Influencia del modo anular Austral sobre el oleaje incidente en las costas de Chile

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2018-06

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Universidad de Valparaíso

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Escuela de Ingenieria Civil Oceanica

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En este trabajo se analizan los impactos de la oscilación climática del Modo Anular Austral (SAM) sobre el clima de oleaje incidente en las costas de Chile. El SAM es el modo dominante de la variabilidad atmosférica entre latitudes extratropicales y altas del hemisferio sur. Los cambios en él, afectan la fuerza y posición en el cinturón de los vientos del Oeste, junto con la trayectoria de las tormentas y la densidad de los sistemas ciclónicos sobre el hemisferio sur. Los vientos del Oeste constituyen un importante sistema de circulación global que domina la dinámica del clima a latitudes medias y corresponden a la principal área de generación del oleaje que se propaga hasta las costas de Chile. Para el desarrollo de este estudio se utilizaron datos derivados de Altimetría satelital (RADS), datos espectrales y parámetros de resumen de la base de datos “CAWCR Wave hindcast 1979-2010” desarrollada por la oficina australiana de meteorología y CSIRO. Se estudió la influencia del SAM sobre la variabilidad del oleaje en el hemisferio sur, con un énfasis regional y estacional, con especial atención en las costas de Chile, utilizando herramientas estadísticas como análisis de correlación y análisis de compuesto entre el índice SAM y las anomalías en los campos atmosféricos superficiales, parámetros de resumen del oleaje y datos espectrales. Además, se presenta un análisis de la variabilidad espacial y temporal de las alturas significativas máximas de las olas a nivel mensual utilizando un modelo estadístico basado en la distribución de valores extremos (GEV). Finalmente, se presenta un análisis entre el SAM y la distribución espacial de los sistemas ciclónicos presentes sobre el hemisferio sur, utilizando el software cyclone tracking scheme desarrollado por Murray y Simmonds (1991 y documentos posteriores) de la universidad de Melbourne. Los resultados del análisis de correlación muestran una relación significativa y además positiva entre las anomalías mensuales de la altura significativa y el índice SAM, particularmente durante los meses de invierno y primavera. Esta correlación se asocia con un aumento de la altura y período del oleaje de mar de fondo (swell) en el océano Pacífico, extendiéndose hacia latitudes medias y bajas, e incluso hacia el hemisferio norte debido a la propagación del oleaje. El análisis de compuesto en las anomalías de altura significativa confirma que existe una fuerte relación en ambas fases del SAM. Los resultados muestran que la altura de ola significativa aumenta progresivamente con una fuerte variación latitudinal hacia el extremo sur del país, debido a la intensificación en las tormentas y el fortalecimiento en los vientos del Oeste hacia el sur. Durante la fase positiva existe un incremento superior a los 80 [cm] en promedio en el océano Austral, mientras que para las costas de Chile central la influencia de la señal promedio es del orden de los 40 a 60 [cm]. Por el contrario, durante la fase negativa existe una disminución en promedio a 20-40 [cm] de las alturas significativas. Lo cual es consistente con el aumento en el gradiente de presión hacia altas latitudes y el debilitamiento en los vientos del Oeste. La potencia del oleaje frente a Chile central es en promedio 100 a 120 [kW/m] durante una fase positiva del SAM, mientras que en la zona sur la potencia del oleaje es de aproximadamente 140 a 170 [kW/m]. Por otra parte, durante las fases negativas del SAM el flujo de energía disminuye considerablemente en magnitud, presentando una energía promedio entre 40 a 80 [kW/m] frente a Chile central, mientras que, en la zona sur se observan valores entorno a los 80 a 100 [kW/m]. Estas diferencias entre ambas fases del SAM permiten explicar cerca de un 30 - 40% de la variabilidad interanual en la potencia frente a la costa de Chile central, mientras que en la zona sur hasta un 60% durante invierno. Un análisis de compuesto de los datos espectrales del oleaje (un punto frente a las costas de Perú y otros cuatro frente a las costas de Chile) revela que el SAM influye sobre la energía del oleaje de mar de fondo que proviene del Suroeste, como también lo hace sobre el oleaje generado por el viento local. Los resultados del análisis de clima extremo, revelan que el promedio en la altura de ola significativa extrema aumenta progresivamente hacia altas latitudes, encontrando valores promedios durante todo el año. durante el verano, está altura de ola es ligeramente menor a los 7 [m], mientras que en el resto del año supera los 8 [m] en altas latitudes. El SAM en el océano Austral puede explicar durante los meses de verano e invierno austral diferencias de un 10% en la altura de ola significativa extrema frente a las costas de Chile central y entre un 10% a un 20% al sur de los 50°S en todas las estaciones.

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MAREAS ATMOSFERICAS

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