Reconstrucción de cuarenta años de datos de oleaje en el mar Caribe colombiano empleando el modelo WWIII™ y diferentes fuentes de datos

Autores/as

  • Andrés Fernando Osorio Universidad Nacional de Colombia
  • Julio César Mesa Universidad Nacional de Colombia
  • Gladis Rocío Bernal Universidad Nacional de Colombia
  • Rubén Darío Montoya Universidad de Medellín

DOI:

https://doi.org/10.26640/22159045.200

Palabras clave:

Reanálisis de oleaje, datos de oleaje, modelación numérica, modelos de oleaje de viento

Resumen

Este trabajo describe una primera aproximación al clima de oleaje, dentro del proyecto llamado Interacción entre los procesos Atmósfera-Océano- Tierra en el Caribe colombiano. El principal objetivo es mejorar la información de nivel del mar y climatología del oleaje en las aguas del Caribe colombiano. Para esto 40 años de vientos del proyecto global Reanalysis 1 (resolución de 1.8º x 1.905º y cuatro datos diarios) del National Center for Environmental Prediction y el National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) son empleados como forzamiento del modelo de oleaje WaveWatchIII(TM) para reproducir series de tiempo de Altura de ola significante (Hs) y Período (T). Para mejorar la calidad de los resultados obtenidos con el modelo numérico, éstos han sido corregidos empleando datos de diferentes fuentes de información. Los datos disponibles incluyen vientos y oleaje obtenidos de las boyas 41018 y 42058 de la NOAA, información de satélite obtenida a partir de los proyectos TOPEX/POSEIDON y JASON 1 y datos visuales de barcos en ruta. A partir de esta información se han estudiado las principales características del clima de oleaje para aguas profundas y costeras del Caribe colombiano. Los resultados muestran como el ciclo anual del oleaje presenta un comportamiento bimodal asociado con el comportamiento de los vientos alisios del noreste presentando dos períodos de vientos y oleaje intensos (bajas precipitaciones) y dos períodos de vientos y oleajes débiles (altas precipitaciones). La distribución espacial del oleaje muestra una zona central en el Caribe con mayores valores de altura de ola significante (Hs) asociados al denominado chorro de San Andrés y una zona costera ubicada entre Cartagena y Santa Marta. Los resultados obtenidos son coherentes con pocos trabajos presentados por otros autores quienes obtienen alturas de olas significante del orden de 2.5 metros en la época seca en la región de Bocas de Ceniza en Barranquilla.

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Biografía del autor/a

  • Andrés Fernando Osorio, Universidad Nacional de Colombia

    Grupo OCEÁNICOS, http://oceanicos.unalmed.edu.co. Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín

  • Julio César Mesa, Universidad Nacional de Colombia

    Grupo OCEÁNICOS, http://oceanicos.unalmed.edu.co. Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín

  • Gladis Rocío Bernal, Universidad Nacional de Colombia

    Grupo OCEÁNICOS, http://oceanicos.unalmed.edu.co. Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín

  • Rubén Darío Montoya, Universidad de Medellín

    Grupo GICI, Programa de Ingeniería Civil, Universidad de Medellín

Referencias

[1] Tejada, C.; M. Gonzáles y L. Otero. Desarrollo de un módulo informático para el manejo de datos de oleaje visual para aguas jurisdiccionales colombianas. XXI Congreso Latinoamericano de Hidráulica. Sao Pedro, estado Sao Paulo, Brasil. 2004; 11.

[2] Agudelo P., Restrepo A.F, Molares R., Tejada C.E, Torres R., Osorio A.F. Determinación del clima de oleaje medio y extremal en el Caribe colombiano, Boletín Científico CIOH. 2006; 23: 33-45.

[3] Lonin S., Tuchkovenko Y., Lonina I. Utilización del modelo Nedwam para el cálculo y pronóstico del oleaje en el mar Caribe. Boletín Científico CIOH. 1996; 17: 37-45.

[4] Torres R. y Lonin S. Estudio del espectro de oleaje en el Caribe observado con boyas y su representación en el espectro JONSWAP. Boletín Científico CIOH. 2007a; 25: 8-18.

[5] Torres R. y Lonin S. Construcción de espectros de oleaje en el Caribe a partir de mediciones satelitales. Boletín Científico CIOH. 2007b; 25: 19-31.

[6] Komen GJ, Cavaleri L, Donelan M, Hasselmann K, Hasselmann S and Janssen PAEM. Dynamics and Modellin of Ocean Waves. Cambridge University Press. 1994.

