondulatorios (ambas características observadas a través del análisis de los datos disponibles) y la alta efectividad en la transferencia energética a través de la interacción atmósfera océano (lo cual surge de las distintas simulaciones realizadas), puede concluirse que en la zona costera bonaerense la generación de ondas de largo período es causada por la actividad de las ondas de gravedad atmosféricas en dicha región.
Abstract: In different tide stations at the open sea and at the ports on Buenos Aires coast, water level oscillations which are locally known as long ocean waves (LOW) generally range from a few minutes to almost three hours. Although generally LOW may be originated by meteorological, seismic, or oceanic causes, the antecedents and the available data indicate that the origin of said ocean waves in the mentioned area is due to atmospheric causes. Among them, the potential generator mechanisms are passages of fronts, squall lines, and atmospheric gravity waves. In this thesis, the object of investigation is a particular aspect of the complex interaction between the atmosphere and the ocean, and its fundamental aim is explaining the mechanism by means of which the LOW are generated on Buenos Aires coastal area. In the first place, analogous tide measurements taken in Mar de Aj¢, Pinamar and Mar del Plata stations during 1982, year of maximum simultaneous registration, were digitalized. Then, theoutcoming data were filtered with the object of conveniently isolating the phenomenon of interest and, by applying spectral techniques, the temporal lapses of higher energetic intensity of LOW in the area were determined. An energy level was established in order to delimit, in an objective way, the LOW intervals. The result were seven active lapses on which the analysis and the argumentation about the description of the temporal and spatial variability of the studied waves were centred on. Resulting from spectral analysis performed we may say that in the three tide stations previously mentioned, the total energy increases from almost non-existent values to maximum ones, which decrease again to almost zero. These values clearly evidence the temporariness of the phenomenon. On the other hand, during the active lapses, that weak high-frequency disturbances are detected to occur only at the moment of highest energetic intensity and, instead, the longest-period waves are present before, during and after said moment. Some spectral peaks can appear in one station and not in others, this being a consequence of the fact that the topography of each place offers its particular amplification to the various frequencies. Furthermore, the relatively high coherence values estimated between sea level records corresponding to Mar de Aj¢ and Mar del Plata stations, clearly show the regional nature of the phenomenon. In regard to the meteorological information, we used hourly records of atmospheric pressure and surface wind, both of which were gathered at the available coast stations and, from the surface synoptic charts corresponding to each one of the seven active lapses determined. From the joint analysis of the meteorological and oceanographic data, there results that the events of highest energetic intensity of LOW always coincide with the lapses of relative minimum of atmospheric pressure. Furthermore, in surface synoptic charts corresponding to each of the selected events the passage of fronts at the maritime area of influence is suggestively observed and, in none of them the presence of squall lines are observed. Due to the fact that during the active lapses the hourly data showed, in general, pressure fluctuations of up to 2.8 hPa/h and gusts of up to 36 knots and that, on the other hand, the LOW were displayed, in many cases, before the passage of fronts had taken place, the possibility that the atmospheric gravity waves (AGW) in the sea area subject to this study were an effective LOWgenerator, became relevantly interesting. Considering the above said, a comparative study was carried out between the presence of LOW activity in Mar del Plata and the presence of AGW in Punta M‚danos Lighthouse (Faro Punta M‚danos), during the years 1984 and 1986 - for there was no microbarographic data gathered during 1982. The result of the study hereinbefore referred to, was the determination of a high degree of correlation in the simultaneous occurrence of both phenomena. On the other hand, the fact that the AGW spectrum in the area showed relevant energetic contributions in the same frequency band as the LOW ones, confirmed the close relation existing between both phenomena. Furthermore, the coherence function estimated between water levels in Mar del Plata and baric disturbances in Punta M‚danos indicated that the energy peaks of said phenomena were located in close frequencies. Finally, during those lapses of LOW intense activity, the status of the atmosphere in its surface and the circulation in altitude was similar to the one quoted in the available bibliography for those lapses of AGW great comprehensive activity and of propitious propagation conditions. That is to say, in said cases the presence of fronts in the surface and of jet streams in the superior levels of the troposphere were detected. All of the above mentioned led to the fact that the LOW generation in continental shelf waters of the province of Buenos Aires would have two potential causes: the passages of fronts and the AGW activity. The effectiveness of each of them was evaluated by means of the use of a mathematical model conveniently implemented. For said purpose, a bidimensional model, which numerically solved the equations of mass conservation and momentum vertically integrated was developed. Besides, it allowed the inclusion of irregular bathymetry and geography with great approximation to the real situation. For the study of the LOW generation a forcing for simulating a baric field and a wind field corresponding to the passage of a cold front through the sea area of influence, and another one for representing the local AGW activity, were built up in an analytical manner. After numerous numerical simulations, we were able to draw the conclusion that, the baric field, the wind field, or the combination of both, coupled with the passages of fronts, do not generate LOW in the area, but they produce disturbances with periods which exceed the four hours. As a counterpart, the results obtained with the AGW in different experiments showed that they constitute a cause highly effective for the generation of LOW. Due to the simultaneity of occurrence of both the activities of the AGW and of the LOW, the similarities of the spectral structures of both waving phenomena (both characteristics having been observed through an analysis of the available data), and the high effectiveness in the energetic transference by means of the ocean-atmospheric interaction (which derives from the different simulations carried out), it is possible to conclude that in the Buenos Aires coastal area, the generation of long period waves is caused by the activity of the atmospheric gravity waves in said area.
Título :
Una explicación del proceso generador de ondas de largo período en la Costa Bonaerense Argentina = An explanation of the generating process of long ocean waves on the coast of Buenos Aires province, Argentine Republic
Autor :
Dragani, Walter César
Director :
Nuñez, Mario Néstor Mazio, Carlos Alberto
Consejero de estudios :
Nuñez, Mario Néstor
Jurados :
Schmidt, S. ; Ciappesoni, H.
