Modelos hidrodinámicos anidados para el cálculo de la onda de tormenta en el estuario de Bahía Blanca

• Autores: Etala, María Paula
• Año de publicación: 2000
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Píccolo, María Cintia; Barros, Vicente Ricardo
• Materia: ONDA; MAREA; INTERACCION; MODELO; ESTUARIO; PLATAFORMA; SURGE; TIDE; INTERACTION; MODEL; ESTUARY; SHELF
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Este trabajo trata el problema de la onda de tormenta desde un punto de vista dinámico para el estudio de algunos aspectos generales de la misma y, en particular, de su comportamiento en el estuario de Bahía Blanca. Las herramientas utilizadas para este estudio son un conjunto de modelos numéricos desarrollados para tal fin en conjunción con datos observacionales que validan los resultados y conclusiones alcanzados. Los modelos hidrodinámicos utilizados son bidimensionales e integrados en la vertical. Un modelo abarca la plataforma continental y otro cubre el estuario con mayor resolución. Este último contempla el secado e inundación de puntos del dominio. Una condición de radiación modificada permite la introducción de la onda de marea al dominio a través de los bordes abiertos de ambos modelos. La información acerca de la onda de tormenta se transfiere desde el modelo de la plataforma hacia el modelo del estuario. Algunos aspectos teóricos del intercambio de cantidad de movimiento en la capa límite atmosférica son considerados para la estimación de la tensión del viento sobre la superficie del mar. El carácter regional y local de las perturbaciones del nivel del agua requiere la consideración del factor atmosférico en ambas escalas. Se encuentran características particulares de la estabilidad atmosférica en el área de estudio que influyen sobre la transferencia de cantidad de movimiento al agua. Este trabajo está enfocado principalmente sobre los aspectos no lineales de la propagación de la onda de tormenta desde la plataforma y sobre su importante modificación dentro del estuario debido a su comportamiento altamente no lineal. La interacción entre la marea y la onda de tormenta se estudia en un caso típico de viento del sudeste. Se encuentran dos diferentes tipos de respuesta en el estuario. El mecanismo de interacción por fricción de fondo predomina en los canales mientras que en las zonas menos profundas, con corrientes más débiles, la principal causa de la interacción es la baja profundidad. Las corrientes de interacción llegan a ser muy intensas tanto en los canales como en la descarga de las planicies. Esta interacción modifica fuertemente la onda de nivel resultante en una forma que depende de la intensidad relativa de ambos fenómenos. La fase relativa del forzante meteorológico con respecto a la marea puede alejar varias horas el máximo nivel del agua del momento que estaría dado por un efecto aislado de la onda de tormenta.
This work deals with the problem of the storm surge from a dynamical point of view for the study of some of its general aspects and, particularly, of its behavior in the Bahía Blanca estuary. The tools used in this study are a set of numerical models developed with that purpose in conjunction with observational data that validate the results and conclusions reached. The hidrodynamical models are bidimensional depth-averaged. One of them covers the continental shelf and the other one covers the estuary with higher resolution. The latter considers the drying and flooding of points in the domain. A modified radiation condition allows the input of the tidal wave to the domain through the open boundaries in both models. The information on the storm surge is transferred from the shelf model to the estuary model. Some theoretical aspects of momentum exchange in the atmospheric boundary layer are considered for the estimation of wind stress at the sea surface. The regional and local character of water level perturbations requires the treatment of the atmospheric factor in both scales. Particular characteristics of atmospheric stability that influence the momentum transfer to water are found in the area of study. This work is mainly focused on the non-linear aspects of the storm surge propagation from the shelf and on its important modification within the estuary due to its highly nonlinear behavior. The surge - tide interaction is studied in a typical case of southeasterly winds. Two different responses are found within the estuary. The bottom friction interaction mechanism dominates in the channels while in the shallower areas, with weaker currents, the main cause of interaction is limited depth. The interaction currents in the channels can be very strong as well as the changes in discharge currents from the intertidal flats. This interaction strongly modifies the resulting water level wave in a way that depends on the relative intensity of both phenomena. The relative phase between the meteorological forcing and the tide can shift the water level peak several hours from its corresponding value due to an isolated storm surge effect.
Fil: Etala, María Paula. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.