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

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

2 ¿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.

3 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.

4 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.

5 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.

6 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).

7 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

8 Localización de los metros de corriente 18.20 18.22 18.24 18.26 18.28 18.30 -67.250-67.225-67.200-67.175-67.150 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

9 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.

10 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.

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

12 TRANSPORTE RELATIVO: MANCHAS EXTERIORES 00 5 5 10 10 15 15 20 20 0055101015152020 90 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

13 TRANSPORTE RELATIVO: EL MANI 00 2.5 2.5 5.0 5.0 7.5 7.5 10.0 10.0 12.5 12.5 002.52.55.05.07.57.510.010.012.512.5 90 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

14 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.

15 CORRIENTE MENSUAL PROMEDIO EN MANCHAS EXTERIORES

16 CORRIENTE MENSUAL PROMEDIO EN EL MANI

17 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.

18 PERIODICIDADES OBSERVADAS

19 ROSA DE LOS VIENTOS PARA FEBRERO Y SEPTIEMBRE, 1993 00 5 5 10 10 15 15 20 20 0055101015152020 90 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 1993 00 2.5 2.5 5.0 5.0 7.5 7.5 10.0 10.0 12.5 12.5 002.52.55.05.07.57.510.010.012.512.5 90 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.

20 PERIODICIDADES DEL NIVEL DEL MAR

21 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.

22 PARAMETROS DE LA ELIPSE

23 COMPONENTES DE LA CORRIENTE U Y V

24 COMPONENTES U Y V DESPUES DE FILTRADO

25 ELIPSE DE LA CORRIENTE PARA BANDA SEMIDIURNA

26 ELIPSES DE LA CORRIENTE PARA BANDA DIURNA Y SEMIDIURNA 18.20 18.22 18.24 18.26 18.28 18.30 -67.250-67.225-67.200-67.175-67.150 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°

27 FASE LUNAR, DECLINACION Y EFECTO EN LA MAREA DE MAYAGUEZ

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

29 SECCION SEMIDIURNA (DEC. ES CERO)

30 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”.

31 ESTIMADO ESPECTRAL DE LAS CORRIENTES A LAS AFUERAS DE EL MANI

32 ESTIMADO ESPECTRAL DEL COMPONENTE U

33 ESTIMADO ESPECTRAL DEL COMPONENTE V

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

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

36 ESTIMADO ESPECTRAL DE LA ALTURA EN EL NIVEL DEL MAR

37 ESTIMADO ESPECTRAL DE LAS BAJAS FREQUENCIAS EN EL NIVEL DEL MAR

38 ESTIMADO ESPECTRAL DE “WINDSTRESS”