Calibración y validación del modelo Wavewatch III V.4.18, para su aplicación en la generación de un reanálisis de oleaje en las costas de Chile.

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2017-07

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Universidad de Valparaíso

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Escuela de Ingenieria Civil Oceanica

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El presente documento, expone el proceso de calibración y validación del modelo WAVEWATCH III V. 4.18, para su aplicación en la generación de un reanálisis de oleaje de a lo menos 20 años para las costas de Chile. Este trabajo fue realizado en el marco del proyecto Fondef-IDeA IT3I20006 “Un Atlas de Oleaje para Chile”, llevado a cabo por la escuela de Ingeniería Civil Oceánica de la Universidad de Valparaíso en colaboración con la Dirección de Obras Portuarias del Ministerio de Obras Públicas, Apuerto ingeniería y el Centro de Investigación y Modelamiento de Fenómenos Aleatorios - Valparaíso. La calibración del modelo fue abordada en tres etapas. La primera consistió en la determinación de la configuración de la malla computacional y batimétrica, cuyos resultados fueran consistentes con las observaciones de instrumentos de medición in-situ y los tiempos de cálculo asociados ella fuesen relativamente bajos. La segunda, en la selección de las parametrizaciones de los procesos físicos contenidos en la ecuación de balance de acción de densidad espectral de oleaje, que permitan representar de mejor manera las condiciones de generación y propagación de oleaje hacia las costas de Chile. Finalmente la tercera etapa abordó la modificación de algunos de los parámetros adimensionales de los procesos físicos más relevantes en aguas profundas y que controlan el crecimiento y disipación de la energía debido a la interacción con el viento. Para comparar los resultados de los escenarios de simulación planteados, se utilizaron 8 boyas distribuidas a lo largo de la costa chilena e información satelital proveniente de 6 misiones. Se planteó una metodología de evaluación del desempeño de los escenarios de simulación cuyo objetivo es la determinación de un único valor, el cual permite estimar la calidad de los datos simulados. Este valor fue denominado “Índice de Desempeño Unitario”, y consiste en una combinación lineal de indicadores estadísticos normalizados sobre la base de un análisis multicriterio, que tiene como objetivo establecer factores de importancia relativa a cada estadígrafo, tipo de análisis y parámetros de oleaje. Los resultados de la primera etapa de calibración, indican que la configuración óptima de la malla batimétrica se encuentra acotada entre las latitudes 65° sur y 65° norte y por las latitudes 110° Este y 60° Oeste y con una resolución de 1° en ambos sentidos. De esta forma, es posible contar con resultados consistentes con las observaciones en tiempos de cálculo cercanos a las 2.2 horas por año de simulación. Los resultados de la segunda dejan en evidencia que la combinación de parametrizaciones físicas que permiten obtener resultados con mejores ajustes a los datos instrumentales, corresponde a los contenidos en el Switch de compilación “Switch_Ifremer1” (Test-11). Éste se encuentra contenido en el paquete de instalación del modelo WAVEWATCH III v.4.18 y considera el método DIA para la cálculo de las interacciones no lineales en aguas profundas, junto con el esquema de crecimiento y disipación de energía del oleaje ST4. Este último fue empleado por el Ifremer en la generación de la base de datos de reanálisis de oleaje global del proyecto IOWAGA. De la última etapa de calibración se concluyó que el modelo forzando con información de la base de datos de reanálisis atmosférico ERA-Interim, genera resultados que representan de mejor desempeño en la descripción del clima medio de oleaje en Chile. De esta misma 13 etapa, y tras el ajuste de coeficientes en algunas de las parametrizaciones físicas contenidas en el Switch_Ifremer1, se concluyó que la configuración de coeficientes por defecto de cada parametrización física, genera resultados que presentan un mejor ajuste y errores más bajos respecto a la información instrumental.

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Palabras clave

OLEAJE, REGISTROS DE INVESTIGACION, MODELO DE SIMULACION

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