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Interacción vientos-corrientes en profundidades reducidas. Un modelo para la costa este de Gran Canaria

Pérez-Martell, Esther,Pérez-Martell, Esther

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UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA DEPARTAMENTO DE FÍSICA TESIS DOCTORAL ESTHER PÉREZ MARTELL Las Palmas de Gran Canaria, Julio de 19 88 INTERACCIÓN VIENTOS - CORRIENTES EN PROFUNDIDADES REDUCIDAS. UN MODELO PARA LA COSTA ESTE DE GRAN CANARIA  Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. Biblioteca Digital, 2003 Título de la tesis: INTERACCIÓN VIENTOS - CORRIENTES EN PROFUNDIDADES REDUCI DAS. UN MODELO PARA LA COSTA ESTE DE GRAN C ANARIA Thesis title: INTERACTION WINDS - CURRENTS IN REDUCED DEPTHS. A MODEL FOR THE EAST COAST OF GRAN CANARIA  Universidad de L as Palmas de Gran Canaria. Biblioteca Digital, 2003 Un,ilJe:rsidad PoLitecnica de CanarilJiS Dep.a;rtu/lnent:o de Fisiea Fae11ltrJXl de C,íe:ncias del Mar Atdom:Esfher PeYeZ ManeU Di!¡'~ctor Dr. D. Luisfejedor Jla,rl~~z Jul,io. :198;8 Departamento de Física Facultad de Ciencias del Mar Universidad Politécnica de Canarias TESIS DOCTORAL INTERACCION VIENTOS-CORRIENTES EN PHO.FUNDIDADES MODELO PARA LA GRAN CANARIA_ REDUCIDAS. COSTA ESTE Autora: Esther Pérez Martell Director: Prof. Dr. Luis Tejedor Martinez UN DE Julio 1988 OUneÍJet<Jülad 9o¿:técneea de <G'anatta.1 ~efQdQmen16 de ~ica DON LUIS TEJEDOR MARTINEZ, CATEDRATICO DE UNIVERSIDAD EN EL AREA DE FISICA APLICADA DEL DEPARTAMENTO DE FISICA DE LA UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CANARIAS CERTIFICA; Que la memoria titulada "INTERACCION VIENTOS-CORRIENTES EN PROFUNDIDADES REDUCIDAS. UN MODELO PARA LA COSTA ESTE DE GRAN CA!\TARIA", ha sido realizada por Dª Esther Pérez Martell bajo mi dirección en el Departamento de Fisica de la Universidad Politécnica de Canarias. Esta memoria constituye la Ti'!"ic:; (IllA prARAntfl pflra optar al grado de Doctor en Ciencias del Mar. Las Palmas, a 11 de Junio de 1988 EL DIRECTOR DEL DPTO. DE EL DIRECTOR DE TESIS \ . <J'Y Luis Tejed~¡NM~rtínez Fdo: Luis Tejedor Martinez AGRADECIMIENTOS Quiero expresar mi más sincero agradecimiento al Prof. Dr. D. Luis Tejedor Martínez, Director de este el titulo de Dra. en Ciencias del Mar. Sin su ayuda, apoyo y orientaciOn no hubiese sido posible llevar a cabo el trabajo. Desearía destacar que su actuación hacia mi persona, ha sido tanto en el aspecto científico y académico, como de estímulo moral, en los momentos de desaliento. Agradezco también la colaboración y apoyo de los miembros, compañeros y amigos, del Departamento de Física (grupo de Ciencias del Mar) los cuales, de una forma u otra, han prestado su colaboración en la realización de este trabajo. Asimismo, quiero expresar mi agradecimiento y gratitud a la FUNDACION UNIVERSITARIA de LAS PALMAS Y de forma especial a la FAMILIA MEGIAS MARTINEZ por la ayuda concedida, en forma de beca. para la realización de parte de este trabajo. Otra parte del mismo se enmarca en un proyecto de investigación más amplio, para el cual el Departamento ha sido subvencionado por la Consejería de Educación, Cultura y Deporte del Gobierno Autónomo de Canarias. Mi reconocimiento al Centro de Tecnología Pesquera de Taliarte por las facilidades dadas para la instalación de algunos de los equipos utilizados en este trabajo. A Paco. INDICE CAPITULO O: INTRODUCCION. 0.1: Oceanografía Física •.....•......•.............. 1 0.2: Oceanografía de costas .....................•... 3 0.3: Oceanografía Costera de las Islas Canarias ..... 5 0.4: Objetivo del presente trabajo .................. 8 0.5: Estructura y Resumen del trabajo ..••.•.....•..• 9 CAPITULO 1: CLIMATOLOGIA GENERAL DE CANARIAS. 1.1: Factores determinantes de la Climatología •.... !7 1.2: Características del tiempo atmosférico en Canarias ...............................••.. 20 1.2.1 Condiciones normales ...••....•.••....•.. 20 1.2.2 Perturbaciones del tiempo atmosférico ... 24 1.3: Elementos climáticos .............••...••.•.... 29 1.3.1 Vientos ........................•...•.... 29 1.3.2 Temperatura ............................. 31 1.4: Características oceanográficas en Canarias .••. 33 CAPITULO 2: TRATAMIENTO TEORICO DE LAS CORRIENTES. 2.1: Ecuaciones fundamentales ...................... 39 2.2: Aproximaciones ..•......•......•...•.•.•.•..•.. 43 2.3: Corrientes de viento ................•......... 54 2.4: Corrientes de marea ........................... 61 2.5: Tratamiento estadistico ....................... 71 CAPITULO 3: ADQUISICION DE DATOS: INSTRUMENTACION y CAMPARA DE TOMA DE DATOS. 3.1: Instrumentación ............................... 82 3.1.1 Estación meteorológica .................. 82 3.1.2 Correntimetro autónomo ....•.••.........• 87 3.1.3 Mareógrafo .............................. 91 3.1.4 Correntimetro manual ........•........•.. 93 3" 1 ,,5 Sonda CTDS. It " ................................ " ••• 95 3.1.6 Lectora de cintas ....................... 97 3.1.7 Ecosonda ............•......••.....•..... 97 3.2: Proceso de datos .............................. 99 3.2.1 Estación meteorológica .................. 99 3.2.2 Correntimetro autónomo ...........•..... 103 3.2.3 Mareógrafo ... ~ .......•.....•.........•. 108 3.2.4 Corrent imetro manua 1 ................... 111 3.2.5 Sonda CTDS ................•............ l11 3.3: Campañas de toma de datos .......•••....•..... 114 3.3.1 Localización del tramo de estudio ...... 114 3.3.2 Incidencias de las campañas ............ 117 CAPITULO 4: TRATAMIENTO DE DATOS DE GANDO. 4.1: Introducción ....... 11 ••• 11 • 11 11 11 ••• 11 .............. 11 .. 128 4.2: Estudio general del periodo 76-85 .........•.. 129 CAPITULO 5: TRATAMIENTO DE DATOS DE TALIARTE. 5.1: Meteorología ................................. 156 5.2: Corríent.es .........................•...•.•...• 188 5.3: Niveles ............. ,1 .......... 11 ••••••• " .......... 205 CAPITULO 6: MODELO DE CIRCULACION. 6.1: Introducción •..........•.••........•.•.•..... 221 6.2: Corrientes producidas por el viento ...•...•.. 224 6.3: Corriente de marea ...............•..•........ 230 6.4: Corrientes residuales ................•.•..•.• 241 CONCLUSIONES . ..................................... 259 BIBLIOGRAFIA . ..................................... 263 CAPITULO O: INTRODUCCION. La Oceanografia es el estudio de las aguas oceánicas del planeta, desde las aguas profundas, en mar abierto. hasta las costeras. En el concepto genérico de Oceanografia tienen cabida prácticamente todas las ciencias, desde la Física, Química, Biología, Matemáticas y Geología hasta otras como Economia. Rociologi~ y varia~ ramas del Derecho y de la Ingeniería .. Incidiremos aquí en la parte relacionada con la Fisica que es la que nos interesa. 0.1.- Oceanografía Física. La Oceanografia Física, se suele dividir en Descriptiva y Dinámica, según el tipo de tratamiento que desarrolle. La primera. se encarga fundamentalmente de las observaciones y medidas de datos oceanográficos conducentes, por ejemplo, a la confección de cartas sinópticas. La Oceanografia Dinámica tiene como objetivo los estudios teóricos, partiendo de las leyes de la Física, que harán posible la descripción del comportamiento y movimiento de las masas de agua. La interdependencia entre ambas ramas es clara y necesaria, cu~ndo la descriptiva era la prepotente (por 1 desconocimiento de la dinámica) se pretendia, y de hecho en algunas ocasiones se conseguia, realizar predicciones. Esto es posible porque en la práctica, las caracteristicas de las masas oceánicas no suelen cambiar mucho con el tiempo, ó bien lo suelen hacer en forma periódica, con lo cual una descripción del presente puede a!,> 1 i canse (cun cautelas) para ~l fuLuru. Luo riesgos de equivocaciones .son evidentes. Pero por parte de la rama Dinámica también existen riesgos. Cuando se intenta expresar en términos analíticos la relación causa-efecto, es imprescindible admitir una serie de hipótesis simplificadoras para que la resolución de las ecuaciones obtenidas sea factible. Es decir, el fenómeno real se idealiza por simplificaciones sucesivas y se obtiene un modelo que evidentemente representa sólo parcialmente la realidad. Por consiguiente, para verificar la relación modelo realidad, es necesario recurrir a la descriptiva. Así pues, vemos que las predicciones de la Oceanografia Dinámica necesitan forzosamente ser avaladas por la Oceanografía Descriptiva e igualmente, los resultados que se obtienen de ésta sólo pueden ser explicados por la Dinámica. Los estudios de Dinámica Marina se han desarrollado ampliamente debido a la importancia que 2 tienen, y en la actualidad se encuentran divididos en dos ramas, la tradicional Dinámica Oceánica y la moderna Dinámica de Costas, ésta última muy relacionada con la Ingeniería de Costas y la Ingeniería Oceanográfica. El estudio de la Oceanografía Costera, aplicado al entorno del Archipielago y de torma más espec1íica a la Isla de Gran Canaria, constituye una de las lineas de investigación del Departamento de Física de la Universidad Politécnica de Canarias y, uno de sus aspectos, constituye el objetivo del presente trabajo. Hoy cobrando, la medida en dja, y dentro de la Oceanografía, está también, importancia el uso de satélites para de parámetros de interés oceanográfico (Remete Scnsing) . Tal rama se Oceanografía por Satélite y constituye lineas de investigación que desarrolla el de Física. 0.2.- Oce~n()grafia de Costas. le denomina ot.ra de las Departamento La Oceanografía Costera se desarrolla en el ámbito de la plataforma continental. Durante muchos años, los estudios se llevaron a cabo en alta mar principalmente, y los descubrimientos más relevantes estaban en esa zona. Pero 11~g6 UIl lIlulll~nLu ~n el que el hombre mostró 3 un gran interés en los problemas costeros, por su importancia en el estudio del Medio Ambiente y las implicaciones económicas que ésto conlleva. Dadas las características que se presentan en las aguas costeras (poco profundas, presencia de la linea de costa, ... ), hacen que el comportamiento oceanográfico sea muy diferente al de áreas en mar abierto. Por ejemplo, la presencia del fondo en las aguas someras hace que el movimiento general de las masas de agua esté m&~ 11mit~do que ~l que puede existir en aguas mas profundas, siendo por tanto más importantes los términos de fricción. No obstante, los fenómenos en ambas zonas están muy relacionados (1). Asi, las mareas que producen elevaciones y descensos del nivel del mar en las áreas ~e genprAn en JR~ profundidades oceánicas; como ~ste, existen otros ejemplos de la dependencia zona de altarnar-franja costera. Por otra parte, lOH fenómenos r.ostero~ Ron muy diferentes de unas zonas del litoral a otras, debido tanto a la configuración geográfica, como a la geomorfológica del terreno. El espectacular crecimiento, desde hace unas décadas, de las poblaciones urbanas, y- 10 que ésto conlleva en cuanto a vertidos, tanto urbanos como industriales, así como el auge del turismo, y de 4 actividades para el ocio que se desarrollan en este sector, hacen de vital importancia el conocimiento de las condiciones oceanográficas costeras, para una planificaci~n de su uso. En definitiva, se puede decir que es precisamente en la zona costera donde la Dinámica Marina tiene más aplicaciones prácticas. G.T.Csanady (2) justifica la importancia de estos nuevos estudios, no sólo para conseguir un mayor conocimiento de la Dinámica Marina, sino fundamentalmente porque son la base impr,escindible para la resolución de los problemas especificos del litoral. 0.3.- Oceanografía Costera de las Islas Canarias. En el área cercana a las Islas Canarias, marco de nuestro estudio, se han desarrollado varios trabajos cuyo objetivo principal era el estudio del "upwelling" que tiene lugar en el NW de la costa africana (3, 4, 5, 6, 7, 8). Desde el punto de vista de la Oceanografía Fisica, en concreto de la corriente de Canarias, existen otros trabajos en los que se trata ésta a partir de estaciones hidrológicas; y que a través del método geostrófico intentan calcular las velocidades de la corriente en superficie y otros niveles de profundidad, respecto de un nivel cero o de no movimiento (9, 10, 11, 5 12). Aparte de estos últimos, y anteriores a ellos, existen desde hace tiempo unos mapas de corrientes, fruto de la observación visual de los marinos que atraviesan los mares numerosas veces y que a nivel global describen la situación real excepto, según parece, en 10 referente a intensidades de la corriente, debido quizás a que no son valores medios (13, 14) . En la actualidad. existe una descripción más detallada de corrientes, con datos procedentes de correntimetros que se han fondeado en diversas estaciones del Atlántico Central (14, 15, 16, 17). En resumen, los trabajos desarrollados en el área del Archipiélago han sido a macroescala y en aguas oceánicas. En el campo de la Oceanograf1a Costera existen algunos trabajos restringidos a zonas particulares de alguna de Dinámica las islas (19, Costera no 20, 21). conocemos Mientras ningún que en trabajo oceanográfico en el litoral de Canarias. aún a pesar de la gran importancia que tiene esta zona, desde diversos puntos de vista. Si se han realizado estudios oceanográficos conducentes a conocer la dinámica de una franja de c~sta muy en particular, por algún motivo especifico, como puede ser la construcción de un puerto, la actuación en una playa, no están publicados. etc., pero dichos resultados 6 Al estudiar el comportamiento dinámico de las masas de agua,hemos de tener presentes todas las fuerzas que actúan sobre el sistema y entre ellas está, como sabemos, la acción del viento sobre la superficie del mar. Debido a la importancia de la interacción atmósfera-océano, el conocimiento del régimen de vientos será fundamental en nuestro estudio. Respecto a los datos meteorológicos, éstos si son más abundantes en todas las Islas, aunque en unas se tienen series temporales más largas que en otras. En Gran Canaria, el Instituto Nacionol de Meteorologia tiene varias estaciones a lo largo de toda la geografía insular. De ellas, la serie más larga y completa corresponde al observatorio que tiene instalado en el Aeropuerto (Gando), en el que se registran datos de intensidad y dirección del viento, temperatura y presión atmosférica, en cuatro instantes a lo largo del dia: 1, 7, 13 Y 18 horas. Tenemos que indicar que dicha estación ha cambiado de ubicación dentro del recinto del Aeropuerto varías veces y también que en algunas ocasiones se ha variado la orografía del terreno (se quitó una pequeña montaña cercana al aparato para la construcción de una nueva pista), por tanto y debido a la especial incidencia del factor orográfico (22, 23) existen pequefias variaciones, especialmente en los datos 7 de vientos, desde los primeros registros hasta la actualidad y que pueden ser achacables a este motivo. 0.4.- Objetivo del presente trabajo. En el trabajo que presentamos a continuación, hemos tratado una serie de intensidades y dirección del viento, correspondientes a los años comprendidos entre 1 .97h Y 1.9A5, dPo1 Observatorio de Gando. También aunque con menos tiempo. hemos trabajado con la temperatura en una época determinada. Los partes información proporcionó diaria. a las horas de el Instituto Nacional de mensuales de muestreo, que Meteorología indican la velocidad del viento en km/h y su dirección en dieciseis sectores. cada uno de 22'5 grados. y centrados en el Norte geográfico. es decir que de la dirección del viento sabemos el sector en ~l que está soplando éste, pero no exactamente la magnitud en grados. En 1986, en los partes de observaciones que nos suministró el Instituto Nacional de Meteorología, observamos que la dirección del viento venía indicada en 36 sectores, numerados del 1 al 36, y. centrados igualmente en el Norte geográfico, y sin conocerse tampoco los grados exactos de la dirección. Debido a que el cambio en la nomenclatura dificultaba-el tratamiento posterior, indicado. decidimos tratar dnicamente el 8 periodo El trabajo que exponemos seguidamente se desarrolla en el campo de la Oceanografia objetivo del trabajo es desarrollar Costera. ~ un modelo oceanográfico. que de cuenta del sistema de corrientes gue tiene lugar en la costa Este de Gran Canaria (zona de Taliarte). Se ha elegido @sta zona por la importancia que tienen los alisios en el régimen de vientos en las Islas Canarias. Estos son vientos que soplan procedentes de direcciones en el primer cuadrante durante todo el afio, pero son especialmente significativos durante los meses comprendidos entre Abril y Septiembre. Así pues, es en la costa Este de las Islas donde se deben producir las corrientes de intensidad mayor, al igual posiblemente, que en la zona Norte. ~ientras que en el Sur no serán tan impórtantes, por la presencia de la Isla. El resultddo de nuestro t~abajo, con el fin expuesto, 10 hemos estructurado de la siguiente forma. 0.5.- Estructura y resumen del trabajo. En el primer capitulo hacemos una descripción basada acerca en de la bibliografía general existente la climatologia del Archipiélago (22, 23), Canario. Comenzamos describiendo la situación normal del tiempo 9 atmosférico en las Islas, durante los diferentes meses del año, para posteriormente ver cuáles son las causas de las principales alteraciones que se producen y sus efectos, desde este apartado un punto de vista general. Finalizamos con las características generales oceanográficas que aparecen en la bibliografia (9, 11, 12) Y que ya hemos comentado que es escasa en cuanto a estudios de microescala. En el capitulo segundo incluimos el tratamiento teórico de las corrientes. Comenzamos de forma breve con Ii'! circulación marina, en el que considerando las hipótesis de Reynolds acerca del movimiento ~urbulento, llegamos a plantear el sistema de ecuaciones que en general hemos de resolver. Las soluciones particulares de dicho sistema que nos interesan son las producidas por el viento y las debidas a las mareas, que son tratadas a continuación. Finalizamos este capitulo con una breve descripción del análisis espectral y del tratamiento estadístico que hemos aplicado. En el apartado siguiente, capitulo tercero, pasamos a tratar tod6 lo relacionado con-la adquisición de datos. Comenzamos con la descripción de los sistemas de toma de datos. Después describimos el área en que 10 hemos desarrollado el estudio, atendiendo a sus características geográficas y topográficas, necesarias para justificar los emplazamientos de nuestros aparatos. También en este capítulo resumimos las diversas campañas de toma de datos, que hemos efectuado y las incidencias por las que hemos pasado. El cuarto capítulo corresponde al tratamiento que hemos hecho a los datos de viento del Instituto Nacional de i"leteorología, en el período 1976 - 1985. El motivo nuestra intención es obtener el régimen de corrientes de la zona de Ta1iarte, conocido el de vientos en el mismo lugar. Dado que tinicamente podemos disponer de los datos de nuestra estación meteorológica durante un año (1987) , y como la información que se requiere, para establecer el régimen normal de vientos, ha de ser una serie temporal de mayor duración, hemos tenido que basarnos en los datos de Gando y correlacionar ambu~ regímenes, para que posteriormente el régimen de corrientes obtenido sea representativo. A partir de los registros diarios, en cuatro horas diferentes, de velocidad y dirección del viento, hemos representado las series temporales, los histogramas ( escalares y direccionales), las curvas de distribución de la vt:::lUl:iuau, las rosas de vientos, los regímenes 11 escalares, y las direcciones en aquellas direcciones con frecuencia mayor, para cada uno de los afios. A partir de todos ellos", construimos un afio, que llamamos afio total, y del que representamos también lo recien indicado, demostrando que dicho afio se puede considerar el normal de Gando, que será el que compararemos con el obtenido en Taliarte. El quinto ~apftul0 ~orrespondA Rl tratRmiento de los datos obtenidos con nuestros aparatos. Para el desarrollo del modelo de corrientes y dada la importancia que tienen los vientos en la zona, instalamos una estación meteorológica que estuvo registrando datos de intensidad y dirección del viento, temperatura y presión atmosférica durante un periodo de un afio, prácticamente completo, en Taliartc. Los resultados registrados nos han servido para correlacionar nuestros datos con el afio normal, que hemos obtenido con los facilitados por el Instituto Nacional de Meteorología para el Observatorio de Gando durante el periodo 1976 - 1985. Los resultados obtenidos para la correlación entre ambas series, nos permiten trabajar con el régimen de vientos del afio normal y será éste con el que operemos para establecer el régimen de corrientes en la zona. En el apartado siguiente del mismo capítulo, 12 describimos los resultados de las corrientes medidas. Como nuestro objetivo principal era el estudio de la circulación marina en la zona Este de la isla de Gran Canaria, pensamos inicialmente en que dicha circulación p~dia responder a un fenómeno tricapa, y que además coexistirían varios tipos de corrientes (de vientos, de marea, la circulación general, etc). Para contrastar lo prpvisto. decidimds instalar tres correntimetros autónomos, el primero en los 3-5 m. de profundidad y los otros a 20 Y 40 m. Con el cercano a superficie se determinaría la corriente en la capa superficial donde predominará la corriente producida por el viento; con los otros dos se estudiarían la capa intermedia donde predominan las corrientes rotatorias, típicas de la marea, y l~ capa inferior donde es import~nte el rozamiento por fondo, así como poder registrar las corrientes de pendiente, en caso de que existan. De esta manera la zona intermedia nos podría servir para evaluar 10 que sucede en la superior, a partir de la diferencia entre ella misma y la intermedia. Análogamente. la diferencia entre la capa del medio y la inferior nos aportará información de 10 que ocurre estrictamente por efecto del fondo. En función de lo comentado, el fondeo de los ~urr~llLimeLro~ se llevó a cabo en una columna de agua 13 con una profundidad aproximada de 60 m. Unicamente se instalaron dos, a 20 Y 40 m., debido a que el fondeo en los primeros metros de la capa de agua, presentaba las dificultades propias de la posible pérdida o robo, o problemas tales como los sucedidos en el primer fondeo del año anterior, en que estuvo ilocalizable durante HUt:Vt: 1IIt:~t:1j. PtlL"d ::sul vt:uLdr Id t;drt:ut;id ut: tldloo t:!l UIla capa tan importante como la superficial, realizamos las medidas con un correntimetro manual en el punto de estudio y varios más cercanos a él. La instalación de los correntimetros no la hemos hecho. en zonas más prnfnnrL"l.