[7] Tolman H. L. User manual and system documentation of WAVEWATCH-III version 2.22. NOAA/ NWS / NCEP/ MMAB Technical Note. 2002; 222: 133.

[8] SWAN. Technical Documentation. Delft University of Technology, Version 40.51A. 2007: 111.

[9] Caires, S.; Sterl A. Validation of ocean wind and wave data using triple collocation, J. Geophys. Res. 2003; 108(C3), 3098.

[10] Cavaleri, Land Sclavo, M. The calibration of wind and wave model data in the Mediterranean sea. Coastal Engineering. 2006; 53: 613-627.

[11] Dobson E, Monaldo F, Goldhirsh J and Wilkerson J . Validation of Geosat derived wind speeds and significant wave heights using buoy data,J. Geophy. Res. 1987; 92: 10719–10731.

[12] Duchossois, G. The ERS-1 mission objectives. ESABull. 1991; 65: 16–25.

[13] Fu, L.L., Christensen, E.J., Yamarone, C.A., Lefebvre, M., Menard, Y., Escudier, P. TOPEX–POSEIDON mission overview. J. Geophys. Res.1994; 99 (C12): 24369–24381.

[14] Krogstad, H. E; Barstow, S. F . Satellite wave measurements for coastal engineering applications. Coastal Engineering. 1999; 37: 283-307.

[15] Del Balzo, D. R.,Schultz, J.R. and Earle, M.D. Stochastic time-series simulation of wave parameters using ship observations. Ocean Engineering. 2003; 30: 1417–1432.

[16] Cartwright, D.E. Committee 1, environmental conditions. Report of the Third International Ship Structures Congress, Det Norski Veritas.1967.

[17] Hogben, N., Lumb, F.E. Ocean wave statistics. National Physical Laboratory Report, Her Majesty's Stationery Office, UK. 1967.

[18] Nordenstrom, N. Methods for predicting long term distributions of wave loads and probability of failure of ships, appendix II, Relationships between visually estimated and theoretical wave heights and periods. Research Report 69-22-S, Det Norski Veritas. 1969.

[19] Wilkerson, J.C., Earle, M.D. Astudy of differences between environmental reports by ships in the voluntary observing program and measurements from NOAA buoys. Journal of Geophysical Research. 1990; 95: 3373–3385.

[20] Gulev, S.K., Hasse, L. North Atlantic wind waves and wind stress fields from voluntary observing ship data. Journal of Physical Oceanography. 1998; 28: 1107–1130.

[21] Montoya R.D y Osorio A. Los modelos de generación de oleaje de viento: Características, evolución y futuras aplicaciones en Colombia. En: Avances en recursos hidráulicos. 2007; 15: 47-74.

[22] Tolman, H.L. A third-generation model for wind waves on slowly varying, unsteady and inhomogeneous depth and currents. Journal of Physical Oceanography. 1991; 21: 782–797.54Referencias bibliográficasOsorio et al.: Reconstrucción de cuarenta años de datos de oleaje en el mar Caribe

[23] Hasselmann, K. Acriterion for non-linear wave stability. J. Fluid Mech. 1967; 30:737–739.

[24] Caires, S., Steri, A.Bidlot, J.R., Graham, N., and Swail, V. Intercomparison of different wind-wave Reanalysis. Journal of Climate. 2004; 17: 1893-1913.

[25] Montoya R.D., Osorio A.,Ortiz J.C, and Ocampo, F. Importance of accurate background winds combined with hurricane wind models: Case study of Hurricane Katrina. Waves In Shallow Environments (WISE Meeting). Ensenada, B.C. Mexico. 2009.

[26] Snyder, R. L., Dobson, F. W., Elliott, J. A. y Long, R.B. Array measurements of atmospheric pressure fluctuations above surface gravity waves. J. Fluid Mech. 1981; 102: 1–59.

[27] Komen, G.J., Hasselmann, S. y Hasselmann, K. On the existence of a fully developed wind-sea spectrum, J. Phys. Oceanogr. 1984; 14: 1271-1285.

[28] Hasselmann, S., Hasselmann, K.J., Allender H. y Barnett, T.P. Computations and parameterizations of the nonlinear energy transfer in a gravity-wave spectrum. Part II: Parameterizations of the nonlinear energy transfer for application in wave models. J. Phys. Oceanogr. 1985; 15: 1378- 1391.

