jueves, 24 de mayo de 2012

TEMA II OLEAJE Y MAREAS




OBJETIVO: Interpretar la teoría general de los principales fenómenos oceanográficos y la interacción mar-costa.

Oleaje

Las olas del mar son ondas sísmicas (es decir, movimientos de un medio material) de las llamadas 'superficiales', que són aquellas que se propagan por la interfaz, entre dos medios materiales. En este caso se trata del límite entre la atmósfera y el océano. Cuando pasa una ola por aguas profundas (a una profundidad mayor a 1/20 de su longitud de onda), las moléculas de agua regresan casi al mismo sitio donde se encontraban. Se trata de un vaivén con una componente vertical, de arriba a abajo, y otra longitudinal, la dirección de propagación de la onda.

Hay que distinguir dos movimientos. El primero es la oscilación del medio movido por la onda, que en este caso, como hemos visto, es un movimiento circular. El segundo es la propagación de la onda, que se produce porque la energía se transmite con ella, trasladando el fenómeno con una dirección y velocidad, llamada en este caso velocidad de onda.

En realidad se produce un pequeño desplazamiento neto del agua en la dirección de propagación, dado que en cada oscilación una molécula o partícula no retorna exactamente al mismo punto, sino a otro ligeramente más adelantado. Es por esta razón por la que el viento no provoca solamente olas, sino también corrientes superficiales.




El fenómeno es provocado por el viento, cuya fricción con la superficie del agua produce un cierto arrastre, dando lugar primero a la formación de rizaduras (arrugas) en la superficie del agua, llamadas ondas u olas capilares, de sólo unos milímetros de altura y hasta 1,7 cm de longitud de onda. Cuando la superficie pierde su lisura, el efecto de fricción se intensifica y las pequeñas rizaduras iniciales dejan paso a olas de gravedad. Las fuerzas que tienden a restaurar la forma lisa de la superficie del agua, y que con ello provocan el avance de la deformación, son la tensión superficial y la gravedad. Las ondas capilares se mantienen esencialmente sólo por la tensión superficial, mientras que la gravedad es la fuerza que tensa y mueve las olas más grandes.

Cuanto mayor es la altura de las olas, mayor es la cantidad de energía que pueden extraer del viento, de forma que se produce una realimentación positiva. La altura de las olas viene a depender de tres parámetros del viento, que son su velocidad, su persistencia en el tiempo y, por último, la estabilidad de su dirección. Así, los mayores oleajes se producen en circunstancias meteorológicas en que se cumplen ampliamente estas condiciones.




Una vez puestas en marcha, las olas que se desplazan sobre aguas profundas disipan su energía muy lentamente, de forma que alcanzan regiones muy separadas de su lugar de formación. Así, pueden observarse oleajes de gran altura en ausencia de viento.

Las olas disipan su energía de varias maneras. Una parte puede convertirse en una corriente superficial, un desplazamiento en masa de un gran volumen de agua hasta una profundidad considerable. Otra parte se disipa por fricción con el aire, en una inversión del fenómenos que puso en marcha las olas. Parte de la energía puede disiparse si una velocidad excesiva del viento provoca la ruptura de las crestas. Por último, la energía termina por disiparse por interacción con la corteza sólida, cuando el fondo es poco profundo o cuando finalmente las olas se estrellan con la costa.





Al llegar a la costa, las olas sufren unas últimas transformaciones antes de disiparse:

§     encrespándose si encuentran un obstáculo marcado en la franja costera, como un banco de arena o taro, una roca o formación rocosa o un arrecife. Dependiendo del obstáculo, su forma y tamaño, y la fuerza y velocidad de la ola, así como el punto de marea, las olas costeras pueden adquirir diferentes expresiones de tamaño, velocidad, forma o movimiento.

§     la contraola es un efecto de destacado llamado resaca del agua que, llevada por las olas hasta la orilla de tierra firme o la orografía costera, rebota o se desliza de nuevo hacia el mar, creando una ola en dirección opuesta al golpe de mar; es decir, una ola que parte de la costa. Generalmente se disipan o estrellan con las otras olas en algunos metros adelante.