<; , por dos motivos. En primer lugar, debido a que la plataforma continental cae fuertemente a grandes profundidades con lo cual existe cierto peligro de no poderse recuperar los instrumentos, y por otra parte porque puede estar sometido a la corriente general, 10 cual perturbaría nuestro modelo de circulación costera. El tiempo en que correntímetros no fue mucho, estuvieron instalados los pero si resultó suficiente para establecer el modelo. Las razones por las que se limitó temporalmente la instalación están comentadas en el capitulo tercero. Asi pues, las corrientes en la capa superficial se estudiaron al medir perfiles de velocidad y dirección, mientras que en la zona má~ profunda se hizo con dos correntimetros autónomos instalados a 20 y 40 metros. 14 Ante la posibilidad de tener que nuestras corrientes rotatorias con la marea, relacionar fondeamos un mareógrafo autónomo en la zona de nuestro estudio. De los datos obtenidos hemos deducido la serie temporal a partir de la cual hemos calculado las constantes armónicas. De la carrera de marea y de dichas constantes podemos predecir la marea en un instante determinado y por tanto es posible realizar estudios de correlación con las corrientes rotatorias. El tiempo en que estuvo fondeado el mareógr~fo fue aproximadamente de dos meses. En este periodo podemos deducir las componentes armónicas necesarias para una correcta predicción de la marea. otro propósito tenido en cuenta para realizar la instalación, fue la posibilidad de detectar posibles ondas largas asociadas entre islas, así como poder determinar la posible elevación del nivel de la superficie del mar originado por el viento. La recogida simultánea de datos de los tres aparatos (estación meteorológica, correntimetro y mareógrafo) no fue posible por fallo en la primera ubicación de la estación y posteriormente por otros motivos. Aún asi, es posible un estudio completo con los datos obtenidos, tal como comentamos. 15 El sexto capitulo es en el que describimos el modelo de circulación que proponemos para la coste Este de Gran Canaria, a partir de los resultados obtenidos, y la verificación que se ha hecho en otros puntos cercanos a este litoral. Como ya hemos comentado, hemos considerado fundamentalmente dos capas, la superior donde la influencia del viento es predominante sobre las corrientes de marea y la inferior donde estas ültimas son las más importantes. La onda de marea en su propagación de Sur a ~orte al contornear la isla sufre el efecto del fondo y origina unas fuertes corrientes de entrante y otras, débiles, de saliente. Lo~ vientos reinantes del primer cuadrante originan unas corrientes superficiales de dirección opuesta a la entrante y por consiguiente favoreciendo la saliente. Este sistema de circulación costera fue nuestro objetivo fundamental, por pensar que la corriente general de Canarias está fundamentalmente localizada en la zona intermedia de las islas, es decir en tonas de alta profundidad, donde. puede ser posible que las de mayor intensidad s6lo estén localizadas eh la zona intermedia. Finalmente, comentaremos los resultados obtenidos, estableciendo algunas conclusiones sobre la validez definitiva del modelo propuesto. 16 CAPITULO 1: CLIMATOLOGIA GENERAL DE LAS ISLAS CANARIAS. 1.1.- Factores determinantes de la climatología. Las Islas Canarias se encuentran en la zona dominante de los alisios, presentándose la estratificación típica de las regiones tropicales y subtropicales donde soplan estos vientos. Es decir, una capa inferior húmeda a la que se superpone otra seca, produciendose entre ambas una inversión de temperatura. El límite de la capa hdmeda es visible por presentarse con frecuencia los caracteristicos estratocúmu10s, que no pueden ascender por la inversión térmica que impide todo desnrro 1 lo vert i r.<'11 r.onrlllcents n 1 n prorlucci (in de lluvias. Sólo orogrcifjcamente, ligeras. en los lugares muy favorecidos pueden tener lugar precipitaciones otro factor determinante de la elimatologia de las Islas Canarias es la orografía, tanto por las variaciones normales de las diferentes magnitudes físicas con la altura, como por las que pueden haber a un mismo nivel según sea la configuración orográfica del lugar y su exposición a las corrientes de aire. Este factor no sólo es importante en relación a los vientos dominantes, masas de sino también respecto alas irrupciones de aire distintas, gobernadas por las perturbaciones del tiempo. Así, en la circulación normal del alisio, los lugares situados a barlovento (que en 17 este caso sometidos coincidirá con el a la influencia Norte) se del mismo, encuentran con la caracteristica capa de estratocúmulos y el viento NNE. En los lugares situados a sotavento (que en este caso coinciden con la dirección Sur) el cielo se encuentra despejado y no se deja sentir la influencia del viento, por 10 que la temperatura es algo mayor. El clima local está definido por la altura del lugar sobre el nivel del mar, por su exposición a los vientos dominantes y por el factor orográfico circundante. Como consecuencia de la variabilidad de estos factores en el Archipiélago y a 10 accidentado de su relieve. sobre todo en Tenerife y Gran Canaria, las condiciones climáticas y atmosféricas varian mucho de un lugar a otro. La influencia del mar se manifiesta en una estrecha capa costera, atemperando las temperaturas máximas diurnas en los meses estivales. Hacia el interior, las temperaturas en el verano deberían ser generalmente mayores de las que realmente se presentan, pero e~ta circunstancia sólo se presenta en a.lgunas zonas del Sur de las islas, que están resguardadas del viento del Norte y donde la insolación es-mayor. Estas condiciones de dominio del alisio se pueden 18 romper bruscamente, debido a que las Islas Canarias se encuentran en una región abierta a las perturbaciones de la zona templada y de la zona subtropical. Las principales perturbaciones que se dejan sentir en Canarias son: a) Perturbaciones típicas de las regiones templadas. Que pueden ser debidas a una o varias de las causas siguientes: Irrupciones de aire polar marítimo. - Depresiones frías. - Depresiones derivadas del frente polar. b) Perturbaciones de la zona subtropical. Debidas a uno o varios de los factores siguientes: - Ondas en la corriente del Este. - Depresiones derivadas del frente intertropical. Invasiones de aire caliente africano. A continuación presentamos un resumen de las caraoterístioas del tiempo bajo las condiciones normales y las distintas perturbaciones que se presentan, así como la frecuencia de los mismos a lo largo del año (22) • Después, se co.nsiderarán algunos de los distintos elementos que definen el clima, como es la temperatura, para las distintas localidades de Gran Canaria, ZUfii:1 19 donde hemos realizado nuestro estudio y Tenerife, para poder apreciar semejanzas y anomalías entre ambas islas. 1.2. - Cª-rªcj:exJ-ªti~a~ Canarias. 1.2.1.- Condiciones normales. a) Isobaras medias en superficie. La !:iilui:1ción de presion90 i:1lmosférir.;i:1s medii:1s en el mes de Enero corresponde a la situación en la que se combinan anticiclones polares con atlánticos. Se presenta un núcleo anticiclónico al Norte de Canarias y otro al Sur de las Azores; entre ambos hay una vaguada. Estos núcleos anticíclónicos se debilitan progresivamente hasta el mes de Abril, en el que s610 aparece el núcleo anticiclónico del Sur de las Azores. Las altas presiones apreciables en Enero en el Noroeste de Africa, no son perceptibles en Abril. En el mes de Julio la situación es de anticiclón en las Islas Azores y una baja presión situada sobre Africa (características del alisio), debilitandose el anticiclón del Atlántico hasta llegar a la situación de Enero. 20 b) Circulación del alisio. En el mes de Enero las Islas Canarias se encuentran en el limite septentrional de la región de los alisios que soplan en la dirección NW. En verano el límite se desplaza al Norte, presentando en Junio su limite en la posición septentrional. En invierno los alisios soplan con una frecuencia superior al 50 %; en verano. al encontrarse Canarias en el seno de la región del alisio, la frecuencia está comprendida entre el 90 y 95 %. Este predomiriio del régimen de los alisios en las Islas Canariás, con una variación anual tan marcada, tiene una importancia extraordinaria en el clima y tiempo atmosférico del Archipiélago Canario. Al alisio propiamente dicho, es decir, al que corresponde a la circulación en torno del anticiclón subtropical, le acompaña un tipo de tiempo de caracteristicas bien determinadas: aire nítido y fresco, y temperaturas agradables con cielos más o menos cubiertos, debido a la caracteristica capa de estratoctimulos a barlovento y cielos despejados a sotavento. c) Influencia de las aguas frias de la corriente oceánica de las Islas Canarias. La combinación de lbs alisios con la corriente 21 marítima determina las agradables temperaturas veraniegas e influye, de forma definitiva, en el clima y tiempo de Canarias. El gradiente de temperatura superficial del mar es de 3 grados centígrados, por cada variación de 10 grados en la latitud en Enero, y casi nulo en Julio. En Enero, la temperatura del mar en superficie es aproximadamente de l8'5°C y en Julio de 21'5 0 C, similar esta última a la de las Azores e incluso más baja. Esta distribución de temperaturas de la superficie del mar es debida a la corriente fria de las Canarias. d) En invierno las Islas Canarias quedan también bajo la influencia de cierta corriente monzónica que se establece entre el Norte de Africa y el Atlántico. En el mapa de presiones medias de Enero, hay un anticiclón en el Noroeste de Africa, el cual es generalmente menos intenso que el del Atlántico. No obstante, en ciertas ocasiones domina el anticiclón africano en cuyo caso se registra en el Archipiélago el viento monzónico. Cuando en Canarias sopla el viento monzónico, desaparece la capa de estratoctimulos, y·-.disminuye la humedad relativa, pero la temperatura no experimenta cambios sensibles. 22 e) Capa inferior húmeda. La estratificación de la troposfera en la región de Canarias presenta una capa inferior húmeda a la que se superpone otra seca, estando diferenciadas ambas por una inversión de temperaturas. Esta capa húmeda es más frecuente y menos alta en verano (90 % Y 1.250 metros de media) que en invierno (58 % Y 1.600 metros). Esta estratificación es muy estable, quedando limitadas las turbulencias a la capa húmeda Los estratocúmulos tienen su límite superior justo bajo la linea de inversión de temperaturas. La mayor altura de la cap~ húmeda en invierno se debe Q que a veces es reforzada por aire húmedo y fria del Norte. En cambio, cuando se establecen vientos del correspondiente a los anticiclones sector ' ESE, continentales, se reduce el espesor de la capa húmeda y desaparecen las nubes. f) Circulación a altos niveles. La circulación en los altos niveles tiene interé~ no sólo por la influencia que tiene en el tiempo atmosférico de la capa húmeda superficial, sino por incidir directamente en los lugares que están situados por encima de los 1.000 metros sobre el nivel del mar. 23 Podemos distinguir tres capas atmosféricas cuyos vientos dominantes son: - Alisio del NE en la capa superficial húmeda cuyo limite está entre 1.000 y 1.500 metros. - Viento seco del NW en la capa seca intermedia que comienza en el límite de la anterior y cuyo límite superior se sitúa entre los 2.500 y los 3.000 metros. Circulación del SW en la capa superior qu~ suele mantenerse hasta por encima de los 8.000 metros. Las frecuencias estivales del viento del SW (55 %) en la capa superior son menores que las del alisio en la húmeda, pero mayores que las del NW en la intermedia. 1.2.2.- Perturbaciones del tiempo atmosférico. a) Irrupciones de aire polar marítimo. Ocupan el primer lugar de las perturbaciones del tiempo atmosférico que sufren las Islas Canarias, en cuanto a su frecuencia. La corriente general del NW sobre la capa húmeda inferior contribuye notablemente en otoño, invierno y primavera al establecimiento de irrupciones de aire frío procedente de altas latitudes 24 (máxima en Noviembre 25 %, máxima secundaria en Marzo y Abril). Estas advenciones de aire fria se notan mucho más claramente por encima de los 1.500 metros. En puntos situados en altitudes altas suelen ir acompañadas de fuertes descensos de temperatura y la fuerza del viento aumenta considerablemente. En niveles bajos, la velocidad del viento es mucho menor y Id temperalura apenas desciende uno o dos grados. La inversión de temperatura desaparece, aumentando considerablemente el gradiente en altura, haciendo inestable la masa de aire marítimo polar o subpolar. Esta inestabilidad, al ser liberada por el factor orográfico, se traduce en una actividad conv~ctiva que da lugar a diversos hidrometeoros. En los lugares favorablemente situados, pueden tener lugar precipitaciones superiores a los 100 milímetros en 24 horas y en caso de advenciones intensas, se pueden sobrepasar incluso los 200 milímetros. Sin el concurso del factor orográfico, las precipitaciones son poco importantes, aunque en situaciones pueden llegar a 50 milímetros en 24 horas. Durante las advenciones, el limite superior de la capa húmeda sube. 25 b) Depresiones frias. Las depresiones que pueden afectar a las Islas se suelen formar en latitudes medias. Cuando se combinan con una capa inferior muy húmeda, dan lugar a lluvias muy intensas, debido a advenciones del aire maritimo. e) Depresiones derivadas del frente polar. Durante el semestre invernal; principalmente en los meses de Diciembre y Enero, el Archipiélago puede quedar sometido a la acción de depresiones derivadas del frente polar. Según sea la trayectoria de la quedar sometidas bien depresión, las s Ó loa 1 f 1 uj o Islas pueden septentrional de la parte posterior de la depresión, ó primero a los vientos de componente Sur, para pasar luego a los de componente Norte. En ambos casos el factor orográfico puede dar lugar a lluvias importantes. Otra circunstancia muy importante a tener en cuenta, cs la del viento en superficie, pues dichas depresiones son responsables de la mayor parte de los temporales de viento, que ocasionalmente causan graves perjuicios en los cultivos de las Islas. d) Ondas en la corriente del Este. LQ corriente del Este en las Islas Canarias 26 corresponde a la circulación de un extenso anticiclón en el lado meridional. Bajo estas condiciones reina normalmente en Canarias el buen tiempo, aunque también pueden originarse, según la época del año, "olas de calor" por la invasión de aire africnno. Ahora bien, ocasionalmente, el campo isobárico en la corriente del Este se deforma. apareciendo vaguadas más o menos definidas que se trasladan de Este a Oeste. Si la vaguada es débil en superficie. el cambio en el tiempo suele quedar limitado a la aparición de nubes medias y a veces ligeras precipitaciones. En cambio, cuando queda bien marcada en el mapa de superficie, tiene lugar espesor de establecerse un rápido y considerable aumento en la capa húmeda superficial, acabando una importante actividad convectiva. el por la cual se traduce en lluvias muy importantes, que son acentuadas por el relieve en los lugares favorecidos. Dichal:> perturbaciones son respunsables de algunos de los mayores temporales de lluvias que pueden registrarse en las Islas. e) Depresiones derivadas del frente intertropical. Se producen en verano en el frente que se forma entre la circulación monzónica y la masa de aire continental. Estas depresiones producen lluvias 27 convectivas en los lugares orográficamente favorecidos, lluvias que pueden ser ocasionalmente intensas, de corta duración. aunque Los vientos del SE, son débiles en bajos niveles y fuertes en altos niveles. f) Invasiones de aire caliente atricano. Uno de los cambios más radicales que pueden experimentarse en las condiciones meteorológicas de las Islas Canarias, tiene lugar cuando el Archipiélago es invadido por masas de aire seco y caliente procedentes del Sahara. El ambiente agradable y tonificante del régimen de los alisios es sustituido por otro deprimente y opresivo, que al ir a~ompañado de vientos cálidos es sumamente perjudicial para los cultivos. La característica más sobresaliente de las invasiones calientes es la temperatura alta muy superior a los valores normales. otras caracteristicas son: la sequedad del aire y el enturbamiento producido por una calima más o menos espesa y, menos frecuentemente, por polvo fino, pero lo suficientemente pesado para depositarse sobre el suelo. Durante la ola de calor se produce una inversión 28 de temperatura, que se suele producir a una altitud inferior a la que tiene lugar durante la circulación normal del alisio. La capa húmeda superficial sigue manteniéndose, aunque disminuida de espesor. En la costa del continente, debido a las aguas de la corriente fria de verano, se forma una barrera de aire fria, que las invasiones de aire caliente no pueden remover viéndose obligadas a remontar. Bn verano, después que la masa de aire caliente haya salvado la barrera de aire fria, puede entrar en contacto con la superficie del al llegar a mar, las enfriándose lo suficiente para que, Islas Canarias, de lugar a una importante inversión de temperatura sobre el nivel del mar. En otros casos más frecuentes, se mantiene el aire frío marítimo de la capa húmeda superficial, iniciándose la inversión térmica a unos centenares de metros sobre. el nivel del mar. Debido a estos fenómenos las invasiones de aire africano se notan más en las localidades situadas a una cierta altura sobre el nivel del mar, que en las situadas en el litoral. 1.3.- Elementos climáticos. 1.3.1.-Vientos. El régimen de vientos que describimos es el definido en el P.I.D.U. ( 23) Y para el que se 29 utilizaron datos correspondientes al periodo 1967-77, del archivo del Instituto Nacional de Meteorología, para las estaciones situadas en Las Palmas y Gando en Gran Canaria y Santa Cruz, Los Rodeos e Izaña en Tenerife. Los vientos reinantes en Canarias y que ya hemos cum~IILddu ~~ refieren a atmósfera libre, teniendo en cuenta además, que la topografía local influye poderosamente en la configuración de la intensidad y ,dirección del viento en cada localidad. En todas las estaciones, el viento reinante corresponde a las direcciones NW, N y NE' derivadas direct~ o indirectamente de los alisios. Los vientos más impetuosos y constantes se producen en los flancos de las islas, al contornear los alisios el perímetro de las mismas. El período Instituto resumen anual y del mes de Agosto, indicado de los datos proporcionados Nacional de Meteorología, es presentamos en la tabla 1.3-1. 30 para por el el el que i I Estación ILas Palmas Gando i Santa Cruz F 1 >Vlpr1f1nn lzaila ;Los Rodeos Direcc. reinante NW,N N NW.N.NE N.NF. NW NW 1.3.2.- Temperatura. Resumen anual direcc. I % i NW 134'72 N ¡ 24' 95 NE ¡ 10' 40 SE ,5'48 Calma 116'08 I I N 153'24 NE 115' 26 CnllUn 120'33 i NW i 18' 20 N ¡13'98 NE 113'88 E ;12'21 SE i 7' 59 Calma i 18' 81 N i20'80 NF. :24'00 Calma ;11'90 NW ¡ 44' 62 W ;13'24 Resto equilibrad (Vientos fuerte) Calma I 6' 19 NW ¡ 41' 23 N 117'75 W 110'44 Calma I 9'24 TABLA 1.3-1 Agosto i direcc. i % I i NW 152' 10 ¡ N i 25' 70 I NE 1 9'80i i Calma 7'101 í 1 N \75'50i NE 117'901 Cnlllln I 3'70i ¡ i NW 113' 451 N 112'231 NE ¡ 11' 73 ¡ E 118'821 SE i 9' 411 Calma 121'45¡ ¡ ! NW !39'27¡ W ! 1:';' 5U i E 112'73; N ¡ 9' 77 i Calma i 8'181 I ¡ NW 155' 75 i N 115'00i w 115'901 Calma ¡ 5'0 1 ! ! Los datos de temperatura media anual y del mes de Agosto para el periodo 1950-77,en diversas estaciones termométricas de la isla de Gran Canaria, proporcionados 31 por el archivo del Instituto Nacional de Meteorología, los presentamos en la tabla siguiente: Temperatura media(OC) iGáldar .......................... . ¡Las Palmas (Obras del Puerto) ... . Moya. " ................... t ...... " .................. . Valleseco ....................... . Artenara (Tamadaba) ............. . Tejeda ........................... . San Mateo ....................... . ¡ Gando ........................ . ¡cuevas del Pinar (San Bartolomé). i Agu imes ......................... . : Mogán ........................... . ~i"laspalomas ... __ ................•. iLas Palmas (Puerto) .............. I Anual 19,40 20,70 17,90 13,80 15,00 13,60 15,90 20,20 16,10 18,29 18,50 21.40 20,90 Observamos la escasa importancia Agosto 22,70 23,70 22,70 20,10 24,50 22,70 20,70 23,60 24,70 22,40 25,50 23,90 que las diferentes alturas de las estaciones sobre el nivel del mar, tiene sobre las temperaturas medias del mes de Agosto en esta isla. Toda la zona costera tiene una temperatura media anual comprendida entre 20°C y 21°C, que disminuye al adentrarnos en la Isla y aumentar la altura, ,hasta los 12°C correspondientes a los 1.600 metros de altura, que corresponden a una pequeña zona alrededor del pico de Las Nieves (1.949 metros de altura). En Agosto, la temperatura media de la costa está entre 23°C y 25°C, pero en algunas zonas del interior, en la mitad sur de 32 la isla, tienen una temperatura media superior a 25°C, debido a la menor influencia del mar y a la presencia de olas de calor que se notan más en el interior. 1.4.- Características oceanográficas en Canarias. El área del Océano Atlántico donde está enclavado el Archipiélago Canario ha sido ampliamente estudiada desde un punto de vista oceanográfico. Desde hace varias décadas, las zonas situadas al Oeste y Noroeste del continente africano han estado en el objetivo principal de muchos oceanógrafos. Esto se debe principalmente a que es ahí donde se producen fenómenos tan interesantes como: el giro anticlónico de un ramal de la Corriente del Golfo, con las implicaciones climáticas que este transporte de agua 11~va consigo y que desarrollará posteri?rmente la Corriente de Canarias, ya en estas mismas islas; y por otra parte, al estudio del " upwe lling" que tiene lugar en la costa occidental de Africa. La circulación marina del Atlántico Central está estudiada a macroescala por diversos autores, siendo amplia la bibliografia que existe al respecto (24,25). En la zona cercana a Canarias, entre los ~7°N y los 31°N se han desarrollado varias campañas oceanográficas, con el fin de describir la circulación en la zona. En 33 general los resultados que se tienen no son series temporales de correntimetros instalados, sino cálculos realizados por métodos dinámicos a partir de medidas de perfiles verticales de temperatura y salinidad, que nos dan una idea acerca de la circulación geostrófica (9, 10 26) . En los Ú 1 t irnos años, existen datos de correntimetros autónomos fondeados en el Atlántico Central, como son los del Institut für Meereskunde de la Universidad de Kiel, que han permitido tener una descripción más detallada de lo que ocurre a nivel g 1 aba 1 (1 5. 