Año :
1997
Editor :
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación :
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera. Departamento de Ciencias de la Atmósfera Servicio de Hidrografía Naval. Departamento de Oceanografía
ONDAS DE LARGO PERIODO ; INTERACCION OCEANO-ATMOSFERA; PLATAFORMA CONTINENTAL BONAERENSE; ONDAS DE BORDE; MODELADO NUMERICO; ONDAS DE GRAVEDAD ATMOSFERICAS; LONG OCEAN WAVES ; OCEAN-ATMOSPHERIC INTERACTION; BUENOS AIRES CONTINENTAL SHELF; EDGE WAVES; NUMERICAL MODELING; ATMOSPHERIC GRAVITY WAVES
Cita tipo APA: Dragani, Walter César . (1997). Una explicación del proceso generador de ondas de largo período en la Costa Bonaerense Argentina. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_3010_Dragani.pdf
Cita tipo Chicago: Dragani, Walter César. "Una explicación del proceso generador de ondas de largo período en la Costa Bonaerense Argentina". Tesis de Doctorado. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. 1997. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_3010_Dragani.pdf
Resumen: Este trabajo trata el problema de la onda de tormenta desde un punto de vista dinámico para el estudio de algunos aspectos generales de la misma y, en particular, de su comportamiento en el estuario de Bahía Blanca. Las herramientas utilizadas para este estudio son un conjunto de modelos numéricos desarrollados para tal fin en conjunción con datos observacionales que validan los resultados y conclusiones alcanzados. Los modelos hidrodinámicos utilizados son bidimensionales e integrados en la vertical. Un modelo abarca la plataforma continental y otro cubre el estuario con mayor resolución. Este último contempla el secado e inundación de puntos del dominio. Una condición de radiación modificada permite la introducción de la onda de marea al dominio a través de los bordes abiertos de ambos modelos. La información acerca de la onda de tormenta se transfiere desde el modelo de la plataforma hacia el modelo del estuario. Algunos aspectos teóricos del intercambio de cantidad de movimiento en la capa límite atmosférica son considerados para la estimación de la tensión del viento sobre la superficie del mar. El carácter regional y local de las perturbaciones del nivel del agua requiere la consideración del factor atmosférico en ambas escalas. Se encuentran características particulares de la estabilidad atmosférica en el área de estudio que influyen sobre la transferencia de cantidad de movimiento al agua. Este trabajo está enfocado principalmente sobre los aspectos no lineales de la propagación de la onda de tormenta desde la plataforma y sobre su importante modificación dentro del estuario debido a su comportamiento altamente no lineal. La interacción entre la marea y la onda de tormenta se estudia en un caso típico de viento del sudeste. Se encuentran dos diferentes tipos de respuesta en el estuario. El mecanismo de interacción por fricción de fondo predomina en los canales mientras que en las zonas menos profundas, con corrientes más débiles, la principal causa de la interacción es la baja profundidad. Las corrientes de interacción llegan a ser muy intensas tanto en los canales como en la descarga de las planicies. Esta interacción modifica fuertemente la onda de nivel resultante en una forma que depende de la intensidad relativa de ambos fenómenos. La fase relativa del forzante meteorológico con respecto a la marea puede alejar varias horas el máximo nivel del agua del momento que estaría dado por un efecto aislado de la onda de tormenta.
Abstract: This work deals with the problem of the storm surge from a dynamical point of view for the study of some of its general aspects and, particularly, of its behavior in the Bahía Blanca estuary. The tools used in this study are a set of numerical models developed with that purpose in conjunction with observational data that validate the results and conclusions reached. The hidrodynamical models are bidimensional depth-averaged. One of them covers the continental shelf and the other one covers the estuary with higher resolution. The latter considers the drying and flooding of points in the domain. A modified radiation condition allows the input of the tidal wave to the domain through the open boundaries in both models. The information on the storm surge is transferred from the shelf model to the estuary model. Some theoretical aspects of momentum exchange in the atmospheric boundary layer are considered for the estimation of wind stress at the sea surface. The regional and local character of water level perturbations requires the treatment of the atmospheric factor in both scales. Particular characteristics of atmospheric stability that influence the momentum transfer to water are found in the area of study. This work is mainly focused on the non-linear aspects of the storm surge propagation from the shelf and on its important modification within the estuary due to its highly nonlinear behavior. The surge - tide interaction is studied in a typical case of southeasterly winds. Two different responses are found within the estuary. The bottom friction interaction mechanism dominates in the channels while in the shallower areas, with weaker currents, the main cause of interaction is limited depth. The interaction currents in the channels can be very strong as well as the changes in discharge currents from the intertidal flats. This interaction strongly modifies the resulting water level wave in a way that depends on the relative intensity of both phenomena. The relative phase between the meteorological forcing and the tide can shift the water level peak several hours from its corresponding value due to an isolated storm surge effect.
Título :
Modelos hidrodinámicos anidados para el cálculo de la onda de tormenta en el estuario de Bahía Blanca = Nested hidrodynamical models for the calculation of the Satorm Surge in the Bahía Blanca estuary
Autor :
Etala, María Paula
Director :
Píccolo, María Cintia
Año :
2000
Editor :
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación :
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos
Cita tipo APA: Etala, María Paula . (2000). Modelos hidrodinámicos anidados para el cálculo de la onda de tormenta en el estuario de Bahía Blanca. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_3279_Etala.pdf
Cita tipo Chicago: Etala, María Paula. "Modelos hidrodinámicos anidados para el cálculo de la onda de tormenta en el estuario de Bahía Blanca". Tesis de Doctorado. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. 2000. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_3279_Etala.pdf
Resumen: El objetivo principal del presente trabajo se centra en determinar los mecanismos asociados a la variabilidad de los caudales de los ríos andinos en relación con la circulación atmosférica y la Temperatura Superficial del Mar (TSM) como forzante del sistema climático. Para la circulación atmosférica el estudio se extiende desde la escala sinóptica a la climática. A lo largo de la Cordillera de los Andes se identifican dos zonas en las cuales el comportamiento de los caudales de los ríos muestra similar variabilidad temporal. Estas regiones están representadas por los ríos Chubut (para el área entre el río Neuquén y el río Senguer) y Atuel (para el área entre el río Jachal y el río Colorado). Es de destacar la baja correlación existente entre los caudales de los ríos de una y otra región, lo cual expresa la independencia estadística entre las mismas. Las condiciones topográficas y climáticas dan regímenes hídricos diferenciables. El río Atuel acumula casi el total de su derrame anual de Noviembre a Marzo, como producto del deshielo estival de la nieve precipitada en altas cumbres durante el invierno previo. Por su parte, el caudal del Chubut presenta un máximo invernal debido a precipitación líquida y otro primaveral debido a la precipitación y el derretimiento de nieve. La relación entre los caudales y la TSM es significativa en amplias regiones del Pacífico central del Hemisferio Sur (HS). Sin embargo, mientras la variabilidad del Atuel parece estar íntimamente ligada a los patrones observados del ciclo El Niño / Southern Oscillation (ENSO), con fuertes señales en el