Clasificación de las Ondas

La parte más alta de una ola es su cresta, y la parte más profunda de la depresión entre dos olas consecutivas se llama valle. A la distancia entre dos crestas se le denomina longitud de onda (λ) y a la diferencia de altura entre una cresta y un valle se le llama altura de la ola. La amplitud es la distancia que la partícula se aparta de su posición media en una dirección perpendicular a la de la propagación. La amplitud vale la mitad de la altura. La pendiente (δ) es el cociente de la altura y la longitud de onda: δ = H / λ

Se llama período (τ) al tiempo que transcurre entre el paso de dos crestas consecutivas por el mismo punto. La velocidad de onda (también llamada velocidad de fase o celeridad), es decir la velocidad de propagación, se calcula dividiendo la longitud de onda por el período:

c = λ / τ

En aguas profundas (>λ/2) la velocidad de onda es proporcional a la longitud de onda, en aguas muy superficiales (<λ/2) por el contrario depende sólo de la profundidad.





Teoría del oleaje. Primera aproximación de Stokes

Las olas son producidas por diferentes causas. Existen olas que son generadas por el viento, por las mareas, por tormentas, por oscilaciones o por terremotos. Estas últimas se conocen como Tsunamis; son olas que alcanzan alturas considerables cuando rompen contra las costas.

Para que se genere una ola se requiere que exista una fuente de energía que, al transmitir al agua en reposo una cantidad determinada de energía, produce un movimiento oscilatorio de las partículas del líquido sin que haya un transporte importante de masa. Este movimiento oscilatorio es similar al que se induce por vibración a una cuerda que esté fija por sus dos extremos. Como se verá más adelante, la propagación de la energía dentro de la masa de agua está relacionada estrechamente con la propagación de las olas que se generan con esa energía.

El desarrollo de la Teoría de las olas se basa en la aplicación de las ecuaciones de Navier-Stokes en el flujo de fluidos viscosos en régimen no permanente.



La teoría que se trata en el texto se conoce como Teoría de Stokes . Algunos autores, como Iribarien por ejemplo, prefieren la Teoría Trocoidal la cual tiene un tratamiento matemático más complicado.

Para su estudio las olas se clasifican en Olas de pequeña amplitud y Olas de amplitud finita. Las primeras representan alteraciones pequeñas en la superficie del agua y no ocasionan problemas notables a las estructuras que están localizadas en alta mar o en la costa. Las olas de amplitud finita son las olas que interesan en los diseños de puertos, estructuras marinas y obras de protección de playas.

El estudio de las olas de pequeña amplitud se basa en la Teoría Lineal en la forma como fue desarrollada por Stokes. Es una aplicación simplificada de la ecuación general del flujo no permanente.



Supone que el flujo es irrotacional y utiliza solamente el primer término de la ecuación de Navier-Stokes. El resultado es una Ola Sinusoidal que tiene las siguientes características:

Los tres valores que caracterizan una ola son:

H = Altura
L = Longitud
T = Período.
  
El período T es una característica constante de la Ola durante su existencia. La longitud L y la altura H se modifican a medida que la Ola se desplaza desde el mar hacia la costa.

Se define como Mar Profundo aquel en el cual la relación entre la Longitud de la Ola y la Profundidad del agua es mayor que 2. Cuando la Ola está en mar profundo la rugosidad del fondo no afecta su comportamiento, pero a medida que entra al mar poco profundo la Longitud de la Ola tiende a disminuir y la altura a aumentar por efecto de la fricción de la masa de agua con el fondo.



Las siguientes son las características de una Ola individual en mar profundo:

d = Profundidad del agua.
d / Lo > 1/2
Ho = Altura de la Ola.
Lo = Longitud de la Ola.
T = período.
Co = Celeridad o Velocidad de Fase = Lo / T
Co = 1.56 T m/s (sistema métrico)

El mar es Medianamente profundo cuando la relación d/L está comtprendida entre 1/2 y 1/10. En este caso se tienen las siguientes relaciones:

L = Lo tgh Kd
C = Co tgh Kdtgh Kd = tangente hiperbólica de Kd, donde K es el Número de la Ola ( K = 2 Pi / L )

Cuando d/L es menor que 1/10 la profundidad del agua es muy pequeña y se aceptan las siguientes aproximaciones:

L = T ( gd )1/2
C = ( gd )1/2g = 9.81 m/s2



Geometría estadística del oleaje. Distribución de Raleigh

En la teoría de la probabilidad y estadística, la distribución de Rayleigh es una función de distribución continua. Se suele presentar cuando un vector bidimensional (por ejemplo, el que representa la velocidad del viento) tiene sus dos componentes, ortogonales, independientes y siguen una distribución normal. Su valor absoluto seguirá entonces una distribución de Rayleigh.