16, 1 7, 18 ) . Por el contrario, a microescala se han realizado estudios encaminados a describir fenómenos quimicos y biológicos (19, 20, 21). Sin embargo, no existen resultados conocidos relativos a la circulación, 10 cual es un grave inconveniente por ser estas últimas corrientes las más interesantes debido a su interacción con el litor-al. Las caracteristicas más sobresalientes de las corrientes a macroescala en la zona de las Islas CanarIas, recogidas de la documentación existente, las enunciamos seguidamente: - La Corriente de Canarias es una corriente débil en llireGGiún SW (13, 14). 34 Se forma a partir de la corriente de Azores y la de Portugal, ambas ramas de la corriente del Atlántico Norte (27). - Se presenta durante todo el año, presentando cierta variabilidad estacional (26) Y en dirección N-S, llegando a presentar valores del orden de 75 cm/s (9). - Es una corriente fria, con temperatura superficial por debajo de los 20°C, prácticamente en todo el año. - Hacia el paralelo de 30 o N, las intensidades superficiales son aproximadamente de 10 cm/s e incluso de 15 cm/s, dirección SW. (10, 12) Y siempre en - En las Islas, la complejidad de la Corriente de Canarias se hace patente, existiendo ramificaciones de componente N junto a las costas orientales de Fuerteventura y Lanzarote (12). Mientras que, en otra época diferente, en la parte uccidenlal de estas islas la componente es hacia el NE (28), por 10 que se deduce que en las Canarias orientales las corri~ntes son muy variables, probablemente influenciadas por el cercano "upwelling" que tiene lugar a poco más de 35 100 km. de distancia. - El transporte de agua de esta corriente es, según Sverdrup, alrededor de 16.106 m 3 fs (Sv) (29). Otros valoree que se han obtenido para este transporte muestran que el de Sverdrup es muy alto; por ejemplo para una sección entre las Islas Madeira y Cabo ~hir se obtiene un transporte neto de 6 Sv (12), superior a su vez al encontrado por Fedoseev, para la latitud de 31° 30'N, que resultó 3.106 Sv. La documentación bibliográfica de la circulación a microescala es prácticamente inexistente tal como declamas; el Plan Indicativo de Usos del Dominio P~blico Litoral (23) indica unas corrientes litorales de características preferenciales de vientos, por lo ~ual se puede inferir a la vista del régimen de vientos, que al dominar los del primer cuadrante, con fuerte intensidad, se pueden originar corrientes superficiales inferiores al nudo y con dirección SSW. Indudablemente estas corrientes están limitadas por las condiciones de contorno (es decir, por la costa), las cuales pueden originar contracorrientes locales compensatorias. Los vientos del segundo y tercer cuadrante originan corrientes superficiales nunca superiores al 36 medio nudo, esta limitación está impuesta por el efecto bicapa originado por la corriente permanente. Las direcciones de estas corrientes suelen ser de dirección N Y NNE, rotando en función de la persistencia de estos vientos hacia la dirección E. Los corrientes vientos del apreciables cuarto cuadrante en la zona Oeste de las originan Islas, siendo su intensidad muy baja en la zona Este por el efecto pantalla. La zona Sur de las Islas. suele presentar una serie de macroremolinos, emparejándose uno de tipo ciclónico y'el otro anticiclónico, aunque no suelen ser compensatorios. Estos remolinos que desde el punto de vista teórico, se podrían estudiar identificándolos con remolinos tipo Van Karman, suelen ser variables en tamaño y posición dependiendo de la corriente general y del viento y oleaje dominante, por 10 cual suelen bascular pudiendo llegar a mitigar o desaparecer su presencia en determinadas épocas del año. Estas zonas de convergencia y divergencia de masas de agua originan así mismo zonas de alta productividad biológica. En resumen, podemos hacer las siguientes conclusiones obtenidas de la bibliografia~- Las Islas estan flanqueadas por la Corriente 37 General en dirección SSW; su intensidad no suele ser superior al medio nudo~ En ocasiones se pueden originar fenómenos bicapa. que pueden modificar la corriente superficial drásticamente en dirección. Las corrientes en la zona Sur del Archipiélago pueden originar convergencias y divergencias apreciables; con respecto de los mismos no existe en la bibliografía prácticamente ningún dato experimental. Su localización, hasta el momento, se ha realizado desde un punto de vista teórico, por aplicación de conceptos sobre la circulación, y por la mera observación visual. De ahí la importancia de incorporar datos experimentales, v su interpretación. al conocimiento de la oceanografía costera del Archipiélago. 38 CAPITULO 2: TRATAMIENTO TEORICO DE LAS CORRIENTES. T .OR. movimientos de 1 as masas de agua en e 1 mar pueden originarse por varias causas simultáneas. El movimiento resultante se suele estudiar mediante análisis espectral, descomponiéndolo en bandas de frecuencias características. las cuales se asocian a las causas productoras originales. En el presente capítulo expondremos, de forma resumida, el planteamiento teórico básico para la resolución de la dinámica de nuestro sistema, es decir el conjunto de ecuaciones cuyas soluciones analíticas nos dan las corrientes oceónicQs. Continuaremos con el tratamiento físico- matemático de las corrientes que en particular nos interesan, como son las producidas por el viento y las de marea, deteniéndonos en el desarrollo del análisis espectral, herramienta fundamental en nuestro trabajo, y finalizaremos con un breve comentario acerca del tratamiento estadistico que hemos desarrollado. 2.1.- Ecuaciones fundamentales. La Hidrodinámico Cló.sica es el marco en el que se desarrollaron las ecuaciones de Navier-Stokes, para fluidos homogéneos en sistemas de referencia no rotatorios. A estas ecuaciones debemos imponerles una serie de condiciones para su correcta aplicación al 39 estudio del movimiento de las masas de agua en el mar. Estas condiciones se refieren fundamentalmente, a su aplicación en un sistema de referencia no inercial. con movimiento de rotación. ligado a la Tierra. El sistema referencial no inercial con el que trabajamos tiene orientado el eje Xl hacia el Este y es tangente al paralelo en el punto origen del sistema, el eje Xl dirigido hacia el Norte y tangente ül meridiano. y el eje X3 en dirección radial hacia afuera. Para el sistema de referencia definido la e~uación de Xavier-Stokes. en notación tensorial, toma la forma: r c;) U. \. + ~ ",,-. '(1 U:1r + 2. Y €.\.j)t Dj \A.\o( = ~ l:. . J 'dX: .-\ (2. 1) - 'CIf> g~ g. 'd (j¡j 'di> 'el )(. a\.. + 'd O~t X· \.. ~ donde el significado de cada uno de los diferentes términos es el siguiente: \A.' .... = componentes de la velocidad. f = densidad. t = tiempo. p = presión. .n. \.. = componentes de la rotación en la superficie 40 tArrestre. 0-;-. = componente de tensión debida a la viscosidad '-J molecular. ijk en orden cíclico. t\.j ~ = ijk en orden no ciclico. si 2 ó los 3 índices tiene el mismo valor. ~i. { ~; i=3. = O; resto. r¡, = potencial generador de marea. El tensor de tensiones ~ se puede expresar en "J términos de la velocidad de deformación de un elemento de fluido en movimiento por: ( 2 • 2) siendo~ la viscosidad molecular del fluido. Esta ecuación de Navier-Stokes expresa, en definitiva, el balance de las fuerzas actuantes (30): Inerciales + Coriolis = Fuerzas debidas al Gradiente de Presión + Gravitatoria + Fricción + Fuerzas debidas a la Marea El sistema de ecuaciones (2.1) es un sistema indeterminado puesto que el número de incógnitas es 41 superior al de ecuaciones, por lo que para resolver este problema debemos aumentar el número de éstas a partir de las relaciones adicionales que proporcionan las leyes de la Fisica. Estas ecuaciones son: * Ecuación de continuidad: + (2.3) con la que expresamos la conservación de la masa. * Ecuación de estado (relación entre densidad, temperatura y salinidad), en la que admitimos que el fluido es incompresible: f = ~ (S,T) y que para el rango de temperatura y salinidad del océano lo podemos admitir dada por la relación; siendo a y b constantes a determinar por la fórmula de Knudsen. * Ecuación de conservación de la salinidad y . temperatura: d (y 'P) + d(~ 'f'Uoj) - dE +,. (2.4) -- dt d X, Q ~. J J 42 donde ~ J son las componentes de la fuerza debida al flujo de la propiedad 'r (este flujo es debido a procesos internos ta.les como la. difusión) y 1- es la fuente interna de la propiedad. 2.2.- Aproximaciones. Una vez descrito el sistema cerrado de ecuaciones, el problema del movimiento de la masa de agua debe estar resuelto, al menos desde un punto de vista teórico. Pero en la práctica se presentan ciertas dificultades, como es el hecho que dichas ecuaciones son no lineales por lo que sólo se pueden resolver exactamente, desde el punto de vista matem~tico, en casos extremadamente simples. Además hay que indi.car que el movimiento del fluido que estamos estudiando es turbulento, lo cual complica aún más el problema. Para solucionar el problema existen tres posibilidades: a). Tratamiento· matemático del sistema de ecuaciones básicas, admitiendo una serie de aproximaciones, precedido de un análisis de escala. b). Uso de modelos fisicos o matemáticos de varios tipos. en función de los términos predominantes en la ecuación, dependiendo del fenómeno a estudiar. 43 c). Análisis, y posterior interpretación, de datos oceanográficos obtenidos "in situ". Desarrollamos a continuación el primero de los procedimientos para resolver el sistema de ecuaciones. Con objeto de obtener resultados prácticos de esas ecuaciones básicas debemos realizar una serie de simplificaciones, válidas por las características del sistema físico en estudio y por el orden de aproximación en que nos vamos a mover. El primer paso, dadas las características del movimiento, es separar las ecuaciones en un flujo medio y un flujo temporal. que representaré'i 10 de5viación en un l!l~LC111Le ueLerlllinado respecto al flujo medio. Por no ser las ecuaciones lineales no podremos obtener dos conjuntos de ecuaciones independientes, es decir cada conjunto tendrá términos representantes del flujo estacionario y temporal. La ecuación de Navier-Stokes (2.1), admitiendo la incompresibilidad y teniendo en cuenta la expresión para el tensor de tensiones de la expresión (2.2) resulta: 1 d U:" (2.5) 44 Para obtener las ecuaciones del flujo estacionario promediamos respecto al tiempo, recordando que: (~~ l:¡ ~T) Para Ulld. lIIej VI:" e v urpn:::Ul:> i óu de 1 d in-Lerre 1 de ión entre los términos del flujo medio y los del flujo temporal, podemos admitir siguiendo la idea de Reynolds que cada magnitud es la suma de la componente media y de la componente de fluctuación o componente dependiente dRl tiRmpo. Por tAnto: \ u.t:. \.A.. + u.. \. donde, por definición, \i = O J p'1:(') Y r:. O. En función de estas nuevas magnitudes podemos expresar los productos medíos. Así: - -+ (2.6) 45 Como las variaciones de densidad en el océano son del orden de 0'1 % de la densidad media, mientras que las fluctuaciones de la velocidad son del mismo orden de magnitud que la velocidad media, los términos de correlación entre las fluctuaciones de densidad y velocidad serán pequeños comparados con los términos de t;UITl:Ilcu.:iÓIl l:intre componentes de velocida.d. POl- ta.nto las fluctuaciones de densidad no serán significantes en los términos de la aceleración y las correlaciones entre ellos y la velocidad se pueden despreciar. Esta aproximación es la que se conoce como Hipótesis de BOlls.sinesrr (30). En función de esta hipótesis, la ecuación (2.6) se puede aproximar por: Por 10 que la ecuación (2.5) se convierte en la conocida ecuación de Reynolds: ( - \ ,) d y. u'\. \l.i d~' j - - 46 + 2. E .. j".D.. j ~ \ti( .=. (2.7) N En esta expresión observamos que aún incluye términos correspondientes a la fluctuación de la velocidad, p~r 10 que los estudiamos seguidamente. \ Los términos de fluctuación (~~) son difíciles de medir en la práctica, por 10 que es necesario desarrollar teorias que nos permitan tratarlos. Una de ellas es la desarrollada por Prandtl para la longitud de ffiA7.r.lñ (~1), qllA Al'ltñhlAr.e·ql1A ÁRtñ reprAsAntñ 1m vfllor apropiado de la velocidad de fluctuación: Por tanto: que representa el transporte de momento por unidad de tiempo. Si hacemos: (2.8) siendo f\i un coeficiente de viscosidad virtual o turbulenta cuyas dimensiones son las mismas que las de la viscosidad dinámica (gr.cm- l • S-1), ~esulta que los términos de fluctuación son proporcionales a los gradientes de las velocidades medias, siendo el 47 coeficiente de proporcional idad AL. \ . \.L' u..' \. J Estos términos de fluctuación se suelen englobar como términos del tensor de tensiones de Reynolds que son de la forma: - - con lo cual la ecuación (2.7) resulta: (2.9) donde hemos introducido el coeficiente de viscosidad turbulento en la expresión de la fuerza de fricción turbulenta. De forma similar se obtiene la ecuació~ del flujo temporal: - , dRti ---+ d~j (2.10) 48 - donde \ - (\ , Rt~ = - f u.~ \A..i - En las ecuaciones del flujo estacionario, apreciamos que la interacción entre los términos del flujo medio y del flujo temporal los englobamos en el tensor de tensiones de Reynolds, Rt). El. problema de la interacción 10 soslayamos. introduciéndolos en un término que en definitiva tendremos que determinar mediante la experimentación, y es a partir de este instante cuando encubrimos nuestro desconocimiento de los fenómenos interactivos entre los términos de ambos flujos, puesto que a pesar de tener una ecuación escrita en forma matemáticamente correcta, se plantean nuevos • problemas experimentñleH . . EI movimiento turbulento es en definitiva un mecanismo disipativo, su acción es compleja y no es posible tenerlo en cuenta en la ecuación del momento. Sin embargo, podemos simular cualitativamente su acción disipativa asumiendo que las tensiones d~Reynolds son función de la velocidad media del flujo, que según hemos visto es la teoría de la longitud de mezcla de Prandtl. 49 En resumen, lo que hemos intentado hacer es simplemente que el tensor de tensiones de Reynolds, donde englobamos la interacción de los términos medios y temporales, resulte proporcional a una caracteristica media del fluido, con lo cual, desde el punto de vista matemático es muy cómodo, pero desde el punto de vista físico hemos trasladado el problema a la constante de proporcionalidad, que en definitiva no es tal constante ya que depende de los fenómenos de interacción, y que además su determinación experimental puede resultar bastante complicada. No obstante, el concepto de viscosidad turbulenta es muy dtil al aplicarlo a fenómenos de disipación simples, pero su uso deberá realizarse con suma precaución. Si efectuamos un análisis de escalas, en el océano son totalmente distintas la horizontal y la vertical, luego parece lógico introducir dos coeficientes de viscosidad turbulentos, el horizontal AH y el vertical La relación entre ambos es según Saint-Guily (32): - - donde A (l), ~ (1) son iguale; al coeficiente de 50 viscosidad turbulento lateral (t\"), para i, j r 3 y el vertical (t\v) para i, j = 3. Así pues en la ecuación de Reynolds, los términos de las componentes del tensor de tensiones se escriben: 'd~~ ) (- , \) ~~j d')lj 'dR\.l d ~ ~tU;j - d - é) X· dX' dX· ~ J .1 (A't1 dli t ) o d~.) . d A Yo'l. 'C) 'A.: ~ d X 1 + ;- cl x" ( ) d~1 d A d"ü.&. (2.11) + '1.; dX 3 d~3 o bien para situaciones en las cuales deseemos distinguir sólo entre los cambios verticales y horizontales: Estos coeficientes de viscosidad turbulenta tienen dimensiones M.L-l.T-l. o, con más significado físico, M.L I T.L-2, es'decir, momento por unidad de área, equivalentes a la viscosidad molecular. 51 Hemos de tener presente que la viscosidad molecular es una propiedad del fluido y generalmente varia poco en función de los parámetros de éste. La viscosidad turbulenta no es una constante fisica del fll1irlo plIAS elApAnelA elel tipo y escala elel movimiento considerado, su grado de estratificación y de la interacción entre ellos y suele variar considerablemente de una parte a otra de la zona del fluido.Por consiguiente, se suelen admitir diferentes valores de la viscosidad turbulenta en la misma zona del fluido y en el mismo tiempo, cuando la escala temporal del proceso de la media cambia. En la actualidad. no se conoce una función entre A y cualquiera de los factores mencionados. Por tanto para determinar el coeficiente de viscosidad turbulento, se suelen realizar medidas para un conjunto de situaciones diferentes y se determina su valor para estas situaciones y después se confía en poder identificar situaciones especificas con las determinadas previamente, así se consigue obtener al menos el orden de magnitud. Aunque esto parezca una pobre aproximación, sin una base fisica determinante, es la contribución que se paga por disponer de ecuaciones que se puedan resolver analitica o numéricamente. Lo cierto, es quc IO'único que podemos decir con 52 seguridad acerca del coeficiente de viscosidad turbulento (33) es lo siguiente: 1.- Su magnitud se incrementa con la escala del fenómeno estudiado. 2.- Su magnitud es tanto mayor cuanto mayor es la velocidad de corte. 3.- Debido a la estabilidad vertical de los océanos, ~ '" "> Av. Los coeficientes suelen ser del orden de 10 1 gr.cm~l.s~l. pdrd A"y de 10 6 gr.cm 1.s-1 para AH (34). Si se les compara con el orden de magnitud de 10-2 gr.cm-1.s.-1. de la viscosidad molecular J se comprende que en forma general las tensiones moleculares se desprecien frente a las turbulentas. Por consiguiente, con las hipótesis indicadas, las ecuaciones medias del movimiento son las expresadas a continuación para las componentes x,y,z de nuestro sistema de referencia: 53 acabamos de describir (ecuaciones de Reynolds, de continuidad, de estado, y de conservación para S y T), nos permiten conocer las corrientes oceánicas. Dado que la bibliografía referente a éstas es muy amplia, nos referiremos ~nicamente a las corrientes producidas por el viento y a las de marea, puesto quesón las que nos encontra.remos fundamentalmente en el problema que abordamos. 2.3.- Corrientes de viento. La presión que ejerce el viento sobre la supe~fi~ie del mar es uno de los orígenes fundamentales de la circulación en zonas costeras. La acción del viento afecta directamente a la capa superficial de la columna de agua. El efecto se transmite a las aguas más profundas a través de las tensiones internas del fluido. Una de las teorías que explica el mecanismo de estas corrientes es la debida a Ekman. Su modelo de profundidades infinitas ha sido uno de los grandes avances en Oceanografía, a pesar de considerar una serie 54 de hipótesis que no se ajustan a la realidad. El desarrollo posterior a profundidades finitas da unos valores cercanos a los reales. Los resultados de la teoría de Ekman son bastante conocidos, por lo que no nos pararemos aquí a tratarlos. Comentamos a continuación la expresión de la tensión del viento en la superficie y otras relaciones útiles en ese tipo de corrientes. De acuerdo con la notación empleada por Newton, la componente x de una fuerza tangencial es: T'J' = r es decir, proporcional al gradiente vertical de la componente de la velocidad en esa misma dirección, siendo la constante de proporcionalidad el coeficiente de viscosidad molecular. De forma análoga en el flujo turbulento: y la fuerza de fricción para ese caso será: Teniendo en cuenta el valor de t\!de la ecuación (2.8), la fuerza tangencial resulta: en el que ..e representa la longitud de mezcla de la teoría de Prandtl, que ya hemos comentado. Si el flujo turbulento tiene lugar a través de una superficie de contorno la. longitud de mezcla decrece linealmente con la distancia, es decir ~:~o~, donde U -=0\" ~ I es la constante de Kárman. O En l~s inmediaciones de la superficie, supuesta lisa, la tensión tangencial se hace independiente de la longitud de mezcla y está sólo determinada por la viscosidad, es en definitiva la capa limite laminar. En el Océano las condiciones de contorno, fondo o superficie suelen tener discontinuidades, es decir tienen una cierta rugosidad por 10 cual para z=O la longitud de mezcla tiene un valor distinto de cero, es decir valdrá ~o y por tanto: Por lo que teniendo en cuenta ésto, la fuerza tangencial a la superficie del fluido 1'; es: 1; =! K~ (~+zS li~J 56 es decir:. (~~)= \(~~ ~~i;o)~ (b )-4 1 2. donde \:,,1'5 J'\iene dimensione. de u~ V~loeidad y se le suele denominar velocidad de fricción (u~). Si integramos la ecuación anterior, teniendo en cuenta que para z-O es u;Q se obtiene: - y por consiguiente: ¡; ~ S \{: u. [~ t:!;~O )1-2 La tensión tangencial según sabemos, es muy dificil medirla directamente, por 10 cual se suele poner en función de una cantidad adimensional e , que llamamos b coeficiente de arrastre. K~ (~ (~ ~~o )1 2 - C Q que representa el papel de un coeficiente de fricción, en función del cual: 57 o como suele aparecer en la literatura, tanto de Meteorología como de Oceanografía (1) en la forma: - - Los valores del coeficiente de arrastre presentan cierta variabilidad, según los diferentes autores. Resumimos algunos de ellos a continuación: En un principio Safaire (1959) coniideraba C(z) constante, es decir, independiente de la propia velocidad del viento y de la altura y su valor experimental estaba comprendido entre 2' 47 .10-6 a 5.10- 4 • Leonibus (1961) demuestra que C(10) puede incrementar o disminuir con la velocidad del viento en función de la propia estabilidad atmosférica. Smith y Bake (35) obtienen para veloc~dades del viento comprendidas entre 3 y 21 m.s- 1 la ecuación: Amorocha and De Vries (36) dan los valores 58 siguientes, dependiendo de la intensidad del viento: ) \ -~ e (..\0 :::. ~ <C. ~o \ -3 e l-io) :::. 25. 1.0 (W f -:¡. W\ .s-!.) (~~ -\O'M,~-~) Resultando que entre 7 y 10 m.s- 1 existe una lI'aU!:jlclúu !,Jdrd vdlur'es del cueficiellLe ue dI'l:d:::iLl'e. Los trabajos de Wu (37) demuestran. sin ninguna duda, que C(z) es función del viento. En su publicación dcula su vd.lur, para velucldade!:j del viento inferiores a 15 m.s- 1 , con la fórmula e \..1.0) - a\ 5. 