Pacífico ecuatorial-tropical y el Océano Indico; el Chubut parece estar menos vinculado con el ENSO, mostrando señales restringidas sólo al área del Pacífico central subtropical del HS. A partir de la relación entre los caudales de los ríos cordilleranos y las anomalías estandarizadas de TSM en la región Niño3+4, se pueden diferenciar cuatro subregiones: 1) Cuyo Norte, donde la relación entre Niño3+4 y los caudales alcanza a alrededor de 14 meses de antelación al período de máximo caudal, 2) Cuyo Sur, donde esta antelación se produce con alrededor de 8 meses, 3) Patagonia Norte, donde la relación entre caudales y Niño3+4 ocurre en forma simultánea y 4) Patagonia Sur, con características similares a Cuyo Norte. Para las regiones 1, 2 y 4 los campos de correlaciones entre TSM y caudales muestran patrones típicos de eventos El Niño / La Niña, evidenciando la relación entre estas anomalías del Pacífico y la precipitación en Cordillera. Altos caudales en la región del río Atuel estarían asociados al frecuente pasaje de bajas presiones que transitan por el Pacífico en dirección al Este, las cuales inducen una convergencia de humedad desde bajas latitudes y una advección de la misma hacia la región cordillerana. Al legar a las costas de Chile central estos sistemas producirían ascenso con intensas nevadas en las cumbres y un descenso con alta presión relativa a sotavento de la Cordillera. En estas condiciones, sobre la zona del litoral argentino y sur de Brasil se produciría una posterior ciclogénesis y un aumento de la baroclinicidad vinculada a un frente asociado, con una consecuente convergencia de humedad desde Brasil, ascenso y altas temperaturas prefrontales. En los casos de alto caudal en la región del río Chubut, los sistemas de baja presión llegarían desde el Pacífico alcanzando latitudes superiores y pasarían la Cordillera sin discontinuidad arrastrando humedad desde regiones subtropicales hacia mayores latitudes. Estos sistemas están acompañados por una marcada reducción de los Oestes asociada al frecuente pasaje de altas presiones sobre el Pacífico sud-oriental. Estas altas presiones han sido asociadas por varios autores a las anomalías de TSM en el Pacífico ecuatorial y a la variabilidad decadal del tipo ENSO, y forman parte de un tren de ondas que se observa sobre el Pacífico Sur proveniente del Océano Indico. Este tren de ondas se observa al correlacionar la altura geopotencial con los caudales del río Atuel aunque no con los caudales del río Chubut. Configuraciones inversas de circulación y TSM estarían asociadas a condiciones de bajo caudal en las regiones estudiadas. Finalmente, los casos de exceso de caudal en la cordillera cuyana y déficit en la patagónica, presentan un patrón de anomalías de circulación similar al observado para casos de exceso de caudal en Cuyo, pero con anomalías de alta presión sobre el Pacífico Sur al Sudoeste de Sudamérica retiradas más hacia la Patagonia; las cuales, por un lado se interponen en la normal trayectoria de las bajas presiones que circulan por el océano en esas latitudes —desviándolas hacia latitudes subtropicales donde alcanzan las costas de Chile central y provocan precipitaciones en Cuyo—; y por otro, contribuyen a inhibir la precipitación en la Cordillera Patagónica. Las condiciones inversas (i.e. bajas presiones sobre el Sur patagónico provenientes del Pacífico Sur con alta baroclinicidad, e intensificación del anticiclón semipermanente del Pacífico) explicarían las situaciones inversas.
Abstract: The main of this work is to determine the mechanisms associated to the variability of the Andean rivers flows, in connection with the atmospheric circulation and the Sea Surface Temperature (SST) like a system forcing. For the atmospheric circulation the study extends from the synoptic scale to the climatic one. Two zones are identified alongside the Argentinean Andes where river streamflows show similar time variability behavior. The zones are represented by the Chubut river (between the Neuquén and the Senguer) and the Atuel river (between the Jachal and the Colorado). It is noticeable the low correlation between the streamflows from one another, which means statistical independence between them. The different topography and climates give different hydrological regimes. The Atuel water-volume from November to March is a product of summer melting of high- Andean snows accumulated in the previous winter. In turn, the Chubut water-volume shows a maximum in winter due to winter precipitation, and a secondary peak in spring due to precipitation and snow melting. The relationship between streamflows and SST is significant in large areas of the Southern Hemisphere (SH) central Pacific. However, the Atuel variability seems to be highly linked to El niño / Southern Oscillation (ENSO) patterns with strong signal in the tropical-equatorial Pacific and the Indian Ocean, whereas the Chubut seems to be less associated with the ENSO, showing signal restricted to the SH central subtropical Pacific. From the relationship between the studied flows and the standardized TSM anomalies Niño3+4 region, the following four subregions can be determined: 1) Northern Cuyo, where the relationship between Niño3+4 and the flows reaches to around 14 months of advance to the period of maximum flow, 2) Southern Cuyo, where this advance takes place around 8 months earlier, 3) Northern Patagonia, where the relationship between the flows and Niño3+4 occurs simultaneously and 4) Southern Patagonia, with similar characteristics to Northern Cuyo. For the regions 1, 2 and 4 the correlations fields between TSM and flows show the typical patterns of El Niño / La Niña events, showing the relationship between these Pacific anomalies and the Andean Mountains precipitation. High streamflows in the Atuel zone are associated with frequent passage of low-pressure systems moving eastward over the Pacific, which induce moisture convergence from lower latitudes and its advection toward the Andean region. The lows reaching the central Chilean coast would produce upward air motion with intense snowstorms in the high mountains and downward air motion with relative high pressures leeward the Andes. Hence, over northeastern Argentina and southern Brazil, a later cyclogenesis and an increase of the baroclinicity linked to a frontal zone would be produced, with consequent moisture convergence from Brazil, upward air motion and high pre-frontal temperatures. In cases of high streamflows in the Chubut zone, the low-pressure systems from the Pacific would reach the Chilean coast at higher latitudes, crossing over the natural further low Andes with no discontinuity and transporting moisture from subtropical latitudes. The subtropical low systems are linked to a remarkable reduction of the westerlies owing to higher frequency of highs at the southeast Pacific. Some researchers associate these highs with equatorial SST anomalies and the decadal ENSO-like variability and they may take part of a wave-train from the Indian Ocean extended over the southern Pacific. The wave-train can be observed by the correlation between the Atuel streamflows and the geopotential height, but not for the Chubut streamflows. Inverse circulation and SST features would be associated to low streamflows in the studied regions. Finally, the cases of high flows in Cuyo and low flows in Patagonia, present a pattern of anomalous circulation similar to the one observed for cases of high flows in Cuyo, but with high-pressure anomalies on the South Pacific at the Southwest of South America moved over the Patagonia. Those high-pressure anomalies interfere the normal track of the low-pressures systems —which usually circulate through the ocean at these latitudes—, which change their trajectory going toward subtropical latitudes where they reach the central Chile costs and generate precipitations in Cuyo. Additionally, those high-pressure anomalies contribute to inhibit the precipitations in the Patagonia. The inverse conditions (low-pressures systems coming from the South Pacific, with high baroclinicity on Southern Patagonia, and the enhance of the Pacific semi-permanent anticyclone), would explain the inverse cases.