Esta distribución también se puede presentar en el caso de números complejos con componentes real e imaginaria independientes y siguiendo una distribución normal. Su valor absoluto sigue una distribución de Rayleigh.

Para que se pueda realizar el análisis estadístico de las olas es necesario tener un registro de olas en el sector de interés. Desafortunadamente estos registros existen en muy pocos lugares del mundo debido a los altos costos de los equipos de registro y procesamiento de datos. 




Cuando se tienen los datos históricos se seleccionan los trenes de olas que han ocurrido a lo largo de varios años, se determinan amplitudes y períodos de las olas y se aplican los métodos estadísticos ue se describen en la literatura especializada ( Longuett-Higgins, Ippen, Wiegel) para determinar la magnitud y el período de la Ola Significativa y de las Olas Máximas esperadas. 

En una serie de olas, ordenadas de mayor a menor según su amplitud, la Ola significativa se define como el promedio de las amplitudes de las olas que están en el tercio superior de la serie.

            Predicción del Oleaje

Cuando el viento sopla sobre una superficie de agua se generan dentro de la masa de agua unos movimientos oscilatorios cuya magnitud depende de la velocidad , dirección y tiempo durante el cual sopla, del área sobre la cual sopla el viento y de la profundidad del agua en dicha zona. Estos movimientos oscilatorios se visualizan en la superficie produciendo cambios en el nivel del agua y constituyen las olas generadas por el viento. 

Estas olas se propagan a lo largo de líneas cuyas direcciones dependen de la geometría del área sobre la cual sopla el viento, de la dirección del viento y de la conformación del fondo. La propagación de las olas no se produce en forma individual sino que ellas forman trenes de olas de  diferentes amplitudes y períodos. 




En los estudios de ingeniería que se realizan en el mar y en la costa es necesario predecir cual será el comportamiento del oleaje durante las etapas de construcción y de operación de las obras. La predicción de las olas consiste en el pronóstico de los valores medios y extremos de Amplitud, Período, Longitud y Celeridad de las olas que pueden llegar a los sitios de influencia de los proyectos. 

Para realizar los pronósticos existen dos metodologías , en la primera se realizan los análisis estadísticos de las olas históricas que llegan  al sitio del proyecto; la segunda utiliza métodos empíricos que tienen como referencia los estudios de investigadores de diferentes partes del mundo


Fenómenos del oleaje. Rompiente, refracción, difracción y reflexión

Las olas se desplazan más lentamente a medida que es menor la profundidad del agua y en aguas de profundidad variable, las olas situadas en aguas menos profundas disminuyen de velocidad, mientras que las que se hallan en aguas más profundas la aumentan. Las olas se inclinan hacia las aguas menos profundas y este movimiento recibe el nombre de refracción.   


Debido a las distintas profundidades del fondo del océano, las trayectorias de la refracción de olas pueden ser muy complicadas. Además las olas que llegan a las islas pueden ser refractadas y después reflejadas en una dirección completamente distinta. El fenómeno de reflexión es análogo al que sufre la luz; el rayo luminoso es sustituido por la línea perpendicular al frente de la ola, y ésta se refleja al encontrar un obstáculo adecuado, cumpliendo con las leyes de reflexión, es decir, el ángulo de incidencia y el de reflexión son iguales, quedando en un mismo plano el rayo incidente, el reflejado y la perpendicular a la superficie reflectora en el punto de incidencia. Los accidentes geográficos, naturales o artificiales tales como cabos, islas, entradas estrechas a bahías, pasos estrechos entre dos islas, etc., o fenómenos marinos como las corrientes marinas son los obstáculos más comunes que pueden oponerse o interponerse al oleaje, produciendo los fenómenos de reflexión




El fenómeno de la difracción es por comparación con la de la luz fácil de comprender, se trata del fenómeno merced al cual si en una habitación oscura hay un orificio en una pared, vemos desde dentro la luz exterior desde cualquier lugar en que podamos divisar el agujero aunque no estemos enfrente de él.

En el caso del oleaje el fenómeno se origina con "agujeros" enormemente mayores que en el caso de las ondas luminosas, como pueden serlo la boca de un puerto o de una bahía suficientemente cerrada. Los bordes de entrada al recibir el oleaje exterior se convierten en centros emisores de oleaje por "difracción", mandando hacia el interior del puerto o bahía un oleaje distinto al que recibieron, y que se propaga como abriéndose en abanico, siendo más débil que el que le dio origen. Como esto lo hacen ambos extremos de la entrada, las dos ondulaciones que penetran al interior se interfieren entre sí pudiendo llegar a picarse algo la mar dentro si el oleaje es fuerte fuera.