'W-\I~ -3 iO Para velocidades del viento superiores a 15 m.s- 1 el VAlor r(10) Re AproYimA A~int~ti~AmentA A 2'4 _ 10-3, Uno de los últimos trabajos publicados se debe a Safaire (38) que obtiene para velocidades del viento ~omprRndidAS entre 2 y 30 m.s-l la ecuación: e (-lO) Como se puede apreciar todos los esfuerzos están orientados a la determinación ~xperim~ntal de un coeficiente, C(z), el cual indudablemente presentará muchas dificultades de ser cuantificado. ya que en 59 definitiva esta evaluación experimental encubre un desconocimiento, aún muy profundo, de la transferencia de energia de la atmósfera a la superficie del mar. Conocida la expresión para la tensión tangencial que ejerce el viento sobre la superficie del mar, veamos qué relación existe entre las dos intensidades, la del viento y la de la corriente superficial que se produce como consecuencia. Para obtenerla hemos de establecer en la interfase aire-agua, el equilibrio entre ambas tensiones, la que ejerce el viento y la tensión que se produce en el seno del agua (39) y suponer que. ambos coeficientes son del mismo orden. Es decir: (;(~) -=. s~· Ce w 4 : 1(; (~a.B-\= 3 · en . "0 2 ") ~'O Por tanto: Es decir, que la velocidad superficial de la corriente es aproximadamente del orden de un 3~ de la velocidad del viento. Por supuesto que el factor del 3~ no es preciso, existe un rango de valores experimentales, pero en general oscilan entre el 1% y el 60 Aparte de esta sencilla relación entre ambas velocidades, existe un método gráfico para obtener la intensidad de la corriente en función de la del viento, de la persistencia de éste y de la longitud del "fetch" (39)". Hasta el momentu 110 hemuo heL:hu re[ereuL:ICl. d.L:er"L:tI. del angula de desviación de la corriente en superficie resp~cto de la dirección del viento. El conocido valor de 45° a la derecha del viento, dado por Ekman en su modelo para profundidades infinitas, se convierte en unos 20 0 ( hacia la derecha en el hemisferio Norte) para las profundidades finitas. En general, este valor coincide aproximadamente con medidas ex~erimen~ales, por 10 que se puede tomar como válido. 2.4.- Corrientes de marea. En las zonas de profundidad reducida de los océanos, las corrientes principales que se observan son las rotatorias, asociadas con las mareas en las plataformas continentales. Estas corrientes se caracterizan porque el vector que representa a la corriente rota 360 0 en un periodo de tiempo que coincide prácticamente con el de rotación de la- Tierra. Las partículas de agua durante el ciclo tienen un movimiento descrito por una elipse, si es debido exclusivamente a 61 la marea hecho que raramente ocurre. En general, existen otros factores que inciden sobre el movimiento de las partículas y que hace que las trayectorias de éstas no sean elípticas puras. Las corrientes de marea responden a los lIIuvimlt::lIltuo perlútlic.;us tlel mtiL', que oOIl orlgiutidoo por el potencial generador debidos al Sol y a la astronómico, Luna, estando principalmente afectado por factores locales. Para el estudio de las mareas existen dos teorías. Por una parte, está la teoría Estática de Newton y por otra la teoría Hidrodinámica de Laplace. Respecto de la primera únicamente decir que es la más sencilla, puesto que a partir de unas hipótesis que no se ajustan a la realidad (se desprecia la fricción), se reduce el problema dinámico a uno estático, pero a pesar de esta restricción nos proporciona una idea de la teoria de l~s mareas. El método de análisis armónico de Laplace se emplea par? la predicción de la marea a partir de las elevaciones ,del mar. Las predicciones se realizan basandose en el hecho de que la. marea está compuesta por un número finito de componentes, caracterizándose cada una por una amplitud, un periodo y un ángulo de fase. El periodo de las componentes es conocido por Astronomia y está tabulado en varias publicaciones (40,41), mientras 62 que ]a ampljtnrl y]a fa!=>e !=>e ohtienen a partir· tiel análisis armónico aplicado a los registros de marea. Veamos a continuación cómo aplicar el tratamiento armónico a nuestras series de corrientes ya que como hemos indicado, presentan una fuerte componente de marea. El análisis armónico se fundamenta en la hipótesis de que las magnitudes fisicas son variables aleatorias con una distribución de probabilidad asociada. El conjunto de estas variables aleatorias, para el tiempo de muestreo. con sus respectivas distribuciones de probabilidad asociada es un proceso estocástico. Los procesos estacionario~ han de cumplir las condiciones de estacionariedad y ergodicidad. El primer paso que se suele seguir en el análisis espectral es el aplicarle un filtrado a la serie temporol, obteniendo uno nuevo con el fin de elimindr efectos ajenos a los que en realidad interesa. Los filtrados que se pueden aplicar a una serie son de varios tipos, pero en general el que nos va a interesar es aquel en el que hacemos que actúe un operador sobre la serie original (en el dominio temporal o en el de las frecuencias). Para el tratamiento de las corrientes de marea 63 segl1iremOR el oeRarrollo propllesto por Prandle (42) pArA este tipo de corrientes. Prandle plantea bajo una serie de hipótesis (tales corno que se desprecia la componente vertical del movimiento y los efectos de densidad) las ecuaciones de movimiento horizontal, resolviendolas y expresando las soluciones como combinación lineal de funciones armónicas. Esas componentes u y v serán las componentes del vector de la corriente de marea, el cual tiene una hodógrafa que es una trayectoria ~liptica según comentabamos anteriormente y que conviene descomponer en dos movimientos circulares. uno que rote en sentido horario y otro en antihorario. El vector velocidad de la corriente de marca en cualquier instante de tiempo se puede escribir en la forma compleja según: Expresando esas componentes cartesianas de la velocidad en términos de un vector de amplitud constante vector y que rote en sentido antihorario y igualmente de ampl i tud constante ~ ( \) de otro pero en sentido horario, quedaría descrita así la descomposición de la corriente de marea en estos dos últimos 64 movimientos, por lo que: Así pues el movimiento antihorario y horario quedarían descritos sustituyendo estas expresiones en la ecuación fundamental del movimiento; (Antihorario) (Horñrio) --..... ---tIlo siendo G.,A y G 1 as componentes -" ]l. gradientes de la elevación -d 'aX rotacionales ~~ y - ca o~ · de los Veamos a continuación el tratamiento espectral que aplicamos a las series temporales de datos de los diferentes aparatos. Consideremos que las series de datos vamos a poder representarlas en forma compleja, es decir con una componente real y otra imaginaria que pueden ser nulas o no serlo. En general podemos expresar la serie temporal por el desarrollo en serie de Fourier de manera que. 65 ce " Av. t ~lt) ¿ ~\(. - ~ W:.-co siendo Z(t) la serie temporal a tratar y los ~'" 1 os coeficientes de la combinación lineal que obtenemos por la transformada inversa de Fourier de la serie ZCt): obteniendose con esto la descripción espectral de nuestra serie temporal, y cada coeficiente ~\( será la densidad espectral correspondiente a la banda k. La función de distribución espectral o función de distribución de la densidad de energía espectral es según (43): La serie temporal de la variable que estamos estudiando Z(t), es una serie de N valores de manera que podemos escribirla como, {.?\( I ~:: 0, i I ••• • • •. I Estas series vamos a suponer que son estacionarias y ergódicQ~, con valur mediu nulo. 66 Si el intervalo de muestreo es ~~, su frecuencia será pues: La frecuencia de Nyquist t~w) o frecuencia máxima UlH,er"VdUd IJdl"d LtHler" UIld cUllIpunenLe IJeriútlicd es <.le acuerdo con el teorema de Shannon (44): y 1 "frAclIenci a angular ele Nyqllb;t: En función de ésto, los coeficientes del desarrollo de Fourier corresponden a las N pulsaciones fJllP hfly pntrp CJ..!.""'l. y WN1'L' y lñ!; ;ntpgrñlpc; OP pc;oc; desarrollos pasan a ser sumas discretas de N sumandos. Por tanto, resulta que la integral intinita de Fourier pasa a estar limitada al intervalo temporal de valores o ~ t <. N y además, 1 a integra 1 con esos 1 imi tes se puede expresar como un sumatorio. Es decir que trabajaremos con la funciónZl(t) en lugar de hacerlo con la serie original Z(t), siendo 67 "~tl) es 10 que llamamos la ventana rectangular (filtro) y que dependiendo de los valores de t , tiene diferentes valores: O 00 '" t. <. Q \J~lt.) - -i O~t,c::.N - J () N<.t. <c:::IO Los sumatorios que resultan de la discretización de las integrales de Fourier, son para los coeficientes de 1 desarro 11 o (o(\() y para ~ , de 1 a manera siguiente: Aplicando el tratamiento espectral a las corrientes de marea, obtendremos información muy útil de éstas. Según Prandle (42), las series temporales de los datos de corrientes se pueden descQmponer -en forma compleja. Asi pues, la seríe Z(t) se expresa en este caso por: 68 siendo u(t) la serie temporal de la componente longitudinal de la velocidad y v(t) la serie temporal de la componente transversal. Si consideramos que ambas series (u(t), v(t» son procesos estacionarios con valor medio nulo, las podernos expresar en términos de Fourier de manera que, de forma que la serie ZCt) será pues: y también: La descripción espectral del espectro cruzado se puede agrupar en dos componentes, la - i,.U3t; frecuencias negativas t parte.e,... ) l.v.l t (frecuencias positivas. parte ~ ). y 69 horaria (con y antihoraria entonces: siendo el espectro horario: y el espectro antihorario: donde Qu.'\T es el cuadriespectro. Conocidos los espectros ~+ y ~_, obtenemos las características de la elipse de corriente para cada~: Amplitud máxima (semieje mayor): Amplitud menor (semieje menor) Excentricidad: \ \Q~\~\Q._\\ \ \~~\- \~J\ \~\ -1- \ ~-\ ' \R-\-\ + i \~-\ siendo, e. ')0 para giro antihorario. Coeficiente rotatorio 70 2.5.- Tratamiento estadístico. Una vez tratados los fundamentos teóricos de las corrientes producidas por el viento y las producidas por la marea, introducimos a continuación los parámetros necesarios para el tratamiento estadístico que hemos aplicado a nuestros datos. Como sabemos los parámetros geofísicos que definen el clima son muy variables tanto local como temporalmente. Ante esta perspectiva nos podemos plantear una serie de cuestiones y que pasamos a comentar seguidamente. deducir, del conjunto de las ¿Podemos observaciones, algunas conclusiones medias,ó al menos, representativas en forma local y temporal? Sin una contestación a esta pregunta, realizar costosas medidas. de poco nos servirá Por otrQ parte, dada la variabilidad local ó geográfica y la temporal, y posiblemente cíclica ¿son estas observaciones totalmente aleatorias ó por el contrario, presentan tendencias especificas? Las variaciones locales se pueden dividir en dos grandes grupos, las originadas por las condiciones microclimáticas que son características de cada entorno y las producidas por la representatividad del 71 emplazamiento de la estación de medida, respecto al entorno que se desea estudiar. Es decir, si las medidas que se realizan en el punto elegido no son valores exepcionales en comparación con los valores reinantes en los alrededores. d ~sto último, existe uno amplio bibliografía en los tratados de Meteorología y alguna en Oceanografía, que especifican las condiciones necesarias para minimizar este aspecto. En cuanto a las condiciones microclimáticas, son caracteristicas del entorno elegido. Las dificultades surgen cuando se desean realizar extrapolaciones a otros entornos con microclimas distintos; los estudios de correlación entre ambos entornos permitirán deducir 1~ homogeneidad. Respecto a la variabilidad temporal de un elemento geofisico suele obedecer a tres causas fundamentales: la anual, la diurna y una tercera aleatoria representativa del elemento. En cuanto a las dos dlti~as, se pueden considerar como fluctuaciones en torno a un régimen medio 6 permanente que llamaremos régimen -normal, para distinguirlo del régimen real de ese elemento que es cambiante de un dia a otro y de un año a otro. 72 Para poder definir el régimen normal de un elemento meteorológico es imprescindible acudir a los métodos estadísticos que nos proporcionarán unos parametros estadística significativos que se estudia. del conjunto ó serie Estos parémetros son: un indice de centrulizución, uno de dispersión y uno de asimetría. Ahora bien, cada elemento climático puede dar lugar a varias series estadísticas de 10 cual se deduce que el número de parámetros aumente de forma alarmante. Prestemos atención por ejemplo a la temperatura. Tenemos una máxima, una mínima, una temperatura media, unas oscilaciones diurnas y otras mensuales l y aún otras d.I1Ud 1 ~~ ~ ]li !?ert:Ulud 1 ~~ Y ~ ~ ld.~ ~e!: ie~ pueuel1 ~er pa!:a cada hora del día, cada día del año, etc ... ¿Cómo obtener ese valor normal? Promediando en el tiempo ó en el espacio. Si admitimos que disponemos de tina estación cuyas medidas son representativas del entorno, sólo tendremos que promediar la variable geofísica definidora del fenómeno (0 = 0(t» en el tiempo. La realización de este promedio nos condicionard a. obtener resultados temporales sólo superiores al del intervalo dé tiempo en el cual hemos promediado. De 10 anteriormente enunciado sa deduce que podemos imaginar el comportamiento de un elemento climático como el resultado de la suma de dos 73 componentes: uno permanente, el valor normal, y otro variable, la perturbación. Es decir, cada serie estadística se puede imaginar descompuesta en dos partes, su valor normal y la perturbación que se deducirá como diferencia entre el valor observado y el valor normal. La definición de valor normal se debe identificar con el de máxima probabilidad de una muestra, que temporalmente deberá ser lo suficientemente extensa para conseguir la estabilidad de los parámetros que definen dicho valor normal. Se suele admitir, por la Organización Mundial de Meteorologi@, que una ~erie de treinta afias proporcion~ estimaciones aceptables tanto en la media como en la desviación tipo. por lo que se las suele llamar normales internacionales. Los datos experimentales correspondientes Q los elementos significativos en nuestro estudio: el viento, las corrientes y el oleaje, suelen ser escasos, tal como hemos comentado, debido a 10 costoso que resultan sus mediciones, especialmente los dos últimos. As1 pues, en la práctica nos debemos conformar con periodos de tiempo mucho más cortos, de diez, cinco y aún menos años. Por esta razón las estimas obtenidas no serán totalmente estables y nos veremos obligados a darlas en función de una banda de confianza 6 nivel de probabilidad. 74 Aún en el caso hipotético de deducir el régimen normal a un cierto nivel de probabilidad ¿cómo se distribuye la variable estudiada respecto a la media?, les estable esta distribución? ¿cómo se pueden extrapolar los datos respecto al tiempo de observación? AnLe e~tds cuestiorle~ necesitamos unas respuestas, puesto que sin ellas nuestros estudios quedarían reducidos a un cierto intervalo de tiempo con un predeterminado nivel de probabilidad. Así pues, intentamos contestar a ésto con una teoría que sirva tanto para el viento. como para las corrientes ó para el oleaje originado por áquel. Los aparatos de medida registran los datos en forma continua o discontinua. En el primer caso, en un periodo de tiempo ll~ con una cierta cadencia de muestreo, as1 en el oleaje suele ser un registro de veinte minutos cada tres horas. En el registro discontinuo, para cada periodo de tiempo T, se registran los parámetros medios en ese tiempo de muestreo; así en el caso del viento y de las corrientes se suele obtener cada media hora la velocidad media, la máxima y la minima. La diferencia básica entre ambos procedimientos es que con el registro continuo se puede obtener espectros 75 energéticos que proporcionan una mayor información que en el caso discreto. Sea cual sea el procedimiento utilizado, en definitiva se obtiene de cada muestra unos parámetros característicos que serán función del tiempo, 0 = 0(t), que denominaremos según la terminología para el oleaje, propuesta por Suérez Bores (45), "curvas de estado del elemento" en cuestión y así nbs referiremos "curvas de estado del mar", "curvas de. estado del viento", etc. De las curvas de estado del elemento se puede deducir información a corto y largo plazo de tiempo siendo co~plementarias las unas de las otras. De la información a corto plazo se pueden deducir: 1.- La curva de probabilidad de ocurrencia del parámetro característico del elemento en el tiempo de medida. 2.- El número de horas en el tiempo de medida, que exceden un valor predeterminado del parámetro característico del elemento. En definitiva, es equivalente a obtener en estadistica ·la curva de función de la densidad de probabilidad y la función de distribución de una variable. De la información a largo plazo, se puede obtener: 76 1.- El régimen normal del elemento en cuestión. 2.- L~ [unuión de distribución extremal del elemento, es decir, la probabilidad de que un valor cualquiera del parámetro o variable no sea superado (ó no sea minorado) en un intervalo de tiempo dado. Cuando la unidad básica en el tiempo de medida es el año, la función de distribución del elemento en el año medio es el régimen del elemento, y la distribución de los máximos anuales del elemento es el Régimen de M~ximns ó de Temporales según definición de Suárez Bores (46) para el oleaje y de Tejedor (47) para otros elementos. romo p~ ronocino, lOR pAr~mptrnR fundamentales de una muestra son los cuatro tipos siguientes: - Indice de centralización (media aritmética, mediana y moda) que reflejan la tendencia a la concentración revelada por la existencia de un sólo máximo. - Indice de dispersión (desviación típica, desviación media, desviación probable) que denota el grado de concentración central. - Indice de asimetría, que pone de manifiesto la mayor ó menor discrepancia con relación a la distribución 77 simétrica. - Indice de agudez ó curtosis, que sirve para ponderar el predominio de los términos próximos ó de los términos lejanos (colas de la distribución). A estos parámetros nos referiremos continuamente en nuestro trabajo. Dado que en la bibliografía especifica de Climatologia suele haber discrepancia en algunos de estos índices, introduciremos expresiones que hemos utilizado en este trabajo. Indices de centralización. La media muestral está definida por la fórmula: N para datos sin agrupar. En caso de datos agrupados: x "V-I\. ¿ 't\.l con 'W\. i..-:.-\' N~~ ~\\. '-!: i El segundo índice de centralización es la mediana. Si 5e ordenan por magnitud creciente los términus d~ Id 78 muestra sin agrupar, el término que ocupa el punto medio es la mediana. Si el número de términos es par se toma la media aritmética entre los dos términos medíos consecutivos. Finalmente, el tercer indice de centralización es la moda, que es el término al que corresponde la probabilidad máxima. Para variables continuas es la abscisa del máximo de la curva. Referente a esto hemos de decir que en Meteorología es usual. al tratar los vientos. emplear lo~ t~rminoR de viento reinante y viento dominante. El viento reinante es el que sopla con mayor frecuencia y el dominante es el viento que sopla con mayor intensidad. Indices de dispersión. Nos indican la mayor ó menor concentración de los términos hacia el centro de la distribución. El más importante es la varianza V(x), definida por: N \J<..X) - I i.':.i. Ñ \} lx) - ¿ c. '::. i 1 x· \. )(.2- N _ )'1. ~\, - )( N otro estimador mejor de la varianza poblacional es: 79 en el cual se ha tenido en cuenta el concepto de grados de libertad. Una muestra tiene tantos grados de libertad como términos la constituyen, descontando tantas unidades como relaciones independientes se puedan establecer entre ellos, cn este caso 1amcdia aritmética, pues cuando se conocen N - 1 términos, se puede calcular el restante a partir de la media. Indudablemente para N grande, ambas definiciones tienden a coincidir. Aparte de la varianza, se suele trabajar con la desviación típica, definida como la raiz cuadrada positiva de la varianza, es decir: Indices de asimetría. El coeficiente de asimetria con el que hemos trabajado es el debido a Fisher y que viene dado por: coef. asimet. Indice de apuntamiento. El coeficiente de curtosis con el que trabajamos es el definido por la relación 80 siguiente: "" Curtosis. ~ lXi.-y.) J~ 0-'1-3) El grado de apuntamiento se toma en relación a la distribución normal. Si la distribución presento un apuntamiento relativo alto, la curva se llama leptocúrtica y en tal caso el coeficiente de curtosis es positiva. Si la curva es más achatada se llama platicúrtica y le corresponde una curtosis negativa. Mientras que si la curva no es ni muy achatada ni apuntada, distribución normal, la curva se llama lIIe~ocúrtictt y su curtosis es nula. Una vez que hemos descrito el tratamiento teórico al que nos referimos, estamos en disposición de expresar las medidas experimentales efectuadas y el tratamiento aplicado a las mismas. 81 CAPITULO 3: ADOUISICION DE DATOS: INSTRUM:r:l1T_ACIO?'L y CAMPA~A DE TOMA DE DATOS. La adquisición de datos está íntimamente relacionada con la instrumentación empleada, por 10 cual hacemos. en primer lugar. una descripción de los principales aparatos utilizados (características, métodos de medida y registro de datos) para pasar a continuación a definir el tratamiento de los. mismos, en 3.1.- Instrumentación. 3:1.1.~ E~lación meteorológica. La estación meteorológica que disponemos es de la número de serie 1044, formado por marca Aanderaa DL-2. cuatro captadores, con sus respectivos adaptadores, sistema de programación de velocidad de muestreo. módulo de codificación y regist~o digital de datos. Lo~ datos se obtienen a intervalos regulares. definidos por la velocidad de muestreo, y se registran en cinta magnética en binario puro que se leen posteriormente mediante un lector de cintas. Los cuatro captadores utilizados determinar las siguientes magnitudes: Temperatura del aire. Presión atmosférica. permiten - Velocidad máxima y media del viento. 82 Dirección del viento (referida al Norte magnético) El sistema de medida y registro "DATA LOGGER DL -2", está formado por un "scanner" con: 1 vía para medir la temperitura. 4vias para datos climatológicos. 1 vía para medir pre~ión atmosférica. Convertidor analógico digital, o codificador. Registrador magnético. Reloj de cuarzo. Tal como se indica en el apartado correspondiente, hubo necesidad de alquilar una estación meteorológica también de la casa Aanderaa DL-l, con número de serie 623, Y en la que las características técnicas son similares a las indicadas para la estación con número de serie 1044. En cuanto a las constantes necesarias para la conversión Q dato físico de los diferentes canales, se especifican posteriormente. Características técnicas. Medida:Puente auto equilibrado en 10 sucesivos. Duración de cada medida: 4 segundos por vía. Tensión del puente: -6 V. 83 pasos Resolución: 1/1023 (10 bits) de la amplitud de medida abarcada por el Data Logger, pudiéndose tomar únicamente una parte del rango total del captador. Reloj: Precisión ± 2s/día; autonomía 1 año. Intervalos de registro: 1,2, 2~,5,10,15,20,30,60, 120 y 240 ::seguIldo::;, 10,20,30 y 60 minutos. Alimentación: Pilas de 9 voltios (63x50x50 mm); para el reloj, pilas de 4'2 voltios (16'6 x 21 mm). Sensor de temperatura. Está 'constituído por una sonda de platino de 500 S2, con una precisión de 0'1 grado. Con este captador se puede utilizar. longitud. sin adaptación, cable de hasta 50 m. de Rango de medida: -44°C a 49°C. Precisión Sensor de presión atmosférica. Está constituido por un transductor de presión de tipo potenciométrico. Rango de medida: 920 mb a 1080 mb. Precisión ±O'2 mb. 84 Sensor de velocidad del viento. Está constituido por un molinete de tres copas sobre un eje vertical, en cuyo extremo inferior tiene un imán, que a cadá revolución cierra un microinterruptor: un recipiente estanco. de PVC, contiene el circuito electrónico que cuenta el ndmero de impulsos entre dos registros, permitiendo la lectura del codificador. Los parámetros del sistema electrónico de cuenta de impulsos. se puede modificar según se ajuste la cadencia de registro, ya cDntínuamente. registro. pudiendo que el sistema está contando seleccionar el tiempo de La alimentación corre a cargo de la batería El sensor da como registro de salida la velocidad media o la velocidad máxima, a través del número total de vlleltfl!