Título :
Caracterización de la circulación atmosférica y la temperatura superficial del mar asociadas a extremos de caudal de ríos andinos y su variabilidad en baja frecuencia
Autor :
Araneo, Diego C.
Director :
Compagnucci, Rosa H.
Año :
2006
Editor :
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación :
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos
Grado obtenido :
Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos
Cita tipo APA: Araneo, Diego C. . (2006). Caracterización de la circulación atmosférica y la temperatura superficial del mar asociadas a extremos de caudal de ríos andinos y su variabilidad en baja frecuencia. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_4078_Araneo.pdf
Cita tipo Chicago: Araneo, Diego C.. "Caracterización de la circulación atmosférica y la temperatura superficial del mar asociadas a extremos de caudal de ríos andinos y su variabilidad en baja frecuencia". Tesis de Doctorado. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. 2006. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_4078_Araneo.pdf
Resumen: Los contaminantes emitidos a la atmósfera pueden llegar a superficies libres de agua mediante los procesos de depósito seco y húmedo, como parte de los procesos de interacción atmósfera-superficie de agua. De esta forma, la atmósfera es uno de los medios desde el cual, algunas sustancias contaminantes pueden alcanzar el medio acuático (ríos, lagos, estuarios) y afectar la calidad del agua de este sistema. Entre las sustancias que presentan mayor potencial para causar daños en el medio acuático, se encuentran los compuestos de nitrógeno. Gran parte de los compuestos nitrogenados presentes en la atmósfera proviene de la actividad humana que se desarrolla en centros urbanos próximos a las zonas costeras. El Área Metropolitana de Buenos Aires (AMBA) se encuentra entre los diez mayores conglomerados urbanos del mundo y es la tercera mega-ciudad de América Latina. Debido a su ubicación geográfica, cantidades significativas de óxidos de nitrógeno (NOx) provenientes del gran número de fuentes existentes en la zona urbana pueden ser transportados y transferidos hacia las aguas del Río de la Plata. Anualmente, el viento transporta los contaminantes desde la ciudad hacia el río durante el ~40% del tiempo. En este trabajo se presenta la primera evaluación de la transferencia de nitrógeno (N) atmosférico proveniente de fuentes de emisión de NOx en el AMBA, a las aguas costeras del Río de la Plata. Se consideran las emisiones provenientes de las fuentes areales (vehículos, actividades residencial, comercial y de pequeñas industrias, y operaciones de los aviones en los principales aeropuertos) y de fuentes puntuales (chimeneas). Se evalúan los depósitos seco y húmedo de compuestos nitrogenados atmosféricos mediante el desarrollo y la aplicación de modelos de dispersión atmosférica, y se analizan los principales factores que controlan estos procesos en la capa límite atmosférica. Se desarrolló el modelo de dispersión-reacción-depósito DAUMOD-RD para evaluar las concentraciones en aire de compuestos de N secundarios y el depósito total (seco y húmedo) de estas especies sobre una superficie de agua, cuando las emisiones de NOx provienen de un gran número de fuentes areales, como por ejemplo, una ciudad costera. El modelo DAUMOD-RD incluye: (i) un módulo para evaluar las concentraciones en aire de dióxido de nitrógeno (NO2), ácido nítrico (HNO3) gaseoso y nitrato (NO3-) aerosol que se generan a partir de las emisiones de NOx, (ii) un módulo para estimar el flujo de depósito húmedo, y (iii) un módulo para evaluar el flujo de depósito seco de estas especies sobre una superficie de agua. Las tasas de transformación química para la formación/remoción de estas especies son evaluadas en forma horaria en función de las condiciones atmosféricas. El depósito seco de los compuestos nitrogenados es parametrizado aplicando el método de las resistencias, en función de las condiciones atmosféricas, de las características de las especies (difusividad en aire, solubilidad y reactividad en agua, y velocidad de sedimentación de las partículas de aerosol) y de la rugosidad de la superficie. El flujo de depósito húmedo es calculado aplicando coeficientes de limpieza dependientes de la intensidad de la precipitación y de la especie contaminante. Asimismo, para estimar el aporte de las emisiones provenientes de las principales fuentes puntuales localizadas en el AMBA, se aplicó el modelo de dispersión atmosférica CALPUFF, recomendado por la Agencia de Protección del Ambiente de los Estados Unidos (US. EPA). Las parametrizaciones de las reacciones químicas y de los procesos de depósito incluidas en el modelo desarrollado DAUMOD-RD y en el modelo CALPUFF, son similares. Ambos modelos fueron aplicados sobre una superficie de río de ~2339 km2 frente a la costa del Área Metropolitana de Buenos Aires, con una resolución espacial de 1km2, utilizando tres años (1999-2001) de información meteorológica horaria y datos de emisión de NOx en el AMBA. Para el periodo analizado, se obtuvo que el depósito anual medio de N total (=N-NO2 + N-HNO3 + N-NO3-) es 30 kg-N km-2 año-1. Los depósitos secos de N-NO2, N-HNO3 y N-NO3- contribuyen a este valor con el 44%, 22% y 20%, respectivamente; mientras que los depósitos húmedos de N-HNO3 y N-NO3-, representan el 3% y 11%, respectivamente. El relativamente bajo (14%) aporte del depósito húmedo resulta de la escasa (5.4%) ocurrencia de horas con precipitación en situaciones de viento hacia el río. Mensualmente, el depósito de N total varía entre 2-3 kg-N km-2 mes-1. Los aportes relativos de las distintas especies de N varían estacionalmente. Durante los meses de invierno, la mayor contribución está dada por los depósitos de NO2 y NO3- aerosol, controlados principalmente por la frecuencia de vientos hacia el río. En el verano, la actividad fotoquímica y la estabilidad de la atmósfera dan lugar a una mayor contribución del depósito de HNO3 gaseoso. Los resultados muestran que el depósito húmedo mensual de N presenta una variación interanual significativa en función de la variación de la intensidad de la precipitación en horas con viento hacia el río. Se presentan las distribuciones horizontales del depósito de N en el área de río considerada. El flujo de depósito anual de N total presenta un marcado gradiente, con valores que se reducen a la mitad de los máximos flujos costeros (de hasta ~137 kg-N km-2 año-1) a ~5 km de la costa. El aporte relativo del depósito húmedo al depósito de N total varía entre el 9% en aguas costeras y el 23% a ~30 km de distancia de la costa. Los mayores valores de depósito de N total se presentan frente a la Ciudad de Buenos Aires y hacia el Norte, como consecuencia de la mayor frecuencia de vientos provenientes del sector SE-SW. Sin embargo, las zonas del río donde el depósito de N es mayor pueden ser distintas en diferentes meses del año de acuerdo con las rosas de vientos mensuales. Estas variaciones suelen ser significativas en las distribuciones horizontales del depósito húmedo. Los valores de depósito seco y húmedo de N estimados por los modelos han sido comparados con valores de depósito de N obtenidos para aguas costeras de distintas partes del mundo. Los máximos flujos de depósito seco mensual obtenidos para el depósito en el Río de la Plata varían entre 7-13 kg-N km-2 mes-1, siendo comparables a los obtenidos por otros autores. Sin embargo, los máximos flujos de depósito húmedo obtenidos (1-3 kg-N km-2 mes-1) son alrededor de un orden de magnitud menor que los valores reportados para otras zonas costeras del mundo. Este resultado se debe a la baja frecuencia de horas con viento hacia el río y ocurrencia de precipitación. Asimismo, se estimaron los aportes relativos de los distintos tipos de fuentes de emisión al depósito total de N atmosférico total. La contribución de las fuentes areales al depósito de N total varía espacialmente entre el 48-89%, siendo mayor en aguas cercanas a la costa. En toda el área considerada del Río de la Plata (2339 km2), el 73% del nitrógeno atmosférico depositado proviene de las emisiones de las fuentes areales.