Tratándose de una isla, el oleaje que llega se divide a barlovento (lugar desde donde viene el viento), en dos brazos o trenes de ondas distintos que rodean el obstáculo, volviéndose a reunir a sotavento (lugar hacia dónde va el viento), donde se interfieren, pudiendo dar lugar a un oleaje más alto que el de cada uno de esos trenes de onda por separado. Eso ocurre especialmente si la isla no presenta en su contorno salientes pronunciados.



Otro tipo de obstáculo importante suele ser cualquier paso relativamente estrecho como el Estrecho de Le Maire, que separa el continente de la Isla de los Estados, aunque en este caso el obstáculo no es sólido, sino una corriente marina creada por el pleamar y bajamar de las aguas.

Cuando el oleaje se encuentra con una corriente marina de sentido contrario al de propagación de las olas; la velocidad de propagación de las mismas disminuye, al mismo tiempo que se hacen más cortas y más altas.

Medición en campo. Oleaje y batimetría.

Para qué sirve un levantamiento batimétrico.

Estos trabajos se realizan a los efectos de determinar con precisión las profundidades y características del fondo de lagos, ríos, puertos y océanos, además de la determinación de las principales características de las áreas terrestres circundantes.




Puede incluir dependiendo de los objetivos datos de mareas, corrientes, gravedad, magnetismo terrestre, y determinaciones de las propiedades físicas y químicas del agua.

El objetivo principal de la mayoría de los levantamientos hidrográficos es obtener datos básicos para la compilación de algún tipo de cartografía pero puede también incluir la adquisición de la información necesaria para productos relacionados con la navegación marina y para la administración de la zona costera, la ingeniería u con fines comerciales.

 El propósito del levantamiento hidrográfico:

Recopilar, con levantamientos sistemáticos en el mar, en la costa, y en tierra firme los datos georeferenciados relativos a:

La profundidad en el área de interés (en particular todos los peligros potenciales para la navegación y otras actividades marítimas).

La composición del fondo marino.

Las mareas y corrientes.

Las propiedades físicas de la columna de agua.





Para la realización de levantamientos batimétricos se realiza primeramente una detallada planificación y documentación previa. Posteriormente para llevar a cabo la tarea, se utilizan los siguientes dispositivos, instalados en el barco hidrográfico de CIS:

*      Sonda batimétrica multihaz

*      Herramientas de gestión de los datos

*      GPS diferencial con función girocompás                   

*      Sensor de movimiento

*      Perfilador de velocidad del sonido


Sonda batimétrica multihaz:



Esta sonda multihaz está diseñada para producir mapas batimétricos digitales en zonas de estudio muy amplias y hasta profundidades de 200 m. La cobertura en cada pasada puede abarcar hasta 300 m de ancho. Los transductores emiten en frecuencia de 250 Khz y a ritmo de 10 impulsos por segundo, lo que genera una velocidad de captura de puntos de sondeo de aproximadamente 3.000 por segundo. La resolución transversal es de 4,5 cm, excediendo con mucho las especificaciones de los “Standards for Hidrographic Surveys”(1998) marcadas por la IHO (Organización Hidrográfica Internacional).

El equipo multihaz permite garantizar el 100% de cobertura en el área de sondeo, hasta 200 puntos de sonda por metro cuadrado. El formato de entrega es múltiple, desde ASCII, TXT, XYZ, curvados bajo surfer, terramoder, 3D , Microstation, Autocad... según demanda.
 El equipo consta de una estación de trabajo con un procesador Pentium III. 

Los programas instalados permiten: el calibrado del equipo, la adquisición de datos en tiempo real y generación de mosaico parcial en tiempo real; corrección de datos y el post-procesado de los mismos generando el modelo digital batimétrico 3D y el curvado clásico de isobatas. Este equipo está conectado a un sensor-corrector de movimiento, un giro compas y a un GPS Diferencial, en línea con el procesador central que corrige en tiempo real la señal procedente de los dos transductores cerámicos.