=;. Rang~ superior a 60 mis. Precisión: ± 2 % Velocidad umbral: 30-50 cm/s. El sensor de velocidad de meteorológica directamente. mide la intensidad 85 la del estación viento Tal como se ha dicho consta de tres radios horizontales, de igual longitud, fijos a un eje vertical que gira libremente. En cada uno de los radios, en su extremo, hay una cazoleta ó semiesfera hueca dirigida de forma que una presente la concavidad y la otra la convexidad al viento. Dado que la presión que ejerce éste es mayor en la parte cóncava, los radios girarán ~iempre An Al miRmo sentido. La velocidad del viento se tiene directamente según se comentó, ya que la velocidad periférica media de las cazoletas, debe ser proporcional a la intensidad del viento. El número de vueltas del aparato se conoce por un contador de engranaje y se registra en un registrador que hay en el interior. Sensor de dirección del viento. Está formado por un timón móvil de un eje vertical, arrastrando un imán que a su vez, por acoplo magnético, arrastra al limbo de una brújula. Para que el rozamiento no perturbe la medida, el contacto entre aguja y limbo sólo se efectúa en el momento de medida, mediante una bobina que en el insto.nte o.decuo.do fijtl 10. dgUjo. e11 Id pU811.;1611 l;UITeclCl.. 86 Los cambios bruscos en la dirección del viento son amortiguados en el eje de giro por medio de una amortiguación con aceite de silicona. Precisión mejor que ± 5°. Velocidad de muestreo Las cadencias de muestreo elegidas han sido, en general, de 30 minutos. Tal como se indica en el apartado correspondiente, durante un periodo de tiempo se cambió la velocidad de muestreo a 10. minuto~ para obtener mucha más información en el mismo periodo en que se intalaron unos correntimetros, y también incluso a 60 minutos. pero esta vez por un error involuntario. 3.1.2.- Correntimetro autónomo. Este instrumento (Aanderaa, modelo 4) consiste en una unidad de grabación y un mecanismo de medida introducidos en una caja presurizada, pudiendo sujetarse la linea de anclaje a una boya de superficie o de profundidad. La velocidad de la corriente se mide por un rotor, cuyo giro se transfiere mediante un acoplamiento magnético y una caja de reducción a un potenciómetro. La dirección de la corriente se mide por una brújula con 87 salida eléctrica. La medida de la velocidad es promediada durante el tiempo de muestreo, mientras que la dirección es instantánea. Un reloj incorporado pone el sistema en marcha a intervalos regulares. El tiempo de autonomía es superior a 6 meses. El funcionamiento está basado en un codificador rotatorio para la medida y para la grabación de los datos en cinta magnética de 1/4". Los dos eorrcntimctros empleados en el desarrollo del presente trabajo responden a las mismas características técnicas. por lo que se describirán de forma común. Evidentemente los números de series de ambos si son diferentes, correspondiendo el número 8142 al correntimetro propiedad de este Departamento y el número de serie 8522 al que se alquiló durante un periodo de tiempo. Características técnicas. Unidad de grabación: 13'7 Kg. Profundidad máxima: 2000 m. Cilindro de pr~sión en 95 ~ Cu, 3'5% Ni, 0'9% Si; los demás materiales expuestos al agua en acero inoxidable. 88 Sistema de grabación: palabras binarias de 10 bit en serie, grabadas en una cinta magnética de 1/4 11 • El ciclo de medida se establece mediante un reloj de cuarzo. Los datos en cintas de 1/4" se recogen en 6 canales: referencia, temperatura, conductividad, presión, dirección de la corriente y velocidad de ésta. Veamos a continuación las especificaciones técnicas de cada uno de los sensores. Sensor de temperatura. Termistor dentro de un bulbo que penetra en el agua. Rango: -2'46°C a 21'40 o C, 10'08°C a 36'OoC, -O'34°C a 32'17°C¡ posibilidad según la resistencia utilizada. Precisión: ± 0'05°C Resolución~ 0'1 % del rango elegido. Sensor de conductividad. Célula de conductividad de tipo inductivo. Rango: a a 77 mohm/cm. Resolución: 0'1 % del rango. Sensor de presión. 89 Consiste en un potenciómetro. Rango: hasta 100,200,500,1000 ó 3000 PSI. Preciiión: ± 1 % del rango. Resolución: 0'1 % del rango. Compás magnético. La medida de la dirección es instantánea. Resolución: 0'35° Precisión: ± 7'5° para corrientes de velocidades comprendidas entre 2'5 a 5 cm/s, Ó de 100 a 200 cm/s y ± 50 para velocidades comprendidas entre 5 y 100 cm/s. Sensor de velocidad. que transfiere magnéticamente a un contador electrónico. Da las la Rotor revoluciones velocidad de corriente como una velocidad promediada en el intervalo de muestreo. Rango: 2'5 a 250 cm/s. Precisión: ± 1 cm/s. Velocidad umbral: 2'0 cm/s. Reloj de cuarzo. Precisión: mejor que ± 2 s/dia dentro de un 90 rango de temperatura OOC a 200C. I Intervalos de muestreo: 0'5,1,2,5,10,15, 20,30,60 Y 180 minutos. 3.1.3.-Mareógrafo. El registrador del nivel de mar con el que hemos desarrollado el trabajo es también de la casa Aanderaa, modelo 5 (WLR5), y su ntimero de serie es el 945. Este medidor cuenta con un sensor de presión capaz de filtrar pi efecto producido por el oleaje, promediando las medidas a intervalos de 40 segundos. Los datos obtenidos a intervalos regulares son grabados en cinta magnética en binario- puro, que posteriormente leemos con la lectora de cintas. Aparte de la presión, el aparato mide también la temperatura del agua de mar por un termistor que tiene. Caracteristicas técnicas. Peso: 5'9 kg. Profundidad máxima: 270 ID. Cilindro de presión en aleación de 6061/T6. aluminio Sistema de grabación: palabras binarias de 10 bit en serie, grabadas en cinta magnética de 1/4". 91 Alimentación: 9 voltios en corriente continua, suministrados por una bateria de 63x50x80rnm 3 , que proporciona hasta un año de autonomía. El ciclo de medidas se establece mediante un reloj de cuarzo. Los datos se recogen en 4 canales, el de referencia, temperatura y do~ d~ presión, segundos la duración del ciclo de medida. Si~llUO 4 Sensor de presión de cuarzo. El mareógrafo WLR5 cuenta con un s~nsor de presión "P"roc:;~iF'ntifi('!! mOc1F' 1 n ?400 A/?qOO A, <JIIF' +ipne Iln" exactitud 10 veces superior a los sensores de presión convencionales. Se basa en un cristal oscilante que da una frecuencia de salidas ent"re 40 KHz y 36 KHz, dependiendo de la présión. Rango: O a 400 libras por pulgada cuadrada. Resolución: ± 0'001% de la escala total. Sensor de Temperatura. Es un termistor Fenwall, modelo GB32JM19 como elemento sensible, y de un oscilador incluido en el panel electrónico. La frecuencia de salida oscila entre 2048 Hz y 4096 Hz seg~n la temperatura.. Para 92 temperaturas fuera de rango se registra canal correspondiente. Rango: -3"C él. 35°C. Reloj de Cuarzo. Consiste en un oscilador patrón cristal de cuarzo que oscila a Intervalos de muestreo: 180 minutos. Precisión: ~ 0'5 s/dia. 3.1.4.- Correntímetro manual. 32768 Hz. un cero en el basado en un El correntimetro que disponemos es de la casa VALFPORT, serie 1000, y cuyo número de serie es el 1923. En él, la corriente mueve una hélice que mediante un acople magnético, abre y cierra un relé Reed situado en el interior del aparato. Cada impulso en el relé corresponde a una revolución de la hélice. La medida de la dirección de la corriente se obtiene mediante una brújula incorporada, suspendida de una única articulación inmersa en silicona. Al cerrar el contacto de la brújul~. un mecanismo magnético hace que se incline y haga conexión con uno de los 36 contactos de una placa de circuito impreso, 10 que da una 93 tnl~r~n~i~ ~n la medidA d~ la dirección d~ ± ~o. Características técnicas. Alimentación: 12 voltios en corriente continua, 2 baterías de 6 voltios. Consumo: 100 mA. Peso: 46 kg. Lastre: opcional, hasta 90 kg. Duración del ciclo de .lectura: 4 segundos. Sensor de velocidad. Rango de medida: 0'03 a 5'00 m/s. Precisión: mejor que 1'5 %.Resolución: mis. Sensor de dirección. Rango de medida: 0° a 360 0 Precisión: mejor que 1°. Resolución: mejor que 1°. Sensor de profundidad. Profundidad máxima: 1000 metros. Resolución: 0'5 m. Sensor de temperatura. Temperatura de funcionamiento: -soC a 40°C. 94 ± 0'01 3.1.5.- Sonda CTDS. La sonda CTDS que disponemos es la sonda VALEPORT serie 600, nómero de serie 1524. Esta sonda permite las medidas "in situ" de conductividad, temperatura, profundidad y salinidad. Características técnicas. Sensor de conductividad. El sen30r es de tipo inductivo y consta. de dos espirales; una de las cuales emite una señal a la otra espiral a través del agua. El agua actúa como medio en la inducción. La magnitud de la señal detectada en la segunda espiral es proporcional a la conductividad del agua de mar v por 10 tanto los problemas asociados con el recubrimiento de los electrodos. Rango:. hasta 60 mohmfcm. Precisión: 0'1 mohm/cm. Sensor de temperatura. El sensor es un termistor linealial-izado, que da una señal alta de salida lineal y estable. Está montado en una pequeña cápsula situada dentro de la célula de 95 conductividad. Rango: -5°C a 40°C. Precisión: ±O.lOC. La profundidad se obtiene a partir de un sensor de presión montado también en la célula de conductividad. Se utiliza para la conversión una densidad de 1026 kgjm 3 y un valor de g = 9'806 m/s 2 en toda la columna de agua. Rango: 10 a 200 metros. Precisión: ±l %. La salinidad se obtiene a partir de las sefiales de los sensores de conductividad y temperatura. No se incorpora ninguna corrección de presión, ya que el aparato opera a profundidades donde esta corrección se considera despreciable. Rango: O a 40 ppt, Precisión: ±0'35 ppt entre 10 % Y 35 % Y entre 5°C y 35°C La sonda está unida a la unidad ,de superficie mediante un cable que transmite las señales recogidas. El cable está recubierto de una funda de poliuretano. 96 3.1.6.- Lectora de cintas. La lectora de cintas es de Aanderaa Instruments, modelo 2650, número de serie 307. Las cintas magnéticas que lee son las de 1/4" en un código binario de 10 bits. Para la traducción de los datos, dispone de una salida RS232C para conexión con el ordenador. Los datos leidos de la cinta se convierten primero a un código binario de 10 bit paralelo, y después a un código en serie ASCII que consta de siete caracteres. La cinta corre de manera contínua a una velocidad de 6'1 cm/s. Características Técnicas. Rango en baudios: baudios. seleccionable de 50 a 9600 Formato de los datos: 7-bit ASCII, paridad seleccionable y bits de parada. 3.1.7.- Ecosonda. En los trabajos de reconocimiento del fondo, hemos trabajado con una ecosonda de la marca Furuno, FE-88l MARK. modelo El sistema se compone de una unidad de superficie, 97 un transductor de señal eléctrica en onda sonora. una fuente de alimentación de corriente continua y un generador de 220 voltios de corriente alterna. El registro de las caracteristicas geométricas del fondo se realizó de modo continuo sobre papel seco electrosensible. El sistema de medida consiste en la emisión de una señal ultrasónica que, tras rebotar sobre el fondo es devuelta al transductor. La ecosonda proporciona una aproximada de la naturaleza del fondo diferente capacidad de penetración en tipos de suelos. Características técnicas idea bastante debido a su los diversos Rango de protundidades: 5, lU, ~O, 50, 100, 2UU, 500 metros. Profundidad mínima medible: de 5, lO, ~O y 50 m. 1 m. en las escalas Exactitud: ± 1% para velocidad del sonido de 1500 mis. 98 3.2.- Proceso de datos. 3.2.1.- Estación meteorológica. Los datos de la estación meteorológica se encuentran grabados en cinta magnética digital en binario de 10 bitsjdato,según palabras de 12 datos por muestras con bit final de sincronismo. Dichos datos se pasan a cinta en ASCII, que los lee y procesa. compatible con el Micro-VAX~II Los canales de información en los que se registran datos son los siguientes: Canal 1 : Referencia. Canal 2 : Velocidad máxima del viento. Canal 3 : Velocidad media del viento. Canal 4: Dirección del viento. Canal 5 : Temperatura del aire. Canal 8 : Presión atmosférica. Los listados de datos correspondientes a estos canales se presentan como se indica a continuación: Columna Información Canal 1 Número de registro 1 2 Fecha (dia,mes,año) del registro 3 Fecha (hora. minuto) del registro 99 4 Velocidad máxima del viento 2 5 Velocidad medía del viento 3 6 Dirección del viento 4 7 Temperatura del aire 5 8 Presión atmosférica 8 Los datos grabados han de ser convertidos a las magnitudes físicas mediante unos polinomios de ajuste, cuya entrada es N, número de muestras del codificador de la estación, y su salida. el parámetro buscado. Dichos polinomios son especificos de cada medidor, corno se verá a +. . , con~lnuaCl0n. Para la estación meteorológica con número de serie 1044, se tiene. d.l): Canales 2 v 3: Velocidades máxima y media del El polinomio para la conversión a datos físicos del sensor de velocidad del viento (2740) en la estación meteorológica uti.lizada, es: V(m¡sg) = 0'0746.N siendo N la grabación del sensor de velocidad en el canal 2 6 en el canal 3. b.l): Canal 4: Dirección del viento. Para el sensor de dirección del viento (2750)1 el polinomio a utilizar es: 100 D(grad.sexag.) = 1'5 + O'349.N c.l): Canal 5: Temperatura. Para el sensor 2775 utilizado en la estación meteorológica se tiene: T(OC) = (A+a) + (B+b).N + c.N2 siendo: A = -45'216 a = 1'552 B = 9'058.10- 2 b = -9.'473.10- 3 C = 9'614.10-6 d.1): Canal 8: Presión atmosférica. El sensor 2810 que mide la presión atmosférica en la estación meteorológica, convierte el dato registrado en dato físico por el siguiente polinomio: siendo: p{mb) = A + B.N A = 8'95977.102 B = 2'01154.10-1 Para la estación meteorológica Aanderaa DL-l, número de serie 623, en los diferentes canales se tienen 101 los coeficientes que se indican a continuación! a.2): Canales 2 y 3. Velocidades máxima y media del viento. En esta estación el sensor de velocidad del viento es el 2740 y el polinomio para la conversión a dato fisico es: V(m/sg) = O'0746.N siendo N la grabación del sensor de velocidad en el canal 2 ó en el canal 3. b.2): Canal 4. Dirección del viento. Para el sensor (2750) de dirección del viento. el polinomio es: D(grad.sexag.) = 1'5 + 0'349.N siendo N la grabación del sensor en el canal 4. c.2): Canal 5. Temperatura. En este caso para el polinomio de conversión! T(OC) = (A+a) + (B+b).N + c.N2 Las constantes que se tienen en est~ sensor son: A = -45'580 102 B == 9'055.10-2 b == -9'473.10-3 e = 9'614.10-6 siendo N la grabación del sensor de temperatura en el canal 3. d.2): Canal 8. Presión atmosférica. El polinomio que convierte a dato físico el sensor de presión 2810 es el siguiente: donne p(mb) = A + B.N A == 9'089.102 B = 1'803.10-1 siendo N la lectura del canal. Con los datos obtenidos en los diterentes canales se ha realizado un tratamiento cuyos resultados se muestran en un capitulo posterior. 3.2.2.- Correntímetro autónomo. El correntímetro autónomo nos permit~ trabajar con el método euleriano t dando información local con gran cobertura en el tiempo. 103 Se ha trabajado básicamente con un correntimetro. Dado que este correntimetro es un equipo de la casa Aanderaa al igual que la estación meteorológica, el codificador es el mismo y por tanto, la extracción de la información y el sistema de grabación es muy similar en ambos. En el caso del correntimetro los canales de información son los siguientes: Canal 1 : Referencia. Ca.no.l 2: Tempera.tura. del a. gua.. Cana 1 . 3 ; Conductividad. Canal 4: Presión. CRnal 5 : Dirección de la corriente. Canal 6: Velocidad media de la corriente. Los listados de datos se presentan por columnas de la siguiente manera: Columna Información Canal 1 Número de registro 1 2 Fecha (dia,mes,año) 3 Fecha (hora,minuto) 4 Temperatura 2 -, 5 Salinidad 6 Presión 4 104 7 8 Dirección Velocidad media 5 6 Los datos registrados vienen en número de cuentas N, para el intervalo de muestreo elegido, y han de convertirse en valores fisicos del parametro deseado, lo cual se realiza en sistema de proceso antes de obtenerse el Banco de Datos. Dicho paso se realiza mediante unos polinomios de ajuste con coeficientes especificos para cada correntimetro y cada transductor. El polinomio general de ajuste es: P = (A+a) + (B+b)~ + c.N~ + d.N3 \' es el ::::orrespondiente dato bruto registrado en el canal y P es el dato fisico en la unidad de medida que se indica. Los coeficientes para cada uno de los canales se dan a continuación para el correntimetro número 8142. a. 1) . Canal 2: Temperatura. P = T(OC) A = -2'681 a = 1'830.10-1 B = 2'332.10-2 b -S'lOO.lO-Ir 105 c = -1' 344 . 10- 6 d = 1'937.10- 9 b.l). Canal 3: Conductividad. P == C(mmho/cm) A == -0'07283 B = 0'07383 c.l). Canal 4: Presión. P == p(kgjcm 2 ) A = -4) LI QO B = 0'07732 d.l). Canal 5: Dirección. P == dirección (grados sexag.) referida al ~ magnético. A = 1'500 B = 3'490.10-1 e.1). Canal 6: Velocidad. p = V(cm/s) A = 1'100 B = 1'0422.10-1 para bt = 30 minutos. Para el correntimetro 8522 los coeficientes de 106 cada uno de los canales son: a. 2) . Canal 2 : Temperatura. p = T(OC) A = -2'692 a = 1'830.10-1 B = 2'327.10-2 b = -5'100.10- 4 C = -1'344.10-6 d = 1'937.10-9 b.2). Canal 3: Conductividad. P = C(mmho/cm) A = -2'190.10- 1 B = 7'300.10-2 c.2). Canal 4: Presión. P = p(kgJcm 2 ) A = -7'816.10-1 B = 1'533.10-2 d.2). Canal 5: Dirección. P = dirección (grado sexag.) referida al N magnético. 107 A 6'697_10-1 B = 3'507.10- 1 C = -7'621.10-6 d = 8'720.10-9 e.2). Canal 6: Velocidad. p = V(cm/s) A = 1'100 B = 0'3100 para At = 10 minutos. La salinidad se obtiene a partir de la medida de conductividad del canal 3. Los valores de S se calculan a partir de unos polinomios en los que hay que tener en cuenta la lectura simultanea del canal de temperatura y la presión media del fondeo. 3.2.3.- Mareógrafo. Cada grabación de datos del mareógrafo, a los intervalos de tiempo prefijados, se compone de cuatro datos y un bit final de sincronismo. Al igual que en el correntimetro y la estación meteorológica, los datos se pasan a código ASCII compatible con el Micro Vax 11 que los lee y procesa. Los canales de información son los siguientes: 108 Canal 1: Referencia Canal 2: Temperatura Canal 3: Presión (parte más significativa) Canal 4: Presión (parte menos significativa) Los listados de datos físicos presentan cinco columnas: Columna Información Canal 1 Número de registro 1 2 Fecha (día, mes, año) 3 Fecha (hora, minutos) 4 Temperatura 2 .s Presión Total 3 y 4 Los valores de las magnitudes físicas, temperatura y presión, se tienen mediante unos polinomios de ajuste que, pasamos a describir a continuación: a). Canal 2: Temperatura. El polinomio para el termómetro modelo 2907, y en el rango ya indicado es: T(OC) = A + B.N + C.N2 + D.N3 siendo N la lectura del canal y los coeficientes: A = -2'662 B 3'501.10- 2 109 C = -4'827.10-6 D = 9'309.10-9 El cálculo de la temperatura debe ser previo al de la presión con objeto de determinar los coeficientes que se deben aplicar al cálculo de la presión. b). Canales 3 y 4: Presión. El polinomio de conversión es el siguiente: P(libra¡pulgada 2 ) = A + B.N + C.N2 + D.N3 El valor de N se obtiene a partir de las lecturas de los canales 3 y 4. N = )J3.1024 + N4 Mientras que los coeficientes del polinomio tienen un valor diferente, dependiendo del rango de temperatura en que estemos trabajando. T (OOC-100C) T (10°C-20°C) T (20°C-30°C) A -85'32472 -85' 19446 -85'22795 B 2'641932.10-3 2'640097.10-3 2'640273.10-3 e :-8'815403.10 10 ¡ [l'725745.10-10 -8'736445.10- 10 ) i I i D 1'685765.10-16 ¡ l' 534974.10-16 ¡ 1'513244.10- 1 6 j La profundidad real del agua que tenemos se obtiene segtin la expresión: 110 1 1 D (metros) = 6'89476 (P - Pa) d g siendo P la presión total medida, Pa la presión atmosférica, d la densidad del agua y g la gravedad (m/s 2 ) en el lugar de medida. 3.2.4.- Correntimetro manual. La obtención de los datos es instantánea, se transmiten por cable a una unidad de superficie donde se obtienen ya como datos físicos. 3.2.5.- Sonda CTDS. La obtención de datos es instantánea, transmitida por cable a una unidad 4e superficie en forma de datos físicos. El proceso por el que pdSdil 105 dalos desde el instante en que se produce la grabación hasta el momento en que analizamos 105 resultados. queda reflejado en el cuadro que presentamos a continuación. A partir de las medidas registradas por el sistema de grabación del equipo que se trate, pr,ocedemos a la lectura de los datos codificados mediante la lectora de cintas. en el caso de datos provenientes de la estación 111 meteorológica, correntímetro autónomo ó mareógrafo. Leidos los datos brutos de grabación, procedemos a la conversión a dato físico mediante los polinomios anteriormente indicados. Este paso se realiza por medio de unos programas desarrollados por el Departamento de Física para el equipo informático con el que hemos trabajado (Micro-Vax 11. Digital). Por un lado, las series temporales de las diferentes magnitudes medidas pasan a formar parte del banco de datos oceanográficos y por otra parte pasan a ser tratados mediante 105 programas de tratamiento de datos. estadístico y espectral. Los resultados obtenidos junto con la aplicación de los modelos matemáticos que convengan en cada caso, serán lo que nos permitirá pasar a la etapa final del tr~bajo, analizar los resultados del problema que estamos abordando. 112 Programa v Archivu Ddtu~ Medidor Registrador v Datos Codificados v Lector Descodificador v I Ordenador __ ---------------> i v Datos Físicos v Progrdillds de Pruceso v ¡ ¡Biblioteca I <-~, de i Programas '---------j! Series Temporales i I v v Proceso Estadistica Proceso Espectral v ) v I Mqdelos Matemáticos i ~----------~~----------~I ' v Anallsis Resultados 113 v , ¡ 3.3.- CRmpaña de toma de datos. 3.3.1.