Abstract: Air pollutants emitted to the atmosphere may reach the water surface through dry and wet deposition processes, as part of the atmosphere-water surface interaction processes. In this way, the atmosphere is one of the pathways from which pollutants can reach the aquatic environment (rivers, lakes, estuaries) and affect the water quality of this system. Nitrogen compounds are found between the substances having the greatest potential to cause damage on the aquatic environment. Most of nitrogen compounds present in the atmosphere come from human activities developed at urban centers near coastal zones. The Metropolitan Area of Buenos Aires (MABA) is considered one of the ten greatest urban conglomerates in the world and the third mega-city in Latin America, following Mexico (Mexico) and Sao Paulo (Brazil). Due to its geographical location, significant amounts of nitrogen oxides (NOx) coming from the great number of sources existing in the urban zone can be transported and transferred to the waters of the de la Plata River. On the annual average, pollutants are transported from the city towards the river by the wind during ~40% of the time. In this work, the first evaluation of the transfer of atmospheric nitrogen (N), coming from NOx emission sources located at MABA, to coastal waters of de la Plata River is presented. Emissions coming from area sources (road transportation, residential, commercial and small industry activities, and aircrafts) and point sources (stacks) are considered. Dry and wet deposition of atmospheric nitrogen compounds are evaluated through the development and application of atmospheric dispersion models, and the main controlling factors of these processes within the atmospheric boundary layer are analyzed. The dispersion-reaction-deposition model DAUMOD-RD was developed in order to evaluate air concentrations of secondary nitrogen compounds and total (dry and wet) deposition of these species over a water surface, when NOx emissions come from a great number of area sources such as a coastal city. The DAUMOD-RD model includes: (i) a module to evaluate the air concentrations of nitrogen dioxide (NO2), gaseous nitric acid (HNO3) and nitrate (NO3-) aerosol, generated from NOx emissions, (ii) a module to estimate the wet deposition flux and (iii) a module to estimate the dry deposition flux of these species over a water surface. Chemical transformation rates for the formation/removal of these species are hourly evaluated as functions of atmospheric conditions. Dry deposition of nitrogen compounds is parameterisated applying the resistance method, as a function of atmospheric conditions, species properties (diffusivity in air, solubility and reactivity in water, and particle settling velocity of aerosol species) and surface roughness. Wet deposition flux is calculated applying scavenging coefficients depending on precipitation rate and pollutant species. To estimate the contribution of the emissions coming from the main point sources located at MABA, the atmospheric dispersion model CALPUFF, recommended by the United States Environmental Protection Agency (US. EPA), was applied. The parameterisations of chemical reactions and deposition processes included in the developed DAUMOD-RD model and in the CALPUFF model are similar. Both models were applied over a river surface of ~2339 km2 in front of the coast of the Metropolitan Area of Buenos Aires with a spatial resolution of 1 km2, using three years (1999-2001) of hourly meteorological information and NOx emission data in MABA. For the analyzed period, annual mean deposition of total N (=N-NO2 + N-HNO3 + N-NO3-) is 30 kg-N km-2 yr-1. Dry deposition contributions of N-NO2, N-HNO3 and N-NO3- to this value are 44%, 22% and 20%, respectively; while wet depositions of N-HNO3 and NNO3-, represent 3% and 11%, respectively. The relatively low (14%) contribution of wet deposition results from the low occurrence of hours with precipitation during situations of wind towards the river. Monthly total N deposition varies between 2-3 kg-N km-2month-1. The relative contributions of the different N species vary seasonally. During the winter months, the greatest contribution is given by the deposition of NO2 and NO3- aerosol, mainly controlled by the frequency of offshore winds. In summer, photochemical activity and atmospheric stability lead to a greater contribution of gaseous HNO3 deposition. Results show that monthly wet N deposition presents a significant interannual variation due to the variation of precipitation rate in hours with offshore winds. Horizontal distributions of N deposition over the considered river surface are presented. Annual total N deposition flux presents a marked gradient, with values decreasing to half of their maximum coastal fluxes (up to ~137 kg-N km-2 yr-1) at ~5 km from the coast. The wet deposition relative contribution to total N deposition varies between 9% on coastal waters and 23% at ~30 km from the coast. Greater total N deposition values occur in front of and towards the North of Buenos Aires City, as a consequence of a greater frequency of winds coming from the SE-SW sector. However, the zones of the river where N deposition is greater may be different in different months of the year, according to the monthly wind roses. These variations are more significant in wet deposition horizontal distributions. The dry and wet deposition values estimated by the models have been compared to N deposition values obtained for coastal waters of different parts of the world. Maximum monthly dry deposition fluxes obtained for the de la Plata River vary between 7-13 kg-N km-2month-1, being comparable to the values obtained by other authors. However, estimated maximum wet deposition fluxes (1-3 kg-N km-2month-1) are around one order of magnitude lower than values reported for other coastal zones of the world. This result is due to the low frequency of hours with wind towards the river and occurrence of precipitation Furthermore, the relative contributions of the different emission sources to total atmospheric N deposition were estimated. The contribution of area sources to total N deposition varies spatially between 48-89%, being greater on waters near the coast. The 73% of the atmospheric nitrogen deposited on the area of the de la Plata River (2339 km2) comes from the area source emissions.