Mapa 3D extraido del sónar y superposición del mapa sobre ortofoto
Características de la sonda batimétrica multihaz Geoswath 250:

Frecuencia de sonar : 250 Khz
Profundidad máxima: 100 mts
Ancho de barrido máx.: 300 mts
Resolución horizontal: 1,5 cm.
Frecuencia de barrido: 10 impulsos/seg.
Otras características:

Corrección dinámica por compensador de oleaje, girocompás, sonda de velocidad del sonido y GPSD
Adquisición en tiempo real de batimetrías y sónar de barrido lateral
Generación de mapas digitales en 3D del terreno
Una herramienta integral para la adquisición de datos y posterior procesado en el estudio y cartografiado batimétrico.



Herramientas de gestión de los datos:

El programa de análisis de datos permite visualizar la totalidad de la información con un claro componente geográfico. Ello será desde los datos en tablas “x,y,z” a las múltiples representaciones. También es posible el cálculo de volúmenes, superficies, la generación de perfiles, etc.

GPS diferencial con función girocompás:

El GPS diferencial con girocompás permite tomar la posición del barco con una precisión centimétrica.

 Sensor de movimiento:

En los trabajos de levantamientos batimétricos no tiene sentido el uso de un GPS y una sonda de precisión centimétrica si después no se cuenta con un buen compensador de oleaje que elimine los errores de altura de ola (error vertical) o los de la posición debido a los movimientos laterales del barco (cabeceo y balanceo). En este pequeño gráfico se puede apreciar este tipo común de errores que afecta a la precisión de la sonda y del posicionamiento.

Características del compensador de oleaje TSS DMS 05:





- Específicamente diseñado para Multihaz
-Precisión de 0.025º para cabeceo/balanceo.
-Resolución 1 cm
-Salida digital de datos de oleaje, cabeceo y balanceo a 200 Hz
-Entrada de giroscópica y velocidad
-Inmune a las aceleraciones en los giros

Perfilador de velocidad del sonido:





La calibración en los estudios de batimetría es sinónimo de calidad. Nuestros protocolos de trabajo implican la realización de dos perfiles de la velocidad de sonido en el agua: uno al comienzo y otro al final de cada jornada de trabajo. Por otra parte una sonda de medición (S.V.S.) en superficie analiza los cambios en continuo. Con todo ello se promedia esta variable que tanta elevancia tiene en la precisión de los resultados finales. 

Mares

La definición comparativa de mar como «extensión de agua salada menor que el océano» establece una clasificación de las extensiones de agua salada en que los océanos serían las mayores extensiones y vendrían luego, de diferentes tamaños, los mares. Los mares se diferencian principalmente por el contacto con el océano, pudiendo ser abiertos o cerrados: si está rodeado casi totalmente por tierra, como el mar Negro, se habla de mar continental, mientras que si está muy abierto, como el mar de la China, se habla de mar litoral.

La distinción entre mar y océano obedece a diversas causas, sobre todo cuando se habla de mares abiertos en que suele distinguirse atendiendo a la situación geográfica, generalmente enclavada entre dos masas terrestres o, a veces, las menos, a la posición de la plataforma continental. Algunos ejemplos de esto son los siguientes: el mar del canal de La Mancha comunica con el océano Atlántico por el mar Céltico, pero se distingue por su posición entre la costa sur de Inglaterra y la costa norte de Francia. Otro caso muy claro es el mar Mediterráneo, que comunica con el océano Atlántico por el estrecho de Gibraltar y se distingue claramente por estar enclavado entre Europa, Asia y África, al punto de que tiene unas condiciones marítimas muy diferentes (diferentes temperaturas, diferente fauna y flora, y mareas de diferente amplitud). Otro mar abierto, en este caso el de los Sargazos, con su acumulación de algas a lo largo de laFlorida, se distingue del océano Atlántico de forma totalmente arbitraria.

La máxima autoridad internacional en materia de delimitación de mares es la Organización Hidrográfica Internacional IHO-OHI), siendo la referencia mundial su publicación «Limits of oceans and seas» (Límites de océanos y mares) (3ª edición de 1953).2





Dicha publicación no establece diferencias entre océanos y mares, sino que se limita a enumerar todos los océanos y mares del mundo, asignándoles un número, llegando hasta el 66, aunque como utiliza a veces números con letra, en realidad son 73. Son un total de 6 océanos (el Atlántico y el Pacífico están divididos cada uno en dos, Norte y Sur) y 67 mares, de ellos dos divididos en dos cuencas, el mar Mediterráneo y el mar de China.

Algunos mares tienen mares interiores (que se numeran con una letra minúscula) como el Báltico (3), el Mediterráneo (8) y el Archipiélago de la India Oriental (13). La publicación considera además de océanos y mares, golfos, bahías, canales y estrechos, y muchas veces, no resulta muy claro cual es el criterio utilizado, ya que a veces es el simple uso desde tiempos pasados.