- Localización del tramo de estudio. La isla de Gran Canaria está situada entre los 27° 43'5 minutos y 28° 11'4 minutos de latitud (N) y los 15° 21'S minutos y 15° 50'de longitud (W), en el Oc~ano Atlántico, segón observamos en la figura 3.3-1, con 237 Km de longitud de costa y una superficie aproximada de 1532 Km 2 • La altura máxima de la isla se encuentra en la zona centro y es de 1950 m. En la isla hay dos zonas con geología y clima muy dispares, que vienen s por el diámetro NE-SW. El área donde hemos desarrollado nuestro estudio se encuentra en la costa Este de la isla, como queda reflejado en la figura 3.3-2 en los alrededores de un lugar llamado Taliarte situado geográficamente por las coordenadas siguientes: Latitud: 27°59 minutos - 27° 59'5 minutos (N) Longitud: 15°21 minutos - 15° 22 minutos (W) La elección de esta zona como referencia para el trabajo la hemos hecho por dos motivos principalmente. Por un lado r la costa en la que está-- situada está fuertemente influenciada por la presencia de los vientos alisios, presentes durante todo el año en las Islas, y 114 por otra parte, porque se nos facilitaba la instalación de aparatos.y su vigilancia, ante la cercanía del Centro de Tecnología Pesquera. La costa en este sitio es un acantilado bajo con rasas, limitando al Norte y al Sur se tienen varias playas de arena separadas por cantiles bajos. como son la playa del Hombre y las de ~elenara y Salinetas. Para estudiar la batimetría del área en la que trabajamos. reaíizamos varias pasadas con la ecosonda durante una de las campañas de toma de datos. Estos reconocimientos del fondo los hicimos tanto en dirección transversal como en dirección paralela a la costa. Los resultados de la ecosonda y las cartas nadticas, nos han permitido trazar con cierta precisión las isobatas de la zona (fig. 3.3-3). En un mapa como el que acabamos de .comentar, hemos representado las las longitudinales fundamentalmente en (fig. cinco que 3.3-4) . radiales hemos Sus geográficas son las siguientes: Radial Rl (latitud: 27°59'25" N; 15°21'50" w- 15°21'00" W) Radial R2 (latitud: 27°59'18 11 Ni 15°22'10" w- 15°21'00" W) 115 y tres trabajado coordenadas longitud: longitud: Radial R3 (latitnc1: '27°.=iQ'11" N' , . longit.lld: 15°22'23" w- 15°21'00" w) Radial R4 (latitud: 27°59'5" N; longitud: 15°22'23" w- 15°21'00" w) Radial R5 (latitud: 27°58'55" N' . , longitud: 15°22'23" w- 15°21'00" W) Longitudinal Ll (longitud: 15°21'54" W; latitud: 27°59'25" N- 27°58'55" N) Longitudinal L2 (longitud: 15°21'46" Wj latitud: 27°59'25" N- 27°58'55" N) Longi tudina 1 1.3 (1 ongi tud: 15°21'38" W; latitud: 27°58'55" N- 27°51'55" N) Los perfiles batimétricos que resultaron del registro de la ecosonda para cada una de estas radiales y longitudinales, los representamos gráficamente en las ocho gráficas siguientes, considerando una escala horizontal 1:10.000 y la vertical 1:1.000 en todos ellos (f ig. 3.3-5, ... , 3.3-12). De ellos observamos que el área de Toliorte y hosto olconzor los 100 m de profundidad la pendiente es uniforme, creciendo rápidamente hasta los 500 m, para volverse a tener pendientes algo más suaves. Los fondos junto a la zona costera son de arena y un poco más alejado de ésta ya 116 son de arena y piedra. 3.3.2.- Incidencias de las campañas. Con respecto a la toma de datos, hay que indicar que debido a su propia naturaleza (series temporales) las dificultades que surgen por la medición en si, como por ejemplo un funcionamiento incorrecto del aparato, no se aprecian en el instante en que se efectua la medición, sino una vez que se procesan, por lo que debido a esto hemos tenido bastantes problemas. a) Datos meteorológicos, obtenidos por medio de la estación meteorológica. La instalación de la (Aanderaa DL-2, número d~ serie estación meteorológica 1044) se llevó a cabo en una explanada de tierra. que existe cerca del edificio que alberga al Centro de Tecnologia Pesquera de Taliarte del Excmo. Cabildo Insular de Gran Canaria (fig. 3.3-3). Sus coordenadas son: Latitud: 27° 59'5 minutos (N) Longitud; 15 0 22 minutos (W) con lo cual quedaba el sistema de medida en la zona que se queria estudiar y a la vez bajo la atención del vigilante nocturno que tiene dicho Centro. Pero por 117 problemas ajenos a la instalación no se pudo realizar en dicha explanada. teniendo que hacerse en una zona más cercana al edificio y que en principio parecia buena también, según la opinión de los técnicos de la casa que procedieron a su instalación. El 13 de Mayo de 1986 comenzó la grabación de la cinta de la estación meteorológica. El intervalo de muestreo fue de 30 minutos y los parámetros medidos fueron temperatura velocidades máxima del aire, presión atmosférica, y media del viento, asi como su dirección. Esta cinta, que llamaremos a partir de ahora E130586. atendiendo a la nomenclatura utilizada, se recogió en el mes de S~ptiembre, y en ella el ntimero de datos registrados fué de 5333. La forma de denominar las cintas. como por ejemplo la recien enunciada: E130506. nos indica por la letra que la inicializa el aparato que se trata. Así E corresponde a estación meteorológica, e a correntimetro y M al mareógrafo. y a continuación los números que siguen corresponden a la fecha en que comienza dicha grabación, con las dos primeras cifras para el dia del mes, otras dos para el mes, y las últimas para el año. Asi 130506 nos indica la cinta que comenzó el 13 de Mayo de 1986. Este número aparece también en las gráficas, tal como se ver~más adelante, para indicar el fichero o cinta de la que se representan gráficamente los resultados. Posteriormente se procedió 118 a la lectura y al procesamiento de la cinta. tras numerosos problemas derivados de la puesta a punto de la nueva instrumentación y de los programas de conexión y de tratamiento. Es en este momento cuando a la vista de los resultados obtenidos se observa que los datos de dirección del viento diferian de las direcciones predominantes que tiene el viento en esa zona. Pensando en una mala ubicación de la estación, se coloca ésta en la azotea del edificio y se empiezan a registrar datos el 13 de enero de 1987 tras innumerables problemas en la nueva instalación. Para esta cinta (E130187) el intervalo de muestreo fue también de 30 minutos, ~egistrándose 3776 datos y recogiéndose el 1 de Abril. proceso de datos se llevó a cabo poco después, comprobcindose que los resultados si eran conformes o los conocidos en la zona. Una vez comprobado que la nueva ubicación no presentaba problemas, se pasó a colocar una nueva cinta (la tercera), el día 2 de Abril, que llamaremos E020487, también a 30 minutos de velocidad de muestreo, en la que se tienen 3926 datos, recogiéndose para la lectura y procesamiento"el día 16 de junio de 1987. Por otra parte, para aprovechar los datos recogidos en la primera cinta se alquiló una estación meteorológica Aanderaa DL-l número de serie 623, cuyas 119 características técnicas ~e han dado anteriormente, para situarla en el primer emplazamiento y teniendose, en tal caso, datos de ambas estaciones, registrados cada uno en el mismo intervalo de tiempo. De este modo se podría proceder posteriormente a una correlación entre las dos series temporales, dirección en la corrigiendose los problemas de primera mediante el factor la de correlación que resulte. La instalación se efectuó el mes de Junio, empezando la grabación el 23 de dicho mes v con un intervalo de muestreo de 30 minutos en ambas estaciones. Las ctntas se recogieron el 9 de Julio. Como resultado deL procesamiento de la cinta correspondiente a la estación alquilada, sólo se obtuvieron valores de temperatura y presión atmosférica ya que el registrador del sensor de vientos estaba en malas condiciones según se comprobó al cabo de los dias de muchas verificaciones. En cuanto a los datos registrados por la otra estación, se desecharon los datos de 108 días 23 y 24 de Junio por ser erróneos. Esta cinta es la que se ha llamado E2506B7 grabada a una velocidad de 30 minutos y contiene 696 datos. Después de estos sucesos se continuó con la toma de datos, iniciándose una nueva cinta el día 11 de Julio de 1987 (E110787). El período de muestreo se cambió a 10 minutos porque se hizo coincidir con la velocidad de 120 muestreo de los correntimetros fondeados, y dado que se necesitaba un mayor número de datos se disminuyó el tiempo de grabación. Esta cinta estuvo hasta el dia 28 de Agosto, observándose que la grabación se habia detenido porque las pilas se acabaron bastante antes de 10 previsto. Así pues la cinta E110787, con 3960 datos, consideramos que finalizó el día 7 de Agosto en lo referente al tratamiento de datos del viento, pero los datos de presión y temperatura fallaron antes, por 10 que sólo se pudo tratar hasta el día 4 de Agosto. La grabación de datos continuó con una nueva cinta el día 31 de Agosto, E310887, y en la que se mantuvo, por olvido, la velocidad de muestreo a 10 minutos. Los problemas volvieron a surgir con las pilas y se decidió cambiar pilos y cinto. El dia 9 de Septiembre a primeras horas de la mafiana se efectuó el cambio, .teniendose en la cinta que se había quitado 1335 datos. La E090987 estuvo grabando desde el 9 de Septiembre hasta el 23 de Octubre, siendo la velocidad de grabación de los datos de 60 minutos, ya que al ir a cambiarse al reloj el tiempo de muestreo, se cometió un error en el manejo. Los datos que se tienen en esta cinta son 1062. Finalmente, la última cinta que se ha tratado de la Estación ~eteorológica es la que se instaló el 28 de 121 Octubre del mismo año, finalizando la grabación el 27 de Diciembre. volviéndose Se corrigió la velocidad de muestreo, a registrar datos cada 30 minutos y teniéndose en total 2881 datos. b) Medidas de corrientes, correntimetro autónomo. registradas con un El correntímetro Aanderaa (número de serie 8142) se fondeó a una distancia de, aproximadamente, 500 m~tros de la bocana del Puerto de Taliarte (fig. 3.3-3). Las coordenadas geográficas de dicho punto son las que damos a continuación: Latitud: 27° 59'2 minutos Longitud: 150 21'5 minutos (N) (W) La primera instalación del equipo se llevó a cabo en la misma época que la de la estación el 14 de Mayo de 1986. la cinta de denominamos de manera análoga a la meteorológica, grabación la de los otros aparatos, la letra inicial corresponde a una C, es decir del correntimetro y seguidamente la fecha en la que se inicializó 10 grabación. En este coso se trota de 10 cinta C140586. La profundidad de fondeo del aparato fué de unos 40 metros, muestreo. siendo de 30 minutos l~ velocidad de 122 En la instalación del correntimetro se dejaron, en la superficie del mar, un par de boyas de señalización que permiten la localización del aparato sumergido para así dirigirnos hacia donde se encuentra y recuperarlo por medio de una señal acústica que emite la unidad que se tiene en cubierta (a la que se llama "accoustic release"), que lo libera del fondeo que se ha puesto y hace que emerja a superficie. Al cabo de algunas semanas de la instalación se produjo el robo de las boyas, con lo que se perdió la señal visible de superficie. pero atendiendo a que el liberador acústico se tenia en buen estado, según se comprobó en pruebas realizadas antes de la instalación definitiva, se esperó a que una vez finalizado el verano del uño 86, el volumen de datos hiciera que tuvieramos una serie temporal de datos de corrientes durante unos cuantos meses. Una vez transcurrido este tiempo se intentó, por medio del liberador acústico que el aparato saliese a superficie, pero inexplicablemente el sistema no funcionaba. Las salidas a la zona de instalación eran prácticamente diarias, utilizándose la zodiac de la Cruz Roja de la playa de ~elenara, con la que se trabajaba, dada la falta de embarcación propia. Pasado un tiempo y vistos los resultados de la 123 búsqueda, pensamos que las pilas del ancla de liberación podrian haberse agotado y fuese ese el motivo por el que no respondiese a la señal emitida, por 10 que se abandonó este procedimiento. Para continuar, se hicieron arrastres con dos barcos, resultando negativos todos los intentos. También se contrataron a unos buzos profesionales que tampoco encontraron el aparato; desestimándose que continuaran con la búsqueda por la carestia que representaban. Hacia el mes de Diciembre se contactó con el Equipo de Actividades Subacuáticas de la Comandancia de la Guardia Civil de Las Palmas. que desinteresadamente nos prestaron su valiosa ayuda. resultando infructuosa, una vez más, la búsqueda. En el mes de Enero, gracias a un ecosonda de gran resolución que estuvo en Las Palmas durante una temporada para realizar unos trabajos de batimetria, se llevaron a cabo unas pasadas por la zona en que presuntamente se encontraba y un poco alejado de ella se vislumbraron unas manchas que podian corresponder al correntimetro; Se volvieron a intentar por aquella zona los arrastres con barco y las inmersiones del equipo de -." submarinistas de la Guardia Civil, resultando que se localizó el aparato al cabo de nueve meses desde la 124 instalación. Lo que ocurrió fué que al estar sin señalizar en superficie, por la desaparición de las boyas, los pescadores que faenari por los alrededores echaron unas redes para desarrollar sus labores de pesca y éstas atraparon y enredaron a la paleta que dirección de la corriente de tal manera indica la que cuando recibia la señal acústica le era imposible subir a la superficie del mar. De la serie temporal correspondiente a esa primera cinta, C140586, sólo se pudieron aprovechar parte de los datos. los registrados antes de que fuera atrapado por las redes para los canales de velocidad y dirección, mientras que los datos de temperatura y salinidad no se vieron afectados. En esta cinta el número de datos registrados fue de 4091. calculándose que hacia el dia 9 de agosto finalizó la grabación. Una vez procesados los datos y analizados los resultados obtenidos, pensamos en verificar la idea que se tenia acerca del modelo de corrientes en la costa de Taliarte. Para ello alquilamos un correntimetro también de la casa Aanderaa (número de serie 8522), instalándose ambos en la misma vertical pero -a diferentes profundidades. Hacia 105 20 m. se el correntimetro nQ 8522 y más abajo, 40 metros, el número 125 Page 142 could not be converted This page was skipped, but the rest of the document is available. 500 Server Error: Internal Server Error for url: https://convert.identific.com:2053/api/status/78bdf128-2372-4703-bba8-5e452656cbc3 En el área de trabajo y con la malla que hemos definido anteriormente, formada por las cinco radiales y las tres transversales (flg.3.3-4), vértices del reticulado perfiles realizamos en de los dirección de la corriente, salinidad y velocidad y temperatura durante varias campafias, amp1iandose ocasionalmente el muestreo a otros puntos en dirección a la playa de Si'llineras y hacia mar abierto. Con las medidas realizadas en estos puntos, recogimos información de 10 qUe ocurre en los primeros metros de la capa superficial del océano. En esos puntos se midieron perfiles de corrientes, en las primeras decenas de metros de la capa superficial y también medidas de salinidad y temperatura a las mismas profundidades, COD la sonda. 127 CAPITULO 4: TRATAMIENTO DE DATOS DE GANDO. 4.1.- Introducción. En el marco del objetivo principal del trabajo, el modelo de circulación costera en Gran Canaria, hemos mencionado ya. que el agente causante de las corrientes en la capa superficial eS t fundamentalmente el viento. Por tanto, si pretendemos predecir la circulación en una zona costera nos es imprescindible disponer del régimen de vientos en esa zona y para ello, se requieren series largas de tiempo de la intensidad y dirección del • +- vlen"o. Según comentamos anteriormente, los únicos datos existentes en el momento de realizar el estudio son los del Instituto Nacional de ~eteorologia. La serie temporal más larga y completa de datos, de las estaciones meteorológicas de Gran Canaria, corresponde al observatorio que tienen instalado en el Aeropuerto de Gando y es a ella a la que nos referiremos. Los datos que nos interesan para nuestro estudio son los de velocidad y dirección del viento. El sistema de toma de datos en la estación del Aeropuerto no registra en continuo, sino que los datos se graban en instantes prefijados. Las horas a las que corresponden 128 los datos tratados son las 1, 7, 13 Y 18 partes meteorológicos que distribuye el Nacional de Meteorología. en los que se horas. Los Instituto recogen las observaciones a las horas citadas, nos indican que la intensidad se registra en Km/h, y la dirección del viento, viene ~nicamente el nombre de uno de los dieciseis sectores en que sopla aquel. También, tanto en velocidad como en dirección, como calmas. aparecen datos registrados El período de tiempo que hemos dispuesto para el estudio fue el comprendido entre los años 1976 y 1985, ambos inclusive. Esta serie temporal de vientos la estudiamos de varias maneras. Primeramente tratamos lo que le sucede a cada uno de los años y al conjunto de los 10 años en lo que llamamos inicialmente "año total". Paralelamente vamos observando que el viento presenta unas características diferentes de unos meses a otros, por 10 que tratamos cada mes, resultante de los 10 años. 4.2.- Estudio general del periodo 76-85. Las representaciones gráficas siguientes, para cada año, la que tenemos son las serie-- temporal de velocidades y dirección, los histogramas de intensidades y direcciones y las rosas de vientos de 16 puntas. La 129 anchura de los intervalos de velocidad, es de 2 mis. eligiéndose dicho valor para mantener la coherencia con la anchura que hemos escogido en el tratamiento de nuestra estación meteorológica. También. para cada uno de los años, estudiarnos la distribución de velocidad del viento. con idéntica anchura de intervalo. así como el régimen escalar y los direccionales. en aquellas direcciones cuyo porcentaje sea significativo. A partir de los datos anuales del periodo 76-85, hemos construido un año "total", para .el que también representa.mos las series temporales de velocidad y dirección del viento, los histogramas de intensidad y de dirección, la rosa de vientos, así como la distribución de la velocidad. el imen escalar y los regímenes direccionales en las di~ecciones N, NNE Y NNW. Dicho año lo hemos construido de manera que resume toda la información referente a los 10 años. Así pues, el número de datus lralados es de 14612 y respecto de ellos existe un 14'84 % de calmas. En el tratamiento que aplicamos a los datos del Il1::>titutu Ncu.:luHal de :-feleurolugia. hay que tener en cuenta que los que aparecen como calmas, tanto en intensidad como en dirección del viento,~orresponden a velocidades inferiores a 1 km/hora (0'28 mis). Es decir, que en los regímenes escalares y direccionales t no 130 tenemos en cuenta dichoR vAlores por 10 que estaremos tratando con velocidades mayores ó iguales a dicho mínimo y no coincidiendo los ceros. Aún as1, la diferencia entre el tratamiento de los regímenes sin incluir las calmas e incluyendolas, bajo la hipótesis de que a cada dirección le asignamos un número de calmas inversamente proporcional a su velocidad media. sólo es significante en aquellas direcciones en que el número de calmas sea de un porcentaje importante (48). Igualmente, en los histogramas (de intensidad y de direcciones) y en las curvas de distribución de la velocidad el porcentaje óe calmas no figura representado, aunque si se indica explícitamente su valor. Este hecho provoca un truncamiento en los regimenes y en las funciones de distribución que deberá tenerse en cuenta el compararlas con otros datos procedentes de otras fuentes de información. En las gráficas que nos referimos, indicamos el porcentaje de calmas en el periodo representado Pasamos analizado en vientos, de a continuación a resumir este periodo de diez años acuerdo con lo tratado en teórico del presente trabajo. lo que se ha de datos de el capitulo Si observamos la serie temporal de la velocidad 131 riel viento poro los diez años. representada en la figura 4.2-1, se desprende a primera vista un compo~tamiento similar de la velocidad en el transcurso de los años. En estos gráficos de series temporales de velocidad, el eje horizontal representa el tiempo, expresado en día, mes y año y la hora de medición, mientras que en el eje mis vertical la escala de intensidades va desde los O hasta los 25 mis, representando en un centímetro la velocidad de 2'275 mis. La elección de e~ta escala de velocidades viene impuesta por el dimensionado del eje en los programas de dibujo con los que hemos trabajado. Dado que en esta gráfica no podemos apreciar la distribución de las calmas a lo largo de los afias, si podremos hacerlo (figs. 4.2-2, en ... , las series temporales por año 4.2-11). En la tabla 4.2-1. presentamos de forma resumida las características y parámetros estadísticos, de las series anuales de intensidad del viento, en el período 1976-1985 que estamos estudiando. En la -columna que sigue a la del año tenemos indicado el número de datos anual (N), a continuación la velocidad media expresada en mis. Las tres columnas siguientes corresponden a la desvioción eatandard, la 132 curtosis y el coeficiente de asimetría de la serie temporal de velocidades. Finalmente, en las dos últimas columnas indicamos para cada año el porcentaje de calmas registrado respecto del número de datos N y la dirección del viento que incide con mayor frecuencia (viento reinante) así como su porcentaje. uo (Il!i S) : C~rtc,i5 ¡Coe:.A5:metriai Cai!ll3S ill Dir!'tl : Ij ¡ :976 ;~4Q4 7'OS i J; l 5& -O',3P -0'Q7 : 7' ti 2 N!37'02l 1~77 i : 4~~ j"41 4'St -Q f 90 -}'1)2 17 j ! 9 Y¡4B'70l !9~6 '14ij'j- "':"., ~ I I)~ - ~ "~4 .-1) , : 6 13'a4- S(48'j1) ; !.: :y7~ ; l ,í~ ':. !tu~ 4- I 3 ~f -0'86 -':' 23 [4' 1 ¡ N~E(J9'521 :Cjú :! "64 ? ) [14 [¡ I ~~, _ti ' '~j. -"J I ! 5 [7' O ¡ NNE(42'491 m: ¡ : ~ ~:} ~ t eó 1', ., -0'35 -j' lj9 13' 22 NNg(~OJ68l , :982 : !~~Ü 7' 10 l' 1)' , ,~ -0'63 -0'26 10'96 j HBt3B'971 , , , i 1983 i1460 ti' 37 )'&9 -0''18 -0'22 !5'55 i HHBi 38'42\ ¡ 146i: ! 1984 7'58 )f B5 -0'&1 -0'42 9'70 : NHE(45'701 ! ! 19B~ ¡ 14óO 6'H ¡ It' 04 -0'9: -0'06 !4'H I IINE(39'93) 1 i i TABLA 4.2-1 De forma general podemos observar en dichas figuras, que las calmas aparecen justamente y con mucha mayor frecuencia en los meses de Enero. Febrero. Noviembre y Diciembre, y son prácticamente inapreciables en el periodo de Mayo a Agosto. Esta apreciación visual 133 la comentamos y posteriormente, detallamos presentando los resultados en la tabla 4.2-2 para cada uno de los doce meses, resumen de los 10 años de observaciones. En dicha tabla, en la columna que indicamos con ~ nos referimos ~l número de datos de intensidad que tiene el mes en el periodo de los diez años. Los tres valores que aparecen a continuación hacen referencia a la velocidad registrdda en el periodo, en primer lugar la mayor de las registradas, la sigue la velocidad más pequeña y a continuación la velocidad media del conjunto de los diez años en el mes correspondiente. La sexta columna es desvia.ción ~jdréÍmetros asimetria. esta.nddrd, y lo. séptima y octdva estadísticos curtosis y coeficiente En las dos últimas columnas tenemos la 1us de la direción reinante en el mes y el porcentaje con el que se presenta, y el tanto por ciento de calmas en el mismo periodo. Observamos asímismo, una variación en las velocidades medias mensuales registradas en los 10 años. En los meses en que la aparición de calmas es frecuente. las velocidades disminuyen frente a los valores que tienen en los meses con mucha menor frecuencia de calmas (fig. 4.2-12). Así por ejemplo, en el mes de Diciembre en que la velocidad media es --la de valor inferior en el año total, el porcentaje de calmas que se presenta es el de mayor tanto por ciento (29'19). 