Título :
Transferencia al Río de la Plata de compuestos nitrogenados atmosféricos procedentes del área metropolitana de Buenos Aires = Transfer to de La Plata River of atmospheric nitrogen compounds coming from the metropolitan area of Buenos Aires
Autor :
Pineda Rojas, Andrea L.
Director :
Venegas, Laura E.
Consejero de estudios :
Venegas, Laura E.
Jurados :
Camilloni, I. ; San Román, E. ; Piccolo, M.
Año :
2007
Editor :
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación :
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos
Grado obtenido :
Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos
Cita tipo APA: Pineda Rojas, Andrea L. . (2007). Transferencia al Río de la Plata de compuestos nitrogenados atmosféricos procedentes del área metropolitana de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_4214_PinedaRojas.pdf
Cita tipo Chicago: Pineda Rojas, Andrea L.. "Transferencia al Río de la Plata de compuestos nitrogenados atmosféricos procedentes del área metropolitana de Buenos Aires". Tesis de Doctorado. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. 2007. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_4214_PinedaRojas.pdf
Resumen: En esta Tesis, por primera vez, se combina el análisis de los datos históricos de salinidad disponibles con series de tiempo de corriente y simulaciones numéricas de alta resolución, en un esfuerzo por comprender los procesos que ocurren en el activo e importante sistema estuarino del Río de la Plata. Con ese fin, se analizan las primeras series relativamente largas de corrientes ADCP colectadas en dos puntos del estuario. Se encuentra que la marea sólo explica alrededor de un 25% de la varianza. Aproximadamente otro 25% está asociado con actividad de ondas internas en los puntos de adquisición de datos, que corresponden a zonas de fuerte estratificación. Estas ondas son forzadas por la brisa tierra-mar y por la marea y son muy frecuentes durante la primavera y el verano. El 50% restante de energía está forzado por el viento en las escalas de tiempo sinóptica a intra-estacional. El estuario responde en una escala de tiempo de alrededor de 6 horas a la variabilidad del viento, con una estructura esencialmente barotrópica frente a vientos con una componente dominante perpendicular al eje del estuario y con una fuerte estructura baroclínica, con inversión en la dirección de las corrientes entre capas superiores e inferiores, para vientos con una componente paralela al eje del estuario. Aunque este tipo de respuesta es característica de cuencas semi-cerradas, no es típica de estuarios y es observada en el Río de la Plata como consecuencia de su gran ancho. Se utilizó el modelo hidrodinámico Estuary Coastal and Ocean Model (ECOM) juntos con datos CTD de campañas sinópticas históricas para evaluar las implicancias de la circulación forzada por el viento en la estratificación. Se encuentra que, aunque la estructura de cuña salina es una consecuencia de la intensa descarga continental en la región, los vientos predominantes favorecen su mantenimiento. Solamente bajo vientos intensos o persistentes del sudeste la estratificación puede quebrarse completamente. Sin embargo, la estructura vuelve a establecerse en un período de tiempo relativamente corto después de que los vientos se relajan. Los eventos con estas características son poco frecuentes en la región. Esto tiene un fuerte impacto sobre la biología ya que las especies que alberga el estuario requieren de ciertas condiciones de salinidad para su reproducción exitosa. Además, se caracterizó la respuesta de los campos de salinidad al forzante del viento y se encontraron indicios de eventos de surgencia a lo largo de la costa uruguaya frente a vientos del noreste, característicos de la estación cálida. Los resultados modifican el esquema conceptual vigente respecto de la señal estacional como principal característica del campo de salinidad en el Río de la Plata. Esta señal es el resultado de la mayor frecuencia de ocurrencia de vientos provenientes de direcciones determinadas a lo largo de las diversas estaciones. Situaciones caracterizadas como típicas de “invierno” o “verano” pueden ocurrir a lo largo de todo el año con gran variabilidad. La pluma de agua de baja salinidad impactaría en la plataforma continental en forma de pulsos alternativos hacia el noreste o el sudoeste en una escala del orden de los tres a cuatro días. Se identificaron los principales forzantes de variabilidad en las diferentes escalas de tiempo mediante una simulación de largo período realizada con el modelo Hamburg Shelf Ocean Model (HamSOM). Se encuentra que el primer modo de variabilidad en la escala interanual de la elevación de la superficie libre está forzado simultáneamente por la descarga continental y por el viento y ambos están asociados a los ciclos del ENSO. La variabilidad en la escala estacional explica un muy bajo porcentaje de varianza y está compuesta por una onda anual y una semianual, forzada por viento y descarga, respectivamente. La variabilidad en la escala subanual explica alrededor del 90% de la varianza y está forzada por el viento. Se encontró que los eventos extremos de crecidas en el estuario presentan a lo largo del tiempo una mayor frecuencia de ocurrencia y una mayor intensidad de respuesta. Por último, la arquitectura de modelado aplicada a la circulación barotrópica resultó exitosa mostrando ser una herramienta robusta para pronóstico y para el estudio de la variabilidad climática futura en respuesta al cambio climático.
Abstract: In this Thesis, for the first time, the analysis of historical salinity data and new current series is combined with high resolution numerical simulations, with the aim of understanding the processes that occur in the active and important Río de la Plata estuary. With that objective, the first relatively long ADCP current series collected in two points of the estuary are analyzed. Only 25% of the currents’ variance is accounted by the tide. Approximately another 25% is associated with internal wave activity at the sampling locations, where a strong stratification exists. These waves are forced by land-sea breeze and tide and are very frequent during spring and summer. The remaining 50% of the energy is wind driven and occurs in synoptic to intra-seasonal time scales. The estuary responds to wind variability in a time scale of approximately 6 hours. Response displays an essentially barotropic structure to winds with a dominant component perpendicular to the estuary axis and with a strong baroclinic structure, with inversion in current direction between upper and lower layers, to winds with a dominant component along the estuary axis. Although this kind of response is characteristic of semi-enclose basins, it is not a typical response in estuaries, and it is observed in the Río de la Plata due to its huge width. To evaluate the implications of the wind forced circulation on stratification, Estuary, Coastal and Ocean Model (ECOM) together with CTD data from synoptic campaigns were used. It is observed that, even though the salt wedge structure is a consequence of the intense discharge, its existence is favoured by winds that prevail in the region. The stratification can only be completely destroyed by strong or persistent south-easterly winds. Nevertheless, the structure is reconstructed in a relatively short period of time after wind relaxation, and that kind of events are not frequent in the region. This has a strong impact on biology because the species housed by the estuary require specific salinity conditions for their successful reproduction. Additionally, the response of the salinity field to wind forcing was characterized. High surface salinity, consistent with upwelling along the Uruguayan coast is observed for north-easterly winds, which are typical of the warm season. The present conceptual scheme involving the seasonal signal as the main feature of the salinity filed variability is modified by the results of this Thesis. This signal result of a larger frequency of occurrence of some wind direction along the different seasons, and conditions classically though as characteristic of “winter” or “summer” can take place during any season with high variability. The fresh water plume would impact the continental shelf in the form of alternating pulses toward the northeast or to the southwest in a time scale around three to four days. The main forcings of estuarine variability in different time scales were identified by means of a long term numerical simulation using Hamburg, Shelf Ocean Model (HamSOM). The first mode of the sea surface height variability on inter-annual time scale is forced simultaneously by runoff and wind. Results show clear evidence that both forcings are associated to ENSO cycles. The seasonal scale variability accounts by a very low percentage of variance and it is a combination of an annual and a semi-annual signal forced by wind and runoff, respectively. Approximately 90% of the variance is accounted by sub-annual scale variability, essentially wind driven. Extreme flood events in the estuary increase their frequency of occurrence and intensity over the time. Finally, the model hierarchy applied for barotropic circulation shows to be a robust tool for forecasting and for the study of estuarine climate variability in response to climate change.