Origen y Clasificación

¿Cómo aparecieron los mares, las grandes cuencas almacenadoras de agua de la tierra, que casi contienen el 98% de todas las aguas?
Las placas continentales que en el tiempo primigenio de la tierra se formaron de la emersión de las materias ligeras de una masa líquida incandescente surgieron como icebergs por encima de la corteza todavía caliente. En esa época la tierra estaba rodeada de una espesa cubierta de vapor de agua y otros gases. Con el transcurso del tiempo se enfrió por las radiaciones térmicas existentes en el espacio. El vapor de agua se condensó en agua y volvió a caer en forma de lluvia sobre la Tierra para evaporarse de nuevo inmediatamente. En la evaporación y la condensación apareció un ciclo del agua. En aquellos tiempos debió llover ininterrumpidamente. Las nubes oscurecían siempre la tierra al igual que sucede hoy en el planeta vecino Venus.






Este estado se prolongó hasta que la superficie de la tierra se enfrió lo suficiente como para que el agua pudiera permanecer sobre ella. Las primeras lagunas, charcos y lagos se convirtieron en las zonas más profundas y se fueron llenando con el agua que no se evaporaba. La cubierta de nubes se quebró. Probablemente fuera ese momento de la historia de la Biblia hace referencia con las palabras: “… y la luz se hizo”.

Existen tres categorías de mares: mares litorales (o costeros), mares continentales y los mares cerrados.

 

Mares litorales

Los mares litorales o costeros pueden ser considerados como golfos, muy grandes y ampliamente abiertos, de los océanos. No están separados de éstos por ningún umbral submarino; no obstante se distinguen de ellos por ser, en promedio, menos profundos, por la mayor amplitud de las mareas y la temperatura más elevada de sus aguas. Son mares litorales el mar de Beauforten el océano Ártico, el mar de Noruega en el Atlántico o el mar de Omán en el Índico, entre otros.

 

Mares continentales

Los mares continentales, entre los cuales destaca el mar Mediterráneo, deben su nombre al hecho de hallarse enteramente situados dentro de los continentes, aunque comunicados con los océanos por un estrecho cuya escasa profundidad crea un umbral que dificulta los intercambios; éstos se producen, no obstante, en forma de corrientes de compensación y de descarga. Entre los mares continentales y el océano existen diferencias de temperaturas y de salinidad que llegan a ser considerables. Sus mareas son de tan escasa amplitud que pasan desapercibidas. Además del Mediterráneo, son mares continentales el mar Báltico, el mar Negro y el mar de Japón. En algún caso se habla de mar epicontinental al que se asienta sobre una plataforma continental con su lecho submarino a una profundidad media de 200 m o menos; ejemplos de este tipo son el mar del Norte, o el mar Argentino. Durante el punto máximo de las glaciaciones, los mares epicontinentales desaparecen, pasando a ser solo llanuras de los continentes aledaños.

 

Mares cerrados

Los mares cerrados suelen ocupar extensas depresiones endorreicas. Corresponden a lagos muy grandes, de agua más o menos salada, entre los cuales destacan el mar Muerto, el mar Caspioy el mar de Aral. 


Descripción del método de Predicción . uso de Tablas de Predicción de Mareas.

Las predicciones de mareas se calculan a partir de la serie temporal de datos obtenida por los mareógrafos en años anteriores. Esta serie de datos es ajustada por el método de mínimos cuadrados utilizando el algoritmo de Foreman 




En las Tablas de Mareas aparecen unos coeficientes de mareas que nos indican la amplitud de la marea prevista(diferencia de altura entre las consecutivas pleamares y bajamares de un lugar). El coeficiente de mareas máximo posible es 118, correspondiente a la mayor pleamar o bajamar que pueda darse excluyendo los efectos meteorológicos. Los coeficientes de mareas se calculan a partir de los siguientes parámetros del sol y de la luna: ascensión recta, declinación, paralaje y distancia de la Tierra al astro.

A pesar de que los coeficientes de marea son los mismos para todo el planeta, afectan de manera muy distinta a la amplitud de las mareas en función del lugar donde nos encontremos. Esta variación de amplitud es casi nula en los mares cerrados, salvo cuando se producen resonancias locales (por ej, llega a ser de 1 m en Venecia); es débil en medio de los océanos, pero suele amplificarse considerablemente al propagarse hasta las costas continentales.

La amplitud de las mareas varía en el espacio y el tiempo.



En el espacio:


Existen mareas de intensidad débil (en las áreas próximas al ecuador terrestre, las mareas apenas suelen alcanzar una decenas de centímetros). En otros lugares existen mareas de intensidad fuerte (ejemplo: costas francesas de la bahía de Saint-Malo), donde se superan regularmente los 10 m.


En el tiempo:


El coeficiente y en consecuencia la amplitud de las mareas siguen las fases de la luna con ligeros desniveles en los cuartos menguante y creciente; y grandes desniveles en el momento de luna nueva y luna llena. Las diferencias de amplitud entre mareas bajas y altas presentan grandes contrastes. En Saint-Malo la diferencia de nivel entre la pleamar y la bajamar se reduce a tres metros en periodos de mareas bajas; y alcanza trece en periodo de mareas altas


Clasificación de Corrientes. Corrientes producidas por mareas.

 

Según su temperatura

Una clasificación sugerida de estos movimientos proviene de la temperatura de las masas de agua que se desplazan en cada uno de dichos movimientos:

§     Cálida: flujo de las aguas superficiales de los océanos que tiene su origen en la Zona Intertropical y se dirige, a partir de las costas orientales de los continentes (América del Norte y Asia) hacia las latitudes medias y altas en dirección contraria a la rotación terrestre, como por ejemplo la Corriente del Golfo o la de la Kuroshio o Corriente del Japón. En el hemisferio sur, estas corrientes son casi inexistentes, por la configuración de las costas y por el hecho de que en las latitudes de clima templado y frío no existen casi tierras.

§     Fría: flujo de aguas frías que se mueven como consecuencia del movimiento de rotación terrestre, es decir de este a oeste, a partir de las costas occidentales de los continentes por el ascenso de aguas frías de grandes profundidades en la zona intertropical y subtropical. Ejemplos de corrientes frías: la de Canarias, la de Benguela, la de Humboldt o del Perú, y la de California, todas ellas en las costas occidentales de los continentes de la zona intertropical y subtropical. Las corrientes de Oyashio (en el océano Pacífico y la de Groenlandia o corriente del Labrador, también se producen por el ascenso de aguas frías y podrían definirse como una compensación al efecto de las corrientes cálidas cuando alcanzan las altas latitudes en las costas occidentales de los continentes. Estas corrientes frías sólo se presentan en la zona ártica ya que la zona antártica es mucho más uniforme y solo tiene una corriente continua circumpolar en la que no existe un ascenso de aguas frías provocado por el relieve submarino.

§     Mixta: algunas corrientes que surgen en las costas occidentales de los continentes en las zonas próximas a los trópicos se desplazan hacia el este como corrientes frías pero, en la medida en que se desplazan por los océanos más amplios, se van calentando superficialmente y se convierten en cálidas. Por ejemplo, las corrientes de Canarias y de Benguela, que son de aguas frías, se transforman en la corriente ecuatorial del norte y del sur (respectivamente) que son de aguas cálidas. Y lo mismo podemos decir de la de California y la del Perú en el Océano Pacífico.



Según sus características

Una segunda clasificación incluye el tipo de corriente a la cual se asocia el desplazamiento de masas de aguas en cualquier medio. Se asocia según el fenómeno que permite el movimiento (1 ).

§     Corrientes oceánicas, son producidas por el movimiento de rotación terrestre por lo que presentan un movimiento constante, en general, en sentido este - oeste en la zona intertropical o en sentido inverso, de oeste a este, es decir, contrario a la rotación terrestre en las latitudes medias o altas. Se trata, lo mismo que sucede con los vientos constantes o vientos planetarios, de desplazamientos producidas por efecto de la inercia: en la zona intertropical, las corrientes se mueven en sentido contrario a la rotación terrestre, las aguas del fondo oceánico acompañan a nuestro planeta en el movimiento de rotación de oeste a este, pero las aguas superficiales se van quedando atrás por inercia, lo que significa una corriente ecuatorial de gran amplitud y la de mayor volumen de agua que se produce en nuestro planeta. Dicho en otros términos: la corriente ecuatorial se desplaza de este a oeste por inercia ya que las aguas presentan una resistencia a acompañar a nuestro planeta en su movimiento de rotación. Pero en las latitudes medias y altas, las corrientes se mueven de oeste a este debido también al mismo principio de inercia, aunque en este caso, se trata de un efecto inercial que va aumentando progresivamente a medida que aumente la latitud, incrementándose su velocidad y llegando a superar ligeramente a la propia velocidad de la rotación terrestre. Por otra parte, como esta circulación oceánica tiene un patrón similar al de los vientos planetarios, interactúan mutuamente, tanto en su velocidad de desplazamiento como a la cantidad de calor que trasladan. Involucran el movimiento de grandes masas de aguas, afectando la temperatura de la capa superior y repartiendo una enorme cantidad de humedad y, por ende, de calor, en el sentido de los meridianos. Por esta razón, las corrientes oceánicas son las que explican las enormes diferencias climáticas entre las costas americanas y europeas del Atlántico Norte, por citar un ejemplo muy conocido.





