REGIMEN DE CORRIENTES COSTERAS DURANTE UN AÑO EN EL OESTE DE PUERTO RICO POR EDWIN ALFONSO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS MARINAS RECINTO UNIVERSITARIO DE MAYAGUEZ

¿POR QUE ESTE ESTUDIO? l l Necesidad de comprender, en el contexto de nuestro clima, las escalas de variabilidad en el movimiento del agua en la zona y el significado de las frecuencias dominantes.

UTILIDAD PRACTICA l l Necesidad de conocer el patrón de circulación del agua para evaluar impacto potencial de proyectos y fenómenos en la zona. – –Ejemplos: proyectos de dragado, descargas, construcción en el litoral, etc.

OBJETIVOS l l Estimar el flujo promedio. l l Estimar la variabilidad en la magnitud y dirección de las corrientes. l l Discernir posibles mecanismos que generan las fluctuaciones dominantes.

ESTRATEGIA DEL ANALISIS l l Cálculo de transporte relativo del agua. l l Calculamos promedios mensuales de la magnitud y dirección de las corrientes. l l Hacemos estimados espectrales del record de corrientes.

l l Hacemos estimados espectrales de la altura del nivel del mar, de el “wind stress” y de la presión barométrica. l l Resolver en mayor detalle las bajas frecuencias del espectro (banda meteorológica). l l Estudio de la banda semidiurna y diurna haciendo uso de hodógrafos (elipses).

ESTRATEGIAS DE MUESTREO l l 2 metros de corriente (mod. S4) de InterOcean. l l 1 medidor de mareas y oleaje (mod. Seagauge SBE 26) de SeaBird Electronics. l l Estación de viento (mod. WRC 986) de Zond Systems. l l Frequencia de muestreo 2 Hz. l l Burst de 9 min. cada 3 horas en Manchas Exteriores. h=3 hr. l l Promedio de 1 min. cada dos minutos a las afueras de El Maní. h=.033 hr. l l Promedios de 1 hora

Localización de los metros de corriente Offshore El Mani Manchas Exteriores Longitude L a t i t u d e Location of Current Meters Rio Añasco Punta Algarrobo Rio Yaguez Community El Maní Atuneras Punta Cadena Estación de vientos

VISITAS A LAS ESTACIONES l l Aproximadamente cada 21 días se visitaban las dos estaciones en el R/V Sultana. Se realizaron 18 visitas. l l Factores limitantes eran: duración de las baterías, memoria del instrumento y problemas de “biofouling”. l l Los datos cubren un periodo entre enero 19 hasta diciembre 17 del 1993.

TIEMPOS DE MUESTREO l l h=2 min.; permite resolver fluctuaciones en la corriente hasta de 15 CPH (Frecuencia Nyquist) l l podemos detectar harmónicas de la marea diurna y semidiurna. l l resolver los elipses l l h=3 horas; permite detectar fluctuaciones hasta.166 CPH.

CALCULO DE TRANSPORTE l l Ejemplo: transporte relativo a lo largo de bin1. Cada bin es de 15 grados.

TRANSPORTE RELATIVO: MANCHAS EXTERIORES o 75 o 60 o 45 o 30 o 15 o 0 o 345 o 330 o 315 o 300 o 285 o 270 o 255 o 240 o 225 o 210 o 195 o 180 o 165 o 150 o 135 o 120 o 105 o % PERCENT % P E R C E N T

TRANSPORTE RELATIVO: EL MANI o 75 o 60 o 45 o 30 o 15 o 0 o 345 o 330 o 315 o 300 o 285 o 270 o 255 o 240 o 225 o 210 o 195 o 180 o 165 o 150 o 135 o 120 o 105 o % PERCENT % P E R C E N T

CORRIENTE MENSUAL PROMEDIO l l Propósito era detectar algún patrón estacional en las corrientes. l l Se filtran componentes con frecuencias mayores de 0.4 CPD de la serie de tiempo original. Permanecen fluctuaciones con periodos mayores de 2.5 días. l l La serie filtrada se decima a un nuevo intervalo de muestreo de 24 horas. l l Se calcula el promedio para cada mes.