Título :
Estudios de la circulación forzada por el viento en el estuario del Río de la Plata y sus implicancias en la estratificación: resultados del análisis de datos y simulaciones numéricas
Autor :
Meccia, Virna Loana
Director :
Simionato, Claudia
Consejero de estudios :
Nuñez, Mario
Jurados :
Moller Junior, O. ; Saraceno, M. ; Piola, A.
Año :
2008
Editor :
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación :
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA)
Grado obtenido :
Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos
ESTUARIO DEL RIO DE LA PLATA; DATOS ADCP; MODELOS HIDRODINAMICOS; CIRCULACION BAROTROPICA Y BAROCLINICA; ESTRUCTURA DE CUÑA SALINA; RIO DE LA PLATA ESTUARY; ADCP DATA; HYDRODYNAMIC MODELS; BAROTROPIC AND BAROCLINIC CIRCULATION; SALT WEDGE STRUCTURE
Cita tipo APA: Meccia, Virna Loana . (2008). Estudios de la circulación forzada por el viento en el estuario del Río de la Plata y sus implicancias en la estratificación: resultados del análisis de datos y simulaciones numéricas. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_4220_Meccia.pdf
Cita tipo Chicago: Meccia, Virna Loana. "Estudios de la circulación forzada por el viento en el estuario del Río de la Plata y sus implicancias en la estratificación: resultados del análisis de datos y simulaciones numéricas". Tesis de Doctorado. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. 2008. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_4220_Meccia.pdf
Resumen: Existen numerosos estudios en la literatura que sugieren algún tipo de conexión entre los campos de hielo marino de las regiones polares y el clima global pero, la naturaleza específica y los mecanismos a través de los cuales las variaciones en los campos de hielo marino están relacionadas con el clima global o de latitudes medias están todavía pobremente definidos. La presente tesis pretende completar los estudios realizados previamente por otros autores y mejorar los conocimientos existentes sobre conexiones entre el hielo marino en la Antártida y el clima global, a la vez que evaluar su significado enfocándose en la región antártica donde se producen las mayores variaciones del campo de hielo marino, tanto temporal como espacialmente, que es sobre los mares de Amundsen, Bellingshausen y Weddell. Específicamente, lo que se intentó realizar fue cuantificar la variabilidad tanto espacial como temporal del campo de hielo marino, identificar las relaciones que existen entre la variabilidad del hielo marino y el clima tanto polar, de latitudes medias como global, señalar la significancia de estas relaciones e identificar regiones geográficas que puedan mostrar las conexiones más fuertes, teniendo en cuenta que la identificación de las conexiones entre la región polar y el resto de las regiones terrestres es el primer paso para determinar los mecanismos responsables de las mismas. Para examinar las variaciones espaciales del hielo marino antártico, determinar cuando se da una cierta estructura de anomalía espacial e investigar su relación con el clima tanto polar como de Sudamérica, se analizaron los datos de concentración de hielo marino en modo-T y se confeccionaron mapas de composiciones de distintas variables atmosféricas. Para examinar las variaciones temporales, y encontrar las áreas donde las mismas resultan homogéneas así como ver la forma en que se relacionan con la variabilidad del clima global, se analizaron los datos de concentración de hielo marino en modo-S y se confeccionaron mapas de correlación entre distintas variables atmosféricas y las series patrón encontradas así como correlogramas cruzados entre dichas series y algunos índices atmosféricos.
Abstract: There are numerous studies in the literature that suggest some kind of connection between sea ice fields of the polar regions and global climate but, the specific nature and the mechanisms through which the variations in sea ice fields are related to global or midlatitudes climate are still poorly defined. The present thesis tries to complete previous studies done by other authors and to improve the existing knowledge on connections between sea ice in the Antarctica and the global climate, simultaneously with the evaluation of its meaning focusing in the Antarctica region where the greater variations of sea ice field take place, temporary as well as spatially, that is on the Amundsen, Bellingshausen and Weddell Seas. Specifically, what was tried to be done was to quantify sea ice spatial and temporary variability, to identify the relations that exist between sea ice variability and polar, mid-latitudes and global climate, to indicate the significance of these relations and to identify the geographic regions which show the strongest connections, considering that the identification of the connections between the polar region and the rest of the terrestrial regions is the first step to determine the mechanisms that are responsible for them. In order to examine the space variations of Antarctic sea ice, to determine when a certain structure of space anomaly occurs and to investigate its relation with polar and South America climate, the sea ice concentration data were analyzed in T-mode and composite maps of different atmospheric variables were made. In order to examine the temporary variations, and to find the areas where the same ones turn out homogenous as well as to see the form they are related to the variability of the global climate, sea ice concentration data were analyzed in S-mode and correlation maps between different atmospheric variables and the found pattern series, as well as cross-correlograms between these series and some atmospheric indexes were made.
Título :
Variabilidad espacial y temporal de la concentración del hielo marino antártico y su relación con la circulación atmosférica = Antartic sea ice concentration spatial and temporal variability and its relationship with atmospheric circulation
Autor :
Barreira, Sandra C. B.