134 Lógicamente, este resultado que observamos en esta última gráfica influirá a la hora de representar los regímenes escalares del viento para cada uno de los meses resumen de la década 76-85. Es decir, que meses como Enero, Noviembre y Diciembre en que las calmas son considerablemente importantes, no tienen el mismo peso que el resto de los meses. La serie temporal de la dirección del viento en los diez afias de observaciones (fig. 4.2-13) indica una clara importancia de los sectores. N. NNE Y NE. Ya en la tabla 4.2-.1 veidffios que los vientos reindules en la década es~án en la dirección del primer cuadrante. Este comportamiento, asi la aparición de las calmas como el hecho ya comentado de y la poca variabilidad de la dirección en el period~ Mayo-Agosto son hechos que se nh<:;f>rvi'm ('nn mn"hfl mAyor el Ari dad en 1 as gráf i cas correspondientes a la serie temporal de dirección, para cada uno de los años (figs. 4.2-14, ... , 4.2-23, inclusives). 135 Ve!cciáaá ('!'J I s 1 I;oe t. Vires, ~ES ~ur:os is Asimetria reinallte Ca!:nas¡ V !ldyor:V me nor V t:edia' 'il i%) : _ . .i 0 ' 31 Y (25' ! 6) 23'95 : ?eD!', 11~2 : 7' 5 O : ' 11 5 ' i15 j'97 -ü'93 ú'09 ~(27'74) 22'88 i ¡ ~arzo 12iO 22' n lIt" 7'Og 4'23 -0'66 -0'!3 N(35'Hj W36 ' " i t' " .. OrI! 12 ('O 20' OG ! ' 11 6'7G 4'30 l -0'82 -O' 02 Y(30'75) 15'92 ¡ ~ayo :240 lO' GI] l't. " 6 ' q :'86 i -O' 28 -0'31 ~I ~1' 45., 5'97 I ju~io 1200 i 18'05 ;'83 9' ,"' ~I 1 ! • g 2 -O I 'j9 -1)'68 sNE(46'25) 5'55 \,:U} : G IHO i5'6~ 2"8 10' e t· :,'02 : . ~o -0'34 ~NE(59'35) 1'37 A.pto ~2!;D ~91~~ i I Il 'D' 24 ! 3' } 6 ~ , 31 -0'85 NYE(55'OO\ )'07 3e?7.. l2ü!} 1 ¡) , é ' IJ v"1 ~'28 7 ) ~) ~ '6i+ -D' 24 -1)'49 SNE(44'~2) 9'25 '::v. , '240 i 15' Q: '1 t 1 .S j ~ ú : ' 59 -0'Q -O' ! ¡ ~NE(32'90) 18'87 ' , sp, ~2:lj ! 6 ' l! ~ 1 1 : ~ 1) 1 ] I 6l -O' i3 J' 11 N{24'53) 2 B' ) 3 ~it, !~4Ü ! i' 'j~ ,j' 56 4. i L:' 3)5 7 -O)~2 ,) '40 H22'Bl! TABLA 4. 2-2 En la tabla 4.2-3 que tenemos a continuación se indica para cada año r los porcentajes de las dieciseis direcciones en que trabajamos en los datos de viento, calculados respecto del número total de datos anuales dados en la tabla 4.2-1 de este mismo apartado. 136 WNW 1976 37'02 25'27 0'61 0'20 O'i5 8'95 !97? 4&'70 19'51 2'6ü ·:"89 1'580'34 :0'68 : l' 3 O 1'92 0'&9 0'48 O' 1 ~ 'J' 07 O' 14 0'75 2'74 ! 1978 i&g'0! 12'67 "78 1'03 0'96 :0'14 :0'55 ;!)' 41 1'1>4- i O' 55 0'41 0'27 ! 1]'07 O' ! 4 Q' 27 2'47 , : ! :979 !WG7 39'51 6'85 ']'62 0'1<1 :0'34 :O'2? i ü' 4B 1'99 2'33 ]'4! a' [4 Q'55 Q '21 0'21 1 ' 5! ¡ ~n0 '14) l ~ : 42' 4~ 7' 17 ! ' ') j l' ! 6 '0'55 0'34 :0'B9 l' 57 0'96 (1'48 0'20 0'0 0'07 O' 4J 0'68 ~ 9·H ,27' 19 !40'6~ ro >;: 4 I •• 'P? , -" 1'03 0'111 : O' 55 ')'89 l' 92 l' :10 0'34 O'f2 0'48 0'0 O' 41 l' 30 :9iJ2 27' B! 38'97 !O'q i ¡ '5! l' ] o ~ 0 • ')4 O' fj l' 5.! : 'i¡iJ. ,j' 82 0'96 0'1.7 J' 34 0 1 48 0'27 1'85 !1) :' • [ 9' 25 ¡ ;·6 \ 4 2 ~ 1 } } 77 • ! 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Durante los dos primeros meses del año la dirección reinante es la N seguida a continuación de la NNE, con una ligera diferencia en los porcentajes y ya con menor frecuencia la dirección NE; cada uno de estos dos meses tiene, aproximadamente, un 55 % de los vientos en estas tres dir~cciones, y los porcentajes de calma dados en la tabla 4.2-2, resultando que hay cerca de un 22 % de vientos en otras direcciones. 137 En el mes de Marzo, van disminuyendo las calmas así como los vientos en otras direcciones diferentes a lo reinonte (dirección N, NSE y NE), teniendo solomente un 11 % en las otras direcciones, y aumentando hasta un 35'24 y 32'34 % en las direcciones N y NNE. Análogos resultados se presentan en Abril. A partir observamos que del mes de Mayo y la dirección del viento hasta Agosto, presenta unas características muy marcadas y con clara diferencia de los meses anteriores y posteriores a los recientemente citados. En este periodo de tjempo. las calmas tal como se tienen en la tabla 4.2-2, disminuyen mUchisimo y además, las direcciones N. NNE Y NE aumentan considerablemente sus porcentajes, disminuyendo casi en las restantes hasta desaparecer los vientos direcciones. En el mes de Junio la dirección reinante pasa a ser la NNE manteniendose hasta Octubre, y volviendo A lA dir~cci~n N Rn lOR dOR últimos meses del año. En Septiembre, desaparece el comportamiento anterior aunque se sigue teniendo una gran influencia de las mismas direcciones, pero empiezan a registrarse más calmas así como otras direcciones diferentes a las tres mayoritarias. Continua en Octubre aumentando considerablemente el porcentaje de calmas, así como la 138 aparición de vientos en distintas direcciones, y ya en los últimos meses, Noviembre y Diciembre, en que la dirección reinante pasa a ser la X y aumentan las calmas con bastante frecuencia. Resumimos los porcentajes anteri~mente comentados en la tabla 4.2-4 de resultados. Para cada mes correspondiente a la serie de 10 años tratada conjuntamente, hemos representado las rosas de vientos para una mejor visualización de lo anterior (figs. 4.2- 24, 4.2-25 •... , 4.2-35). :'1es (10 años)' :...¡ ('ro) ':\NE (%) NE (%) ¡ Enero 25' 16 20'89 7'26 Febrero 27'74 24'47 5'65 , Marzo 35'2'+ 32'34 6'29 Abril 30'75 28'42 Mayo 41' 45 37'26 9'35 Junio 33'83 46'25 lU'9:l Julio 33'87 59'35 4'76 Agosto 35'16 55'00 I Septiembre 32'67 44'92 9' 17 '! ! Octubre 30'81 32'90 7'02 Noviembre 24 'B.1 22'08 6'25 Diciembre 22'82 19'11 6'94 TABLA 4.2-4 139 Los resultados que hemos obtenido y que acabarnos de relatar, tanto en intensidad como en dirección de los vientos, coincidell I.;on la climatología de la zona en que los vientos alisios, de mayor velocidad y soplando en dirección NNE hacen su aparición hacia el mes de Mayo siendo muy raros los vientos en otras direcciones ocurriendo esto hasta el m~s de Agosto. Mientras. el resto del año aunque se mantiene la dirección Norte muy marcada. surgen vientos, con relativo porcentaje, en otras diiecciones y siendo importantes las calmas registradas (23). Seguidamente pasamos a la representación de los histogramas de la velocidad del viento considerando una anchura de intervalo. de 2 mis. sin considerar las calmas y ta 1 en el como se ha dicho, primer intervalo representado, (figs. 4.2-36 .... , 4.2-46). El histograma de estos corresponde a los diez años primer y los restantes a cada uno de ellos. Para esa misma anchura de intervalo y sin tener en cuenta el porcentaje de calmas en la representación, tenemos los gráficos de las distribuciones de la velocidad para el resumen de los diez años tratados (fig. 4.2-47) Y para cada uno de ellos (figs. 4.2-48, ... ,4.2-57). Observándolos. hemos apreciado una diferencia en la forma que tiene la curva de distribución en el período de tiempo tratado. 140 Comentemos detenidamente las gráficas de la distribución de la velocidad del viento. En todas ellas (figs. línea 4.2-47, ... ,4.2-57) rc-prcscntamos con una de trazo continuo la distribución escalar de la velocidad en el periodo que se indica en cada una de las figuras. Las diez curvas de distribución de frecuencias presentan unas características comunes: - Tienen una asimetría con sesgo negativo, es decir, que la distribución tiene la "cola" izquierda más larga que la derecha, respecto del máximo. Por ~anto, la velocidad media anual será más peque~a que la moda. El coeficiente de sesgo de Pearson definido por la siguiente expresión: Sesgo (Pearson) = y aplicado a cada año, tomamos la moda como v - moda a teniendo en cuenta que el valor central del intervalo de mayor frecuencia (9 mis), resultan 105 valores siguientes: 141 Año Sesgo (Pea:rson) 1976 -0'42 1977 -0'33 1978 -0'39 1979 -0'35 1980 -0'44 1981 -0'52 1982 -0'48 1983 -0'68 1984 -0'37 1985 -0'61 - Son distribuciones bimodales con un máximo centrado durante todos los años en 9 mis y otro en el intervalo de 3 mis en los años 1982, 1983 v 1985 Y el resto de los años en el intervalo de 5 mis. Segtin los resultados de la tabla 4.2-3 para cada uno de los años, observamos que existen unas direcciones preferenciales que contienen un alto porcentaje de los datos totales. Esto nos indica claramente que el viento reinante (aquel en el que tenemos mayor frecuencia) con sus dos sectores próximos asociados, son la característica esencial en estas curvas de distribución de frecuencias, es decir son el régimen de vientos característico de la zona (alisio) con altas intensidades centradas en el intervalo de clase 9 rn/s. Superpuesto a este régimen reinante, se suele presentar otro régimen secundario sin direcciones muy definidas, 142 que denominamos "residual" y de baja generalmente centrado en el intervalo de intensidad, 3 mis. La superposiciÓn de ambos regimenes produce una distribución de velocidades de claras características asimétricas con sesgo negati·vo. La rama negativa, cola izquierda, suele tener un máximo secundario (dl~tribución bimuddl) que e~ ~epresentativa del régimen reinante residual. Por el contrario, la rama positiva no experimenta ninguna variación apreciable, baja intensidad del régimen residual. debido a la Estas conclusiones pueden comprobarse en las figuras 4.2-58 Y 4.2-59, correspondientes a una media del mes de Enero, significación, y en el que los alisios son de escasa al mes de Julio donde son claramente <;ignifi~i'ltiv()c;. En Al primer CASO se presenta una distribución bimoda!, con el máximo (viento reinante) centrado en el intervalo de 5 mis y el secundario en 9 mis. Mientras que en Julio (mes tipico de alisios) es una distribución prácticamente simétrica centrada en el intervalo de 11 mis. Para el mes de Julio resulta lógico a la vista de la figura 4.2-59, que la curtosis sea positiva (distribución leptocúrtica), mientras que en Enero no debe ocurrir tal cosa. Si volvemos a la tabla 4.2-2, observamos que eieci vamente ocurre_.asi, por lo que la curva de frecuencias del mes de Agosto debe ser igualmente leptocúrtica y la del resto de los meses 143 platicúrticas rlp. ffiRyor Ó menor mRnp.ra. En p.sa mismR tabla. el coeficiente de asimetría de Fisher es positivo en los dos primeros y los dos últimos meses del- año y negativo en el resto. En el primer caso la velocidad media mensual es mayor que la moda de la distribución, y al contrario para los coeficientes negativos. Con objeto de poder poner de manifiesto estas conclusiones, comprendidas hemos representado en entre la 4.2-47 y la 4.2-57, las figuras la curva de distribución de frecuencias de la velocidad escalar para el año total y para cada uno de los años del periodo que ~st1!d~.éimos . Por otra parte hemos representado las distribuciones de los regímenes direccionales reinantes v de sus asociados, la distribución suma de ellos y la distribución residual, como diferencia entre esta suma y el régimen escalar anual, con cierta asimetria y sesgo positivo. Esta representación pone en evidencia en forma determinante que el régimen reinante y sus asociados. presenta una distribución más simétrica y claramente con moda 9 mis. mientras que la residual está centrada en el intervalo de 3 mis. Este procedimiento determina en forma clara y sencilla el desglose de las dos distribuciones y como consecuencia, poder individualizar los dos regímenes de vientos. 144 En definitiva podemos decir que el régimen reinante con sus dos sectores asociados es: (i) N - NNE - NE (1i) NNW - N - NNE siendo los sectores, NE en el primero y NNW en el segundo de poca trascendencia. Las de este tiltimo, suelen ser distribuciones de tipo platicúrticas y por tanto de insegura definición de su moda. Por ~on~iguiente podríamos resumir los dos regímenes en uno centrado en las direcciones principales ~ - ~NE, es decir el sector comprendido entre los 348'75° y los 33'75° (donde hemos consideiado el N centrado en los 0°). He~umimos en la tabla 4.~-5, que presentamos a continuación los porcentajes anuales de la direccion reinante, así como sus asociadas y de la distribución residual. 145 UO !HW rfl N (fl NNE (%) YE (% ) Residual (tl 1976 8'95 37'02 25) 27 11' 1 4 1977 lfB'70 ¡g' 59 : 4' 52 1978 48'01 22' 67 :0'48 19 7 9 30'07 39'52 ti' e5 9'45 1980 24' 11 42'49 7' ! 7 Q/22 1981 27' 19 40'68 7 ' ~ 1', , 'o j : 1 ' }S 1982 27' B 1 38'97 10'48 11' 78 1983 19'25 )8'Q : 3' 77 : 3' Q 1 !984 24' 59 i¡5'70 10'59 9/4-2 1985 25'96 }9' 93 8'~6 : l' 37 ;f..fic lotai : 31' 27 35'33 7' ; 5 1:'21 TABLA 4.2-5 Las direcciones preferenciales se representan (figs. 4.2-47, ... ,4.2-57) con lineas de trazo discontinuo separados por distintas marcas según la dirección que se trate y aparecen en cada una de las g!'áficas. Igualmente se ha representado la distribución de velocidades correspondiente a la distribución suma de las direcciones mayoritarias de las que hemos hablado. Observamos que para todos los años esta última distribución se aproxima bastante a la distribución total escalar del año. Si además consideramos los porcentajes anuales de calmas, dados en la tabla 4.2-1, resultará como diferencia una distribución residual para cada año representada a la derecha de cada figura, por otra gráfica de distribución de la velocidad. Es decir, que la distribución escalar total, con un modo en 9 mis en algunos años y otros con dos máximos, en 3 Ó 5 mis y 146 en 9 mis, parece ser la resultante de dos distribuciones de velocidad. Una, que corresponde a las direcciones con porcentajes considerablemente altos que tienen siempre un máximo en la moda (9m/s) y otra distribución escalar que hemos llamado residual que contiene la información del resto de las direcciones y con porcentajes que oscilan entre un 9'22 % para 1980 y un 14'52 % en el 77, y con la máxima frecuencia en la velocidad de 3 mis. Lo anteriormente expuesto se puede justificar atendiendo a la importancia que tienen, en el transcurso del añe, los vientos de procedencia de] Norte que son generalmente de intensidad alta y estos se combinan con . t Vlen~os mucho más débiles procedentes de otras direcciones, destacandose entre ellos los vientos de sectores del Sur y Sureste, que soplan con menor frecuencia a lo largo del año. Hemos escogido un año, 1982, para ajustar la curva para la variable tipificada, tanto para la distribución escalar anual, como para la distribución escalar de las direcciones principales y la distribución que hemos llamado residual (fig. 4.2-60). En la primera, desaparecen los dos máximos que existían (en 3 mis y 9 mis) pasando a ser 7 mis al tipificarse. La distribución de velocidades de las direcciones prin~ipales. suaviza 147 mucho su aspecto manteniendose el máximo en 9 mis. Y por último t la distribución residual, que al tipificarse mueve su máxImo hacia la derecha (5 mis). Para contrastar lo anteriormente expuesto hemos representado la curva de distribución de la velocidad para los meses del año que hemos llamado "año total". Hemos escogido 105 meses de Enero y Julio porque en Canarias son dos meses que desde el punto de vista meteorológico son diferentes. El mes de Julio se caracteriza por estar las islas bajo la fuerte influencia de los alisios, mientras que en Enero no ocurre esto. Obse::vando las figuras 4.2-58 Y 4.2-59, vemos rápidamente tal comportamiento. Mientras en Julio la distribución de velocidad conjunta de las direcciones N, :-';:\"E Y NE, que representa un 97'98 %, se confunde prácticamente con la distribución total del mes, resultando por tanto para la distribución residual (otras direcciones) un 0'65 % de los datos, en el mes de Enero la distribución total es bimodal y además, considerando las distribuciones con mayor frecuencia, sólo alcanzamos el 57'99 % de los datos. Si a este añadimos 1 as calmas mensuales, resulta distribución de velocidades residual llega a que ser la del 18'06 % lo que indica una cierta importancia del resto 148 de las direcciones. Tanto la distribución de velocidades de las direcciones principales y de las residuales. son bimodales. La primera. los picos están situados en los 5 y 9 m/sg., al igual que en la distribución mensual, y p.n lñ rp.sidual están en 3 y 9 m/sg. Dada la forma característica de la curva representada en la figura 4~2-59, tipificamos la variable resultando una distribución que aparentemente es normal, pero que al aplicar el test x2 no cumple con las condiciones de normalidad. En la figura 4.2-61 se resume en un gráfico de histograma de dirección del viento, 10 que ocurre en el conjunto de los aftas trabajados, y en otras, (fig. 4.2- 62, ... , 4.2-71, inclusives) el histograma correspondiente a cada uno de los diez años. Aqui también observamos una pequeña diferencia en el Lrdrl~~ursu d~l p~riudu estudiado, y que comentamos a continuación. En los tres primeros años, la dirección reinante era la N, siguiendola en porcentaje"la NNE y como tercera dirección la NNW, mientras que a partir de 1979 pasa a ser dirección reinante la NNE seguida de la N y a continuación la NE disminuyendo bastante la frecuencia en dirección NNW. En las rosas de vientos de 16 sectores que hemos 149 representado. para el resumen de todos los años (fig. 4.2-72), así como para cada uno de ellos (figs. 4.2-73 a la 4.2-82) observamos claramente 10 anteriormente expuesto. Estas diferencias, tanto en los histogramas de intensidad como en los de dirección para cada ano, nos hacen pensar, tal como ha ocurrido, que los sensores del Instituto Nacional de Meteorología en el Aeropuerto de Gando cambiaron de emplazamiento, con 10 que se tiene una pequeña variación en las distribuciones debido al ~Amhio pn lB orogrAfía de los alrededores. Para finalizar analizamos y resumimos los resultados obtenidos en el estudio de los regímenes escalares y direccionales del viento. L~s regímenes escalares anuales los tenemos en las figuras desde la 4.2-83 a la 4.2-92. Los mejores resultados para el distribución normal, ajuste los tenemos habiendose probado con con la la exponencial y la logarítmica. La recta ajustada a los puntos debe del régimen está representada considerando que pasar por los tres puntos siguientes. El primero que corresponde a una probabilidad del 50 % Y se le asocia una ordenada equivalente a la velocidad media anual. El segundo y tercer punto tienen como abcisas el 150 16 % Y el 84 % Y como ordenadas la velocidad media más la desviación y menos la desviación, respectivamente. En general observamos que las mayores dispersiones para esta recta se presentan para velocidades altas. El coeficiente de correlación (r) y el error típico de la estima (Syx) para cada régimen escalar anual los tenemos en la tabla 4.2-6. AÑ'O r SyX ; 1976 -0'9772 1'0965 1977 -0'9835 0'9342 1978 -0'9427 2'1094 ! 1979 -O' 976.5 1'1136 1980 -0'9752 1'1439 1981 -0'9847 0'7977 I 1982 -0'9799 0'9139 1983 -0'9584 0'6067 1984 -0'9813 0'8824 1985 -0'9818 0'8693 TABLA 4.2-6 Para las observaciones del Instituto Nacional de Meteorolog1a y respecto a los regimenes direccionales, únicamente hemos representado aquellas direcciones en que el porcentaje de datos es considerable, como por ejemplo la N y la NNE. 151 Referente a la dirección Norte (N), a excepción de un año, los regímenes direccionales en esta dirección presentan un aspecto muy bueno, con prácticamente ninguna dispersión de 108 puntos respecto de la recta de ajuste (figs.4.2-93, ...• 4.2-102, inclusives). Los coeficientes de correlación y el error típico de la estima para el régimen direccional N ajustado en cada año los tenemos en ia tabla 4.2-7. AÑO r SYX -0'9737 1'1766 1977 -0'9855 0'8749 1970 -0'9401 2'0104 1979 ! -0'9861 0'7616 1980 I -0'9766 0'9859 1981 -0'9662 1'1806 1982 -0'9856 0'6762 1983 -0'9932 0'3987 1984 -0'9794 0'8078 TABLA 4.2-7 Prácticamente se tienen resultados similares para el régimen direccional NNE, en el que representamos en las figuras comprendidas entre la 4.2-103 y la 4.2-112 152 los correspondientes a cada uno de los años de estudio. En la tabla 4.2-8, tenemos para esta dirección NNE los valores obtenidos para el coeficiente de correlación y el error típico de la estima, representan al régimen normal. de . las rectas 4ue ANO R SYX 1976 -0'9776 I 1'0858 1977 -0'9708 1'2397 1978 -0'9791 0'9320 1979 -0'9760 0'9988 1980 -0'9722 1'2091 1981 -0'9743 1'0320 1982 -0'9663 1'1800 1983 -0'9728 I 0'9258 1984 ! -0'9648 1'2056 1985 -0'9786 0'9436 TABLA 4.2-8 Finalizamos el estudio de los datos del Instituto Nacional de Meteoro1ogia, con los gráficos construidos para el conjunto de los diez años. El régimen escalar (fig. 4.2-113) en la zona de velocidades pequeñas, debido a que no se consideran las co.lmo.s, se aleja ligeramente de 10 recto de oju5te del 153 régimen, pero para el resto de velocidades se ajustan muy bien. Para este conjunto de los 10 años, representamos mensualmente los regímenes escalares, (figs. 4.2-114 a la 4.2-125) que presentan en general ajustes buenos excepción de las velocidades bajas en meses tales como Julio. Los regímenes direccionales que presentamos (figs. 4.2-126 Y 4.2-127) respectivamente en las direcciones N y NNE, que son las de mayor frecuencia en el periodo de los 10 afias de tratamiento, tienen ajustes relativamente buenos tal como se observa. Para terminar ya con este apartado presentamos en j a tabla 4.2-9 los valores del coeficiente de correlación y del error típico para los regímenes escalar y direccionales (~ y NNE) para el conjunto de lu~ úlez. ctiius. y en la tabla 4.2-10, los correspondientes a los regímenes escalares de los meses obtenidos de la década completa. iR. escalar (10 años) i iR. dir. (N) (lO años) r -0'9337 -0'9321 iR. dir. (NNE) (10 años) ¡ -0'9681 i TABLA 4.2-9 154 SYX 2'2637 2'2900 1'2939 Mes r Syx Enero -0'9304 1'8924 Febrero -0'9678 1'1539 !'-larzo -0'9295 2'3322 Abril -0'9686 1'2837 i'Iayo -0'9750 1'1481 Junio -0'9721 1'2105 Jul io -0'9613 1'4228 Agosto -0'9641 I 1'3710 i Septiembre! -0'9566 1'5054 Octubre -0'9800 0'7965 Noviembre I -0'9491 1'4430 Diciembre -0'9196 2'0283 TABLA 4.2-10 155 CAPITULO 5: TRATAMIENTO DE DATOS DE TALIARTE. 5.1.- Meteorología. Tratamos a continuación los resultados obtenidos con la estación meteorológica (Aanderaa, número de serie 1044) instalada características anterior. en Taliarte (Gran Canaria) y de cuyas ya hemos hablado en un capitulo El periodo en que ha estado instalado el aparato es desde el día 13 de Enero de 1987 hasta el 27 de Diciembre. es decir practicamente durante todo el año. Por los problemas ya comentados~ en determinadas épocas la grabación de datos sufrió algunas alteraciones debido a fallos en el funcionamiento del equipo: por esto en meses tales como Agosto, en el que sólo existen datos de los primeros siete días, los resultados pueden. diferir ligeramente a los que s~ tendrían si el registro no se hubiese detenido, aunque es de esperar que no esencialmente. El estudio de todas las variables obtenidas 10 vamos a desarrollar por meses y no por cintas grabadas, teniendo en cuenta que en algunos casos el mes no está completo, bien porque en el intervalo de cambio de la cinta transcurrieron unos dias en que estuvo parada la estación o por problemas de mal funcionamiento del aparato. 