[29] Hasselmann, K., Barnett, T. P., Bouws, E., Carlson, H., Cartwright, D. E., Enke, K., Ewing, J. A., Gienapp, H., Hasselmann, D. E., Kruseman, P.,Meerburg, A., Muller, P., Olbers, D. J., Richter, K., Sell, W. and Walden, H. Measurements of wind-wave growth and swell decay during the Joint North Sea Wave Project (JONSWAP), Dtsch. Hydrogh. Z. Suppl. 1973; 12: A8.

[30] Crosby et al. Aproposed definition for vector correlation in geophysics: Theory and application. Journal of atmospheric and ocean technology. American meteorological society. 1992; 10: 355-367.

[31] Detzius, R. Extension of correlations methods and the method of least squares to vectors. Sitzungsber. Akad. Wiss. 1916; 125(IIa): 3-20.

[32] Sverdrup, H. U. On correlation between vectors with applications to meteorological problems. Meteor. Z. 1917; 34: 285-291.

[33] Hotelling, H. Relations between two sets of variables. Biometrika. 1936; 28: 321-377.

[34] Court, A. Wind correlation and regression. AFCRC TN-58-230.ContractAF19(604)-2060. Cooperative Research Foundation. 1958; 16.

[35] Hooper, J.W. Simultaneous equations and canonical correlation theory. Econométrica. 1959; 27:245-256.

[36] Jupp, P. E.; Mardia, K. V. Ageneral correlation coefficient for a directional data and related regression problems. Biometrika. 1980; 67: 163-173.

[37] Crosby, D.S., L.C. Breaker, and W.H. Gemmill, 1990: A definition for vector de correlation and its application to marine surface winds. National Meteorological Center Office Note. 1990; 365:50.

[38] Vidal, C. et al. Determinación de los regímenes medios direccionales de altura de ola a partir de datos visuales, GIOC. 2001.

[39] Amador J.A. Aclimatic feature of the tropical Americas: The trade wind easterly jet. Top Meteor Oceanogr. 1998; 5(2):1–13.

[40] Amador J.A., Magana V. Dynamics of the low level jet over the Caribbean Sea. Preprints, the 23rd conference on hurricanes and tropical meteorology, American Meteorological Society. 1999; 868–869.

[41] Poveda G, Mesa O.J. The low level westerly jet (Choco jet) and two other jets in Colombia: climatology and variability during ENSO phases (in Spanish). Rev Academia Colomb Cienc. 1999; 23(89):517–528.

[42] Poveda G., Waylen P.R., Pulwarty R.S. Annual and interannual variability of the present climate in northern South America and southern Mesoamerica. Palaeogeogr Palaeoclimatol Palaeoecol. 2006; 234:3–27.

[43] Bernal G., Poveda G., Roldán P. & Andrade C. Patrones de variabilidad de las temperaturas superficiales del mar en la Costa Caribe Colombiana. Rev. Acad. Colomb. Cienc. 2006;30 (115): 195- 208.

[44] Wang, C. Variability of the Caribbean Low-Level Jet and its relations to climate. Clim Dyn 2007; 29:411-422.

[45] Poveda, G,Velez J.I,Mesa O.J, Hoyos C.D, Mejia J.F, Barco O.J y Correa P.L. Influencia de fenómenos macroclimáticos sobre el ciclo anual de la hidrología colombiana: Cuantificación lineal, no lineal y percentiles probabilísticos, meteorología colombiana. 2002b; 6:121-130.

[46] Gil, M.M, y Quiceno, N. La influencia del fenómeno El Niño/Oscilación del Sur sobre el ciclo anual de la hidroclimatología de Colombia, Trabajo Dirigido de Grados, Ingeniería Civil, Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín. 1997.

[47] Ruiz, M. y G. Bernal. (En prep). Variabilidad estacional del viento sobre la Cuenca Colombia, mar Caribe. Revista Avances en Recursos Hidráulicos.

48] Montoya, R.D, Osorio, A.F y Mesa, J.C. Influencia de las parametrizaciones empleadas para los términos fuente sumidero de energía en la modelación del oleaje en el Caribe colombiano. XIII Seminario Nacional De Ciencia y Tecnología del Mar SENALMAR 2008.

[49] Giraldo, L, y Lonin S. Cálculo del oleaje y el transporte de sedimentos en la costa Caribe colombiana. Boletín Científico del CIOH. 1997; 18, 39 -49.56.

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Publicado

2009-12-05

Número

Sección

Artículos de investigación científica y tecnológica

Cómo citar

Reconstrucción de cuarenta años de datos de oleaje en el mar Caribe colombiano empleando el modelo WWIII™ y diferentes fuentes de datos. (2009). Boletín Científico CIOH, 27, 37-56. https://doi.org/10.26640/22159045.200

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