ESTADISTICA DE VORTEX COHERENTS A LA MEDITERRANIA: ANALISI DE LA SUPERFICIE LLIURE DEL MAR

Autor: ISERN FONTANET JORDI
Año: 2003
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA
Centro de realización: FISICA APLICADA
Centro de lectura: FISICA APLICADA
Director: FONT JORDI
Tribunal: HERNANDEZ GARCiA EMILIO , GARCIA OLIVARES ANTONIO , GRAU I VIDAL XAVIER , MILLOT CALUDE , ESPINO INFANTES MANOLO
Resumen de la tesis

La mar Mediterrània es caracteritza per l’entrada d’aigües poc salades procedents de l’Atlàntic a través de l’estret de Gibraltar. El flux sovint és inestable i genera vòrtex coherents, amb longituds característiques compreses entre els 50 i 150 km i temps de vida de mesos fins i tot anys, que afecten fortament el transport a la conca. L’objectiu principal de la tesi és estudiar i caracteritzar les propietats dels vòrtex coherents a la Mediterrània. Des dels inicis dels anys 90 l’ús intensiu d’altímetres a proporcionat dades sobre la superfície lliure de l’ocèa, que, recentment, han estat assimilades a sistemes de predicció oceànica de la Mediterrània. Aquest fet proporciona un conjunt de dades de la superfície lliure força gran. La presència d’estructures coherents fa que les observacions de mesoescala de l’oceà s’assemblin a la turbulència bidimensional. Aquestes similituds suggereixen que els darrers avenços en turbulència bidimensional es podrien fer servir com a punt de partida per investigar els vòrtex Mediterrànis. Un vòrtex coherent es defineix com la regió simplement connexe amb valors del paràmetre d’Okubo-Weiss , on és la desviació estàndard espaial de W, i el mateix signe de la vorticitat. Quan un vòrtex és identificat les seves propietats tals com, mida, energia cinètica o amplitud es poden calcular. En aquest estudi, aquesta definició s’ha aplicat als mapes d’anomalies del nivell del mar (SLA) del període octubre 1992-setembre 1999 i a simulacions numèriques de la Medietrrània pel període setembre 1999 a abril 2003. Els resultats de l’altimetria mostren que la Mediterrània es caracteritza per una distribució de vòrtex aproximadament homogènia. De tota manera, algunes de les propietats dels vòrtex com l’energia o l’amplitud tenen distribucions irregulars amb valors més alts en regions on està ben documentada la presència de vòrtex de mesoescala. Aquest fet suggereix que una classificació basada en l’amplitud podria permetre separar aquests vòrtex de les altres estructures. L’anàlisi de la dependència de l’amplitud de la mida mitjana dels vòrtex mostra un comportament assimptòtic que tendeix cap als a radis d’uns 40 km. Aquests resultats suggereixen la classificació heurística de les estructures coherents en vòrtex intensos (caracteritzats per valors de l’amplitud menors de ) que tenen la mida dels vòrtex de mesoescala, i vòrtex febles que es corresponen amb estructures sorolloses i estats poc energètics dels vòrtex de mesoescala. Aquesta separació d’estructures permet seguir amb facilitat de mapa a mapa els vòrtex i, per primera vegada, construir una imatge completa dels camins preferencials que segueixen. Per altra banda també s’han analitzat les distribucions de probabilitat de la velocitat (PDF) derivades dels mapes de SLA. S’ha dividit la Mediterrània 7 regions depenent de la geometria i la distribució vòrtex intensos. Per cada regió s’han calculat les PDF de la velocitat geostròfica. Les formes de les distribucions observades es caracteritzen per tenir un nucli gaussià amb cues exponencials. De tota manera, la mida del nucli i les cues canvia d’una regió a una altra depenent de la distribució de vòrtex intensos. La descomposiciódel camp de velocitats en: un camp de fons, un camp induït pels vòrtex febles i un camp induït pels vòrtex intensos mostra que els dos primers es caracteritzen per tenir distribucions semblants a una gaussiana, mentre que el tercer té una distribució propera a una exponecial. L’aplicació a les simulacions numèriques mostra resultats equivalents amb la diferència que conté més estructures petites.
Materias relacionadas