Estadísticas de partículas individuales a partir de un modelo regional de alta resolución en el suroeste del Golfo de México

Las estadísticas de partículas individuales (Escalas Lagrangianas, dispersión absoluta y difusividad absoluta promedio) a partir de un modelo regional de alta resolución en el suroeste del Golfo de México (SGM) son analizadas. En este sentido, se empleó el modelo numérico ROMS y un modelo diagnóstic...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: JEANCARLO MANUEL FAJARDO URBINA
Other Authors: ALEJANDRO FRANCISCO PARES SIERRA
Format: Master Thesis
Language:Spanish
Published: CICESE 2018
Subjects:
Online Access:http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2532
Description
Summary:Las estadísticas de partículas individuales (Escalas Lagrangianas, dispersión absoluta y difusividad absoluta promedio) a partir de un modelo regional de alta resolución en el suroeste del Golfo de México (SGM) son analizadas. En este sentido, se empleó el modelo numérico ROMS y un modelo diagnóstico de advección Lagrangiana. Las partículas fueron soltadas cada 3 días (2003-2012), al sur de 20 ° N y en cuatro niveles (h =10, 50, 150 y 500 m). El modelo numérico se ajustó bastante bien con los resultados obtenidos en otros trabajos; principalmente en regiones fuera de la plataforma, donde fue más realista. Similar en orden de magnitud a un estudio con boyas de deriva soltadas a 50 m en el SGM, las estadísticas a lo largo de las direcciones zonal y meridional muestran que (1) las escalas Lagrangianas poseen componentes similares; (2) durante instantes menores a la escala Lagrangiana de tiempo, la dispersión exhibe el régimen balístico (∝ t 2 , donde t es el tiempo) con componente zonal ≈ meridional; (3) pasado este periodo, la dispersión y la difusividad absoluta promedio son anisotrópicas (meridional > zonal); y (4) solo lo simulado refleja el régimen difusivo (∝ t) para ambas componentes de la dispersión. El análisis de la variación vertical de las escalas Lagrangianas, sugiere que a mayores profundidades las partículas “recuerdan” (poseen aún autocorrelación de velocidad significativamente no nula) por más tiempo pero en menor distancia sus trayectorias y se dispersan más lentamente, que es consistente con la menor dispersión y difusividad promedio encontradas en subsuperficie. Sin embargo, todos los estadísticos para cada h evidencian variaciones cualitativamente pequeñas según la zona y el año de lanzamiento, es decir, las partículas se mueven en un flujo turbulento homogéneo y estacionario. Con respecto a los escenarios de dispersión establecidos, durante los meses que las partículas permanecen preferentemente al interior de la Bahía de Campeche (BC), la dispersión y la difusividad promedio son menos anisotrópicas y menores que el caso original (todos los meses disponibles). Por otro lado, durante los meses que las partículas cruzaron 24 ° N, la dispersión y la difusividad promedio son más anisotrópicas y mayores que el caso original. Tanto es así, que a 50 m la difusividad meridional es 17.5 x10 3 m 2 s−1 (3 veces lo zonal), y es comparable con las difusividades típicas de las regiones más energéticas del Atlántico. Por último, se muestra que la . Single-particle statistics (Lagrangian scales, absolute dispersion and mean absolute diffusivity) from a high resolution regional model in the southwest Gulf of Mexico (SGM) are analyzed. In this regard, the numerical model ROMS and a diagnostic model of Lagrangian advection were used. Particles were deployed every 3 days (2003-2012), south of 20 ° N and at four depths (h = 10, 50, 150 y 500 m). The numerical model agreed well with other results; mainly in regions outside the shelf, where it was more realistic. Within the same order of magnitude as in a study with drifters released at 50 m in the SGM, the statistics along zonal and meridional directions show that (1) Lagrangian scales with almost identical componentes; (2) during times less than the Lagrangian timescale, the dispersion exhibit the ballistic regime (dispersion ∝ t 2 , where t is time) with zonal ≈ meridional component; (3) after this period, the dispersion and the mean absolute diffusivity are anisotropic (meridional > zonal); and (4) only the simulation reflects the diffusive regime (∝ t) for both components of the dispersion. The analysis of vertical variations of the Lagrangian scales, suggests that at greater depths particles “remember” (still have significantly non-zero velocity autocorrelation) for a longer time but in a shorter distance their trajectories and disperse more slowly, which is in agreement with lower values of dispersion and mean diffusivity found at subsurface. Nevertheless, all the statistics for each h show qualitatively small variations as a function of the zone and the year of launchment, in other words, particles move in a homogeneous and stationary turbulent flow. According to the dispersion scenarios established, during the months that particles remain preferentially within the Bay of Campeche (BC), the dispersion and the mean diffusivity are less anisotropic and lower than the original case (all months available). On the other hand, during months that particles have crossed 24 ° N, the dispersion and the mean diffusivity are more anisotropic and greater than the original case. So much so, that at 50 m meridional diffusivity is 17.5 x10 3 m 2 s−1 (3 times zonal one), which is of the order of the typical diffusivities of the most energetic regions of the North Atlantic. Finally, it is shown that dispersion is ≈ isotropic (independent of rotation of the coordinate system), only until the time when topography and structures that induce northward advection begin to.