CORRIENTE MENSUAL PROMEDIO EN MANCHAS EXTERIORES

CORRIENTE MENSUAL PROMEDIO EN EL MANI

ESTIMADO ESPECTRAL l l Se pre-edita eliminando valores extraños (“outliers”) en la serie de tiempo (valores > 3 dev. std.). l l Se quita incremento lineal en la serie. (“linear detrend”) l l Se hace convolución con una función peso ( ventana Hanning). Le da más peso a los valores del centro que a los extremos (“data-tapering” ). l l Se calcula el “power spectrum” con FFT.

PERIODICIDADES OBSERVADAS

ROSA DE LOS VIENTOS PARA FEBRERO Y SEPTIEMBRE, o 75 o 60 o 45 o 30 o 15 o 0 o 345 o 330 o 315 o 300 o 285 o 270 o 255 o 240 o 225 o 210 o 195 o 180 o 165 o 150 o 135 o 120 o 105 o % Percent % P e r c e n t February o 75 o 60 o 45 o 30 o 15 o 0 o 345 o 330 o 315 o 300 o 285 o 270 o 255 o 240 o 225 o 210 o 195 o 180 o 165 o 150 o 135 o 120 o 105 o % Percent % P e r c e n t September 1993 nota: barra apunta a la dirección de donde viene el viento.

PERIODICIDADES DEL NIVEL DEL MAR

PASOS PARA CALCULAR ELIPSE DE LA CORRIENTE l l Expresar velocidades en componentes horizontales u y v. l l Aplicar filtro para seleccionar banda de interés. l l Se hace transformada de Fourier de la serie de tiempo del componente u y de v. l l Con los coeficientes de Fourier calculamos: el eje semimayor y su orientación, el eje semimenor y el sentido de rotación.

PARAMETROS DE LA ELIPSE

COMPONENTES DE LA CORRIENTE U Y V

COMPONENTES U Y V DESPUES DE FILTRADO

ELIPSE DE LA CORRIENTE PARA BANDA SEMIDIURNA

ELIPSES DE LA CORRIENTE PARA BANDA DIURNA Y SEMIDIURNA Offshore El Maní Manchas Exteriores Longitude L a t i t u d e Location of current meters and ellipses semidiurnal diurnal semidiurnal Punta Algarrobo El Maní Rio Añasco Balneario de Añasco Rio Yaguez 174° 010°154° 080°

FASE LUNAR, DECLINACION Y EFECTO EN LA MAREA DE MAYAGUEZ

SECCION DIURNA DE LA MAREA MIXTA ( DEC. MAX.)

SECCION SEMIDIURNA (DEC. ES CERO)

CONCLUSIONES l l Flujo promedio durante el año es hacia el sur y no es estacional. l l La topografía del fondo confina las fluctuaciones de la corriente paralelo a la costa. La Bahía de Añasco se comporta dinámicamente como un canal. l l Patrón de brisa marina acentúa las fluctuaciones en dirección offshore-onshore. l l Durante el “Ebb-tide” las corrientes son al sureste y al noroeste en el “Flood-tide”.

ESTIMADO ESPECTRAL DE LAS CORRIENTES A LAS AFUERAS DE EL MANI

ESTIMADO ESPECTRAL DEL COMPONENTE U

ESTIMADO ESPECTRAL DEL COMPONENTE V

ESTIMADO ESPECTRAL DE U PARA LA SERIE FILTRADA Y CON BAJAS FREQUENCIAS

ESTIMADO ESPECTRAL DE V PARA LA SERIE FILTRADA Y CON BAJAS FREQUENCIAS

ESTIMADO ESPECTRAL DE LA ALTURA EN EL NIVEL DEL MAR

ESTIMADO ESPECTRAL DE LAS BAJAS FREQUENCIAS EN EL NIVEL DEL MAR

ESTIMADO ESPECTRAL DE “WINDSTRESS”