Director :
Compagnucci, Rosa Hilda
Consejero de estudios :
Compagnucci, Rosa Hilda
Año :
2008
Editor :
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación :
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos
Grado obtenido :
Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos
Oceanografía / Interacción Mar-Atmósfera Ciencias de la Atmósfera / Climatología y Cambio Climático Ciencias de la Atmósfera / Procesos Regionales y de Gran Escala
Palabras claves :
HIELO MARINO ANTARTICO; VARIABILIDAD ESPACIAL Y TEMPORAL; CIRCULACION ATMOSFERICA; TELECONEXIONES; ANTARCTIC SEA ICE; SPATIAL AND TEMPORAL VARIABILITY; ATMOSPHERIC CIRCULATION; TELECONNECTIONS
Cita tipo APA: Barreira, Sandra C. B. . (2008). Variabilidad espacial y temporal de la concentración del hielo marino antártico y su relación con la circulación atmosférica. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_4320_Barreira.pdf
Cita tipo Chicago: Barreira, Sandra C. B.. "Variabilidad espacial y temporal de la concentración del hielo marino antártico y su relación con la circulación atmosférica". Tesis de Doctorado. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. 2008. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_4320_Barreira.pdf
Resumen: Esta tesis presenta un estudio de la variabilidad espacio-temporal de la intensidad diaria de precipitación que excede el percentil 75 (DIER75). Este índice permitió evaluar la frecuencia y la intensidad de los extremos diarios de precipitación, explicando el 70% de los acumulados mensuales de lluvia. En el periodo 1962-2005, la región subtropical de Argentina muestra una disminución en el DIER75, en cambio en el centro del país, se registran incrementos en los primeros meses del año. Junio, es el único mes que presenta una señal significativa (disminución) con coherencia espacial, en el centro de Argentina. Asimismo, la región subtropical presenta variabilidades de mayor frecuencia (2 años) que las zonas del centro-este de Argentina (de 3 a 8 años), y hacia el oeste, se evidencian ciclos de variabilidad de entre 10 y 14 años. La tesis avanza en el conocimiento sobre la relación entre la anomalía de temperatura superficial del mar (TSM) de los océanos tropicales y subtropicales y la intensidad de precipitación diaria extrema en la Argentina, con el fin de encontrar las regiones fuentes en los océanos y describir los mecanismos dinámicos asociados a escala planetaria y regional. Se realizó un análisis de descomposición en valores singulares y se identificó que la influencia del Pacífico, ligada al ENOS y Niño Modoki, aquella del Índico, relacionado al IOD, y aquella del Atlántico, asociada al AMO y el TSA, se combinan en los tres primeros modos que resultan del análisis de SVD. Aunque la relación de cada una de las regiones oceánicas identificadas con el DIER75 no es la misma. En especial se encontró que la influencia de las regiones oceánicas tropicales sobre los extremos de precipitación diaria en Argentina, se asocia con diferentes trenes de ondas de Rossby que emanan del Pacífico central y oeste e Índico este en dirección a Sudamérica, que promueven la convergencia o divergencia de humedad en el Sudeste de Sudamérica. Se realizó un trabajo exploratorio con el fin de evaluar cómo la señal global de calentamiento de las TSM repercute en la covariabilidad observada entre las anomalías de TSM y del DIER75 en Argentina. Se encontró que este calentamiento debilita la influencia de la TSM en el Pacífico central asociadas al ENOS, mientras que la asociación se intensifica con los océanos el Indico y el Atlántico tropical.
Abstract: This thesis presents a study of the spatiotemporal variability of extreme daily rainfall in Argentina using a monthly index of daily precipitation intensity based on the 75th percentile (DIER75). The index allowed the evaluation of frequency and intensity of extreme daily rainfall, which accounts for 70% of the monthly accumulated rainfall. In the period 1962-2005, the subtropical region of Argentina shows a decrease in DIER75, while there are increases in the Midwest during the summer months. On the other hand, June is the only month that shows a significant decrease with large spatial coherence in central Argentina. Also, the subtropical region exhibits higher frequency variability (2 years) than those observed over central-eastern Argentina (3 to 8 years), while to the west, cycles of variability are detected between 10 and 14 years. This thesis studied the relationship between the anomaly of sea surface temperature (SST) at the tropical and subtropical oceans and extreme daily rainfall in Argentina. We also explore the dynamical mechanisms associated with regional and global scale. An analysis of singular value decomposition (SVD) was made that shows that a combined influence of the Pacific (linked to ENSO, Niño Modoki) the Indian Ocean (related to the IOD), and the Atlantic (associated with the AMO and the TSA), influence the variability the three leading modes resulting from the SVD analysis. Although, the influence of each identified ocean region over the DIER75 activity is not the same. Moreover, it was found that the influence of tropical ocean regions on the extremes of daily precipitation in Argentina is associated with Rossby wave trains emanating from the central and western Pacific and Indian Oceans extending towards South America, promoting the convergence or divergence of moisture in southeastern South America. Exploratory work was carried out on how global warming signal as described by global SSTs affects the observed covariability between SST anomalies and DIER75 in Argentina. We found that global warming weakens the influence of SSTs in the central Pacific associated with ENSO. Conversely, the magnitude of the correlations with the tropical Indian and Atlantic intensify.
Título :
Extremos diarios de precipitación en la Argentina: cambios observados en la segunda mitad del siglo XX y asociación con la temperatura superficial del océano tropical = Extreme daily precipitation in Argentina: changes observed in the second half of the twentieth century and association with the tropical ocean surface temperature
Autor :
Robledo, Federico Ariel
Director :
Penalba, Olga C. Vera, Carolina
Consejero de estudios :
Camilloni, Inés
Jurados :
Labraga, Juan Carlos ; Cavalcanti, Iracema ; Solman, Silvina
Año :
2012-03-09
Editor :
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación :
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos (DCAO)
Grado obtenido :
Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos
Ciencias de la Atmósfera / Climatología y Cambio Climático Oceanografía / Interacción Mar-Atmósfera
Palabras claves :
PRECIPITACION DIARIA; EXTREMOS; ARGENTINA; VARIABILIDAD INTERANUAL Y DECADAL; CIRCULACION ATMOSFERICA GLOBAL Y REGIONAL; EFECTO DEL CALENTAMIENTO GLOBAL; DAILY PRECIPITATION; EXTREMES; ARGENTINA; INTERANNUAL VARIABILITY; GLOBAL AND REGIONAL ATMOSPHERIC CIRCULATION; GLOBAL WARMING IMPACT
Cita tipo APA: Robledo, Federico Ariel . (2012-03-09). Extremos diarios de precipitación en la Argentina: cambios observados en la segunda mitad del siglo XX y asociación con la temperatura superficial del océano tropical. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_5200_Robledo.pdf
Cita tipo Chicago: Robledo, Federico Ariel. "Extremos diarios de precipitación en la Argentina: cambios observados en la segunda mitad del siglo XX y asociación con la temperatura superficial del océano tropical". Tesis de Doctorado. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. 2012-03-09. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_5200_Robledo.pdf
http://digital.bl.fcen.uba.ar
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