156 La velocidad de muestreo para la grabación dp. d~tos fue siempre de treinta minutos, a excepción de las cintas El10787 Y E310887 (según la nomenclatura empleada) en que variamos el intervalo a diez minutos, y tambien la E090987 en que se pasó a sesenta minutos por los motivos ya explicados. Todo el tratamiento que hemos desarrollado 10 hemos hecho para datos registrados cada treinta minutos. F.n las dos cintas en que el periodo es inferior (10 min.) hemos procedido a calcular los valores medios de cada tres da~os para todas laG variables, a excepción de la dirección del viento, por lo que el número de datos tratados seré N/3, siendo ~ el número de datos totales que existen en la cinta. En cuanto a la dirección, dado que esta variable se registra en el instante prefijado por el reloj interno del aparato, lo que hacemos es seleccionar el valor correspondiente que se tiene en el instante deseado, por lo qe son valores reales y no promediados. Para la otra cinta que no se grabó a treinta minutos, E090987, hemos trabajado con los datos tal como se registraron (60 min.), promedio. sin ningún tipo de Las variables atmosféricas registradas con la estación meteorológica son velocidad máxima y media del viento durante el tiempo de muestreo, así como su 157 dirección (referida al Norte magnético) en el instante de grabación. También se registran valores medios de temperatura y .de la presión atmosférica, en el intervalo de tiempo entre dos medidas sucesivas. Dado que según acabamos de comentar la dirección estó referida al Norte magnético, hemos tenido en cuenta en .el tratamiento de estos valores la declinación magnética en las Islas Canarias y que es de nueve grados apróximadamente. Es decir que estamos refiriendo nuestros datos al Norte geográfico. Analizamos primeramente los resultados de intensidad (máxima y media) y dirección del viento para pasar a continuación a la temperatura y a la presión atmosférica. Finalizaremos este apartado con el estudio comparativo entre los datos de viento del Instituto ~a.ciona.l· de Meteorología, cuyo tratamiento ya hemos visto en el capitulo anterior, y los datos obtenidos con nuestra estación. Ya hemos dado anteriormente las características técnicas por 10 de los sensores de la estación meteorológica, que únicamente indicamos referente a la intensidad y dirección del viento, lo relacionado con las calmas. En el tratamiento de la serie de datos del Observatorio de Gando se consideraban las calmas como 158 los valores de velocidad inferiores a 1 km/hora (0'278 mis). Atendiendo a esto, para la serie temporal registrada con nuestra estación meteorológica los valores que se tienen de calmas son escasos: en el mes de Febrero (siete datos), en Junio (tres datos), y en Septiembre (un dato) para la velocidad media, mientras que para la máxima no hay ninguno. Por tanto, como el porcentaje es tan pequedo los hemos incluidos en el tratamiento no influyendo prácticamente en resultados obtenidos. En las continuación gráficas que vamos a aparece una etiqueta que nos comentar indicará los a en primer lugar el tipo de aparato del que se representan los datos, seguido del nombre del emplazamiento y que en el presente trabajo hemos comentado que es Taliarte. A continuación viene indicado el código de la cinta o fichero que se trata y el número de datos que contiene. En la tercera linea se indica el periodo de tiempo que se representa y el número de datos representados. En las figuras comprendidas entre la 5.1-1 y la 5.1-16, representamos las series temporales de la velocidad máxima para los doce meses de 1987 en que estuvo instalada la ~stación. Téngase en cuenta que el número dé gráficas es mayor que el número de meses, puesto que en algunas ocasiones el cambio de cinta se 159 hizo a mediados del mes, series. representandose éste en dos Del estudio de las figuras, junto con los datos expresados en la tabla 5.1-1 deducimos el comportamiento de la velocidad máxima del viento que medimos en mis. En principio, observamos en la gráfica 5.1-7 unos picos bastante acentuados respecto de las intensidades en las horas cercanas. Igualmente, en otras figuras como las 3.1-12 Y 5.1-13, los máximos. que se tienen son demasiado altos comparados con los registrados de antes y después. Por tanto podríamos considerar que dichos valores son registros erróneos del aparato. También en el mes de ~oviembre (fig. 5.1-15) aparecen un?s picos, algunos de e!los saltos bruscos, que nos hacen pensar en Ulla posible anomalia en el sistema de registro. Como el número de posibles datos erróneos es muy bajo, los podemos eliminar sin ningún problema, ya que su porcentaje sobre los totales no es significativo. En los meses desde Junio hasta Agosto, inclusives, observamos de la tabla 5.1-1 que el valor medio mensual de la velocidad máxima, así como la velocidad media, ha aumentado considerablemente respecto del resto del año. Este resultado coincide con 10 que conocemos para el entorno en que nos encontramos, con fuerte inestabilidad atmosférica y alta turbulencia, como e5 la aparición y 160 posterior dominio de los alisios. :EC~A '~~á!V:!láx ;~max ¡'[media : :itÍn, } :~~:¡io i:-liil: :J'5'~68¡1i'I,S%:!9'6'}';''l u'ji·ni 6'55&2:l4'24M , '! • I . . B'gaGO'26'2592! 0'37301 6'42B~¡21'3356 I ¡ :Oct. (1-231! 1'4920; &'562'j26'&322! D'J730! 6'2440!17'90401 , , j : ! I :Oct. 123-31\1 2'03881 6'B401il?'GOB8i O'7460¡ 4'8415112'60741 I ; • • ¡ • i :Novb. (l-30)l !'4920i g'40S7i24'9910j O'3130i 6'2397\19'84361 i i I I ¡ I I ¡Dic~. ¡¡-271j 1'19361 7'6039i21'484Si 0'29841 5'1137115'36761 l' I i r 1 . f j TABLA 5.H Analizamos a continuación las series temporales de la velocidad media del viento (fig. 5.1-17, ... , 5.1-32). 161 Observamos en el periodo del 25 al 30 de Junio (fig. 5.1-23) unos picos muy acentuados que se observaron también en la serie de la intensidad máxima del viento, exactamente en el mismo tiempo. y que tal como se dijo probablemente cnrrAspnndA A un error en la medición. Otros posibles errores que se enunciaron para la velocidad máxima, aparecen en la velocidad media, como por ejemplo los picos de las gráficas 5.1~28, .5.1-29 Y 5.1-31. Los valores numéricos de la tabla 5.1-1, muestran en cuanto a los valores de medias mensuales la velocidad media del viento, e~ aumento a partir Junio y hasta el mes de Agosto de dicha magnitud, nos de de para tener a partir de ese mes unas velocidades medias fllellSUdles más pequeñas. Asimismo observamos que los registros mínimos de la velocidad media son superiores en el periodo Junio-Agosto que en el resto, en que se encuentran con más frecuencia valores inferio~es. Relacionado con la velocidad máxima y con la media introducimos a continuación el factor ráfaga para nuestra serie de datos. Definimos el factor ráfaga como la relacjón que existe entre la velocidad máxima y la velocidad media del viento en un determinado intervalo de tiempo (49). En lo referente a la duración del periodo temporal p~ra promediar la velocidad del viento, no 162 existe unanimidad en cuanto a prefijar dicho valor. Por tanto, dado que además nuestros datos están registrados a diferentes intervalos de tiempo (10, 30 Y 60 minutos, segtin la cinta de grabación) hemos calculado el factor ráfaga medio para todos los meses del año 1987,- siendo los valores obtenidos los que presentamos a continuación, indicando el tiempo sobre el que se ha obtenido la velocidad media. ?'lES FACTOR RAFAGA Enero (30 min. ) 1'57 Febrero (30 mino ) 1147 :"larzo (30 mino ) 1'48 Abril (30 min. ) 1'42 Yrayo (30 mino ) 1'37 Junio (30 min, ) 1'37 Julio (10 mino ) 1'27 Agosto (10 mino ) 1'27 Septbr. (60 mino ') l' 53 Octubre (60 mino ) 1'47 Novbre. (30 mino ) 1'45 Dicbre. 30 mino ) 1'60 La serie temporal de dirección del viento está representada en las figuras que van desde la 5.1-33 hasta la 5.1-48. Observandolas atentamente vernos un comportamiento diferente en el periodo Junio-Agosto que en el resto del año. En general, las direcciones que se presentan a 10 163 año son la N, NNW, y largo de todo el frecuentemente la NNE. En los meses comprendidos menos entre Enero y Abril, inclusives, surgen con relativa frecuencia vientos del segundo cuadrante (de procedencia africana). En Mayo, la aparición de Astn~ e~ menor y yR a partir de Junio hasta. Agosto, desaparecen por completo, para volverse a registrar con cierta frecuencia desde Septiembre hasta finales de año. La representación determinar con cierta que hemos comodidad la adoptado permite persistencia del viento (50), es decir el tiempo durante el cua 1 el viento sopla constantemente en un sector determinado. Este concepto fundamental en Oceanograf1a puede ser determinado a partir de estas representaciones de forma muy cómoda.. Como ejemplo de 10 anteriormente dicho exponemos en la tabla 5.1-2, la persistencia máxima expresada en horas y su correspondiente bisector. 164 MES PERSISTENCIA BISECTOR Enero 43 NNW-N Febrero 53 N-NNE Marzo 43 N-NNE Abril 66 NNW-N Mayo 102 NNW-N Junio 196 NNW-N Julio 195 NNW-N Agosto ·86 NNW-N Septiembre 80 , - NNW-N Octubre 57 , N-NNE +"-- :"ioviembre 60 NNW-N Diciembre 37 NNW-N TABLA 5.1-2 Si estudiamos conjuntamente las series temporales de velocidad media y dirección del viento, entendemos más claramente su comportamiento. En general, cuando los vientos que soplan son los reinantes (provenientes del Norte) las velocidades medias registradas nos indican que son aproximadamente del orden de los 6-8 mis, y cuando el viento es del segundo cuadrante, su intensidad disminuye, siendo vientos débiles de velocidades del orden de 2-3 mIs. En 165 el periodo Junio-Agosto, la época en que soplan los alisios como hemos dicho ya, los vientos aumentan su velocidad, 9 Y 11 mIs. teniendose como valor medio aproximado entre Continuemos con las series temporales de la temperatura (fig. 5.1-49, ... ,5.1-64). Hay que indicar que en la cinta Ell0787, 105 canales de temperatura y prps;nn fal1Rrnn antes que 109 que registran la velocidad y direcci6n del viento, por 10 que el registro de esas variables finaliza el dia 4 de Agosto. Resumirnos en la tabla 5.1-3 los valores méximos, mínimos y medios le la temperatura y la presión, para cada uno de los Ineses del estudio. Estos se han representado gráficamente en la figura 5.1-65. Observamos un comportamiento similar para las series de temperatura mínima mensual y media mensual a lo largo del afio de muestreo. Los primeros meses del afio se caracterizan por una temperatura muy similar, a partir de Abril aumenta gradualmente hasta el mes de Septiembre en que se registran ¡os valores superiores de las temperaturas mínima y medias mensuales y posteriormente continua con una lenta disminución. En cambio, la temperatura máxima mensual se comporta de manera diferente. En el transcurso del año presenta unos altibajds más acusados en unos meses que en otros, asi Septiembre tiene un valor muy elevado, 166 el registro igual que de el correspondiente a ~arzo, que es una temperatura calurosa para el mes citado. Este puede deberse según observamos eil la figura 5.1-35 de la serie temporal de dirección del viento en Marzo, que corresponde con la penetración de aire africano (más cálido) en las Islas. La temperatura mínima registrada en el afio corresponde al mes de Diciembre (13'49 0 el y la máxima es en Septiembre (35'06 0 C), 10 que resulta una oscilación extrema de 21'57 0 C. En cuanto a la temperatura media del mes más cálido (Septiembre) con 22.9qo e y lA riel meR m~s frío (Febrero) con 17'55 0 e, dan una oscilación entre ambos de 5'44 0 C. En cuanto a !a oscilación media diurna es generalmente menor en los meses de invierno que en los de verano, observamos en las correspondientes gráficas. tal como En resumen podemos decir que el clima en la zona de Taliarte y durante el año 1987, corresponde a un invierno templado. con unas temperaturas mínimas moderadas y unas máximas suaves; los veranos son más calurosos, con valores altos. aunque no frecu~ntes,como máximos y los mínimos ligeramente suaves. En esta estación se suelen registrar valores altos de temperatura por las noches. Las series temporales de la presión atmosférica, 167 expresada en milibares, para los meses en que se registraron datos las tenemos desde la hasta la 5.1-81. Al igual que hicimos en representamos en la figura 5.1-82 figura 5.1-66 la temperatura, las series correspondientes a la presión mínima, por meses, para el año de muestreo. media y máxima, La variabilidad de In presión atmosférico en el transcurso del año es pequeña, por ejemplo para la presión media mensual la diferencia entre el menor valor (Septiembre) y el máximo (Febrero) es de aproximadamente de 9 mb. En general, observamos que es en invierno cuando tenemos las presiones más altas, coincidiendo con la presencia en la zona del anticiclón de Azores, tal como comentamos anteriomente. Tambien en esta época se registran las presiones mínimas ahsnl11tas, rl~hirlas a IRs borrascas Canarias·, que desde el Atlántico Norte llegan 168 a FECHA T ]l1n, ( OC) T !Iledia (OCl P ~1D, ímbl : P !Ileéia ímb) , P llíjI, (mo) Ene, (13-31)' 15'181~ 1B'01781 21'5245: 99~'5425il003'9557 1013'4509 1 i i Feor, (1-28) i 12,'7732 17'55281 25'0644¡1001'l80511009'541411016'06591 ~arz. (Hill 15'4635 , i Abri i (2-30 l i t6'!22ii : 17'0658: re'58l;! i 'Junio (;-14) ¡ 18'3895 !B't056, 2I'6CB3i ¡ 7' 538! i ! ¡ ¡Dicb. (1-27)1 13'4920i :8'7164\ ! i ¡ í , . , 28'0505 I 992'9332:1005'~156¡1015'2613i . ¡ I 24'1056i 996'1517!1004'4497!1011'2440! 23'9!341 999'9736 1 1005'780711008'82 •• ¡ , ¡ 1 25'833J! 990'J182i¡004'6933!¡OlJ'65211 ¡ I 1 24'2009 1 991'927411003'346311010'83591 ¡ ; i 1 TABLA 5, :-3 Pasamos a continuación a comentar los resultados obtenidos desde la figura 5.1-83, hasta la 5.1-97, correspondientes a h{stogramas de la ve}ocidad media, con una anchura de intervalo de 2 mIs. 169 Durante tres últimos, los tres primeros meses del año y en los la distribución de velocidades es muy similar. En general, observamos que el máximo del histograma corresponde a velocidades pequeñas del viento, comprendidas entre 2 y 4 mis, teniendose un el primer intervalo (0-2 porcentaje considerable en mis). A partir de los 4 mis, los intervalos son de menor frecuencia, únicamente en Febrero y ~arzo, segundo pico en el histograma para se tiene un velocidades superiores (intervalo 8-10 mis). Este puede deberse a la influencia de vientos alisios, de velocidad mayor según comenta.bamos " que empieza.n desde esas fechas a dejars~ notar. Ya desde Abril hasta Septiembre, los histogramas presentan un aspecto diferente a los obtenidos en oLrus meses y recién descritos. El intervalo con mayor frecuencia corresponde ahora a velocidades superiores, normalmente se situa entre los 8-10 mis, e incluso en el mes de Julio (periodo del 11 al 31) está en el siguiente intervalo (10-12 mis). Observamos en estos meses. como el número de datos de intensidad inferior a 2 mis, va disminuyendo, leniendose en Julio que no se registran valores en ese intervalo. Los histogramas correspondientes a la velocidad máxima ut::l vlt::ulu se rei-'reseUldIl desde la figura número 170 5.1-98 hasta la 5.1-112. La anchura de los intervalos es la misma que en los histogramas de velocidad media. El comportamiento mensual de la intensidad máxima es análogo al descrito para la media: un periodo en el que el máximo se encuentra en los primeros intervalos, concretamente en el de 4-6 mis, y otra época (Abril- Septiembre) en el que el pico del histograma se ha trasladado a la derecha, mis. en valores de 10-12 ó 12-14 Poro lo dil"ección representemos los histogrcmes (~igs. 5.1-113 •... ,5.1-127), considerandose 16 sectores cada uno con una anchura de 22'5°. En éstos vemos más claramente los comentarios que hicimos en las series temporales de dirección. Los periodos de Enero, Febrero, Marzo y Abril (figs. 5.1-113, 5.1-114, 5.1-115 Y 5.1-116, respectivamente) se caracterizan porque existen más direcciones en que sople el viento con porcentaje considerable, que en los meses siguientes. En el mes de Enero (fig. 5.1-113), la dirección N es la reinante, seguida de la dirección NNW y la SSW es la dominante. En este periodo existen vientos procedentes de otras direcciones coa frecuencias bastante considerables como son la S (14'64 %), la SSW con un 11'49 % Y con un 11'26 % la dirección NW. Ya con 171 mp.nor frp.r.\lp.nr.; a ~e t:i enen vientos en el resto de las direcciones. En Febrero (fig. 5.1-114) el viento de dirección N ha aumentado considerablemente, y la dirección NNE también. con la N. La dirección reinante y la dominante coinciden Se mantiene con una frecuencia de 15'70 % la ~NW, mientras que disminuyen los vientos procedentes del S y del SSW. Durante e 1 mes de ;Vrarzo (fi g. 5.1-115) la direccian reinante sigue siendo la ~ y la dominante es del \NE. En conjunto el histograma de direcciones es similar al del mes anterior, ónicamente se incrementan ligeramente los vientos con componente E, NE, ENE Y E. En Abril (fig.5.1-116), los vientos reinantes y dominantes coinciden con las direcciones· del mes anterior. En general, el histograma recuerda al de Marzo, aunque ahora los vientos provenientes del N han aumentado su porcentaje de aparición y también. de manera menos evidente. ocurre 10 mismo en el s. aunque sector En la figura 5.1-117 del mes de Mayo, observamos que el viento reinante es del N. sector en el que coincide la dirección dominante. Respecto de los meses anteriores se produce un aumento de cerca de un 6 % en 172 la frecuencia de datos observados en la dirección N y en la NNE el incremento es de casi un 5 %. Estas variaciones se justifican con la disminución en los porcentajes registrados en el resto de las direcciones, para el mes de Mayo frente al de Abril, desapareciendo casi por completo direcciones tales como las S, SSW y SW entre otras. Los datos correspondientes al mes de Junio, para los dias comprendidos entre el primero y el 14, y entre el 25 y el 30, tratados en el histograma .de dirección se representan en la figura 5.1-118. La direccion reinante es la S y la dominante la NNW. Teniendo en cuenta la carencia de datos entre ambos periodos del mes, aún se sigue manteniend6 el gran porcentaje de la dirección N. En cambio la dirección NNW aumenta bastante considerablemente el número de registros, mientras que la KNE disminuye en casi un 13 % su frecuencia de nh~ervAcinne~. R~ decir, pArece que en Junio se produce un ligero cambio en la dirección del viento respecto de los meses anteriores: seguimos con la dirección N como reinante pero influyen considerablemente los vientos que proceden del NNW. Para el mes de Julio representamos las histogramas de dirección en dos gráficos. El primero (fig. 5.1-119) es el correspondiente a los nueve primeros días en el 173 que la cinta de grabación es la E250687 y 30 minutos ~s el intervalo de muestreo. El otro periodo (11-31 de Julio) corresponde a la cinta E110787, en el que la velocidad de grabación de los datos es de 10 minutos y el gráfico correspondiente a estas fechas es el 5.1-120, pero en el que se han representado los valores de la dirección cada media hora. El aumento que se produce en el porcentaje de la dirección N es bastante notable, llegandose a un 67'41 % . La dirección NNW disminuye a un 26'13 % su frecuencia mensual. El resto de las direcciones tambien disminuyen sus porcentajes, teniendose incluso que en direcciones que anteriormente se registraban. en eL mes de Julio han disminuido por completo. Sólo se tienen vientos del N, NNE, NW y N~W, al igual que en los meses pasados la N es la dirección reinante v la dominante, la NNW. Para el mes de Agosto sólo se registraron datos de velocidades y direcciones en los siete primeros dias. El histograma de direcciones para este periodo es el que tenemos en la figura 5.1-121. En estos siete días la dirección reinante sigue siendo la N y la dominante coincide con ésta. Aún a pesar de los pocos datos registrados en este ~eriodo frente a los otros meses el histograma nos indica un comportamiento muy similar del viento al de loa mesea paa~d05: una presencia muy 174 importante de las direcciones N y NNW, y prácticamente nula en el resto. Los histogramas de dirección del mes de Septiembre se tienen en las figur~s 5.1-1.22 y 5.1-123. La primera corresponde a los nueve primeros dfas del mes en que la velocidad de grabación de la cinta es de 10 minutos, aunque los datos se han tratado cada 30. La otra gráfica representa el histograma para el resto del mes,y se han tratado a la misma velocidad en que se tomaron (60 minutos). El sector ~ es donde tenemos en Septiembre el viento reinante y el dominante. La distribución de direcciones que observamos en ambas figuras, nos indica que se produce una disminución del porcentaje en las direcciones N Y NNW, si comparamos con los meses de verano, ~demás vuelven a registrarse con cierta frecuencia vientos de otros sectores. Es decir que tenemos un comportamiento similar al del periodo Enero- Abril. En las figuras 5.1-124 y 5.1-125 representamos los histogramas para el mes de Octubre. En la primera tenemos los valores registrados cada 60 minutos, entre el 1 Y el 23, mientras que en la segunda corresponde a los cuatro últimos dfas siendo la velocidad de grabación, nuevamente de 30 minutos. El viento procedente del N se sigue manteniendo como viento 175 reinante y tambien como dominante durante todo el mes. La frecuencia del N ha disminuido, aumentando bastante el porcentaje en la dirección NNE y en otras. Si hasta ahora hemos encontrado ci~rta similitud en los histogramas que hemos comentado, no ocurre lo mismo con el de la figura 5.1-125, en el que tenemos unos dfas en que el viento tiene una clara componente S y direcciones cercanas, pero que no resultan significantes en el mes completo por lo cual podemos resumir diciendo que el mes de Octubre ~s similar a Septiembre. El histograma de direcciones para Noviembre es ei cppresentado en la gráfica 5.1-126. La dirección reinante cambia en este periodo a la NNW, y la dominante 8S la misma aún a pesar de haber- disminuido su frecuencia de uno manero muy importante. En cambio direcciones como la SSE, s, WSW, NW y NNW se registran en este mes de forma acusada. Finalizamos los comentarios de los histogramas de dirección con el de Diciembre (fig. el sector en el que sopla el 5.1-127). El NNWes viento con mayor frecuencia y la S, la dirección dominante. Respecto del mes anterior vuelve a aumentar el porcentaje de las direcciones N, NNE