§     Corrientes de marea, son corrientes periódicas con ciclo diario que son producidas por la atracción lunar y en menor grado, del sol. Son corrientes superficiales de las aguas del mar y, por lo tanto, involucran en su mayor parte, aguas cálidas.

§     Corrientes de oleaje, son las que modifican en gran parte el litoral y son producidas por los vientos, en especial, por las tempestades o huracanes que se asocian al movimiento de las masas de aire tanto de origen continental como marítimo.

Desviación hacia el noroeste de gran parte de la corriente ecuatorial del sur, al encontrarse el Cabo San Roque, punta más oriental de la América del Sur, unos 5° de latitud al sur del ecuador terrestre, que es la línea que pasa por la desembocadura del río Amazonas junto a la isla de Marajó





§     Corrientes de deriva litoral: constituyen la resultante de la acción de las corrientes oceánicas al llegar a las costas cuyo trazado presenta alguna inclinación o desviación con respecto a la dirección original de las mismas. El ejemplo de la corriente ecuatorial atlántica al llegar a las costas del Brasil (como puede verse en el mapa de corrientes, es muy claro en este sentido, ya que casi todas las aguas de la misma son desviadas hacia el noroeste porque las costas tienen esta dirección. La corriente de deriva litoral brasileña o corriente del noreste del Brasil, lleva una gran cantidad de aguas cálidas hacia las costas de las Guayanas, costa oriental de Venezuela y las Pequeñas Antillas. Es por este motivo por el que las costas atlánticas de las Guayanas y de Venezuela, presentan un clima más lluvioso que las del noreste del Brasil, ya en el Hemisferio Sur. También tiene otras dos consecuencias muy importantes: la desviación del ecuador térmico hacia el hemisferio Norte y la menor incidencia de los huracanes en las costas meridionales del Brasil.

§     Corrientes de densidad, es la presencia vertical de dos masas de agua con distinta densidad y se presentan en los lugares de contacto entre aguas de distinta temperatura: una fría a mayor profundidad (por su mayor densidad) y otra cálida en la superficie. Generalmente, se desplazan en sentido contrario, por ejemplo, en el estrecho de Gibraltar suelen presentarse muchas veces unas corrientes superficiales hacia el oeste, mientras que en el fondo penetra en el Mediterráneo una gran cantidad de agua procedente del Atlántico mucho mayor en proporción porque el Mar Mediterráneo es deficitario en volumen de agua (es mayor la evaporación que el caudal aportado por los ríos y las lluvias). También se producen en los estrechos daneses a la salida del Mar Báltico

Según la profundidad

Otra clasificación sugerida es por la profundidad en la que se genera la corriente marina.

§     Corrientes de profundidad, son corrientes generadas debajo de los 1000 metros de profundidad (picnoclina), principalmente debido a la rotación terrestre, que da origen a la surgencia de aguas profundas, y por lo tanto frías, en las costas occidentales de los continentes en las latitudes intertropicales. El motivo de estas corrientes de profundidad podría explicarse como una especie de compensación con relación a las corrientes superficiales

§     Corrientes de superficie, son las corrientes originadas por la acción giratoria de la Tierra, y que se ven afectadas por los vientos predominantes, los cuales les transmiten gran cantidad de energía y generan corrientes circulares a escala terrestre (en la franja ecuatorial) o en forma de espiral, formando "bucles" en las latitudes próximas a los trópicos: el giro de estas corrientes se produce hacia la derecha en las latitudes próximas al Trópico de Cáncer y hacia la izquierda en las latitudes del Trópico de Capricornio.





Estas corrientes superficiales influyen mucho en el clima modificando las temperaturas de las regiones por donde pasan. A su vez, estas corrientes dependen en parte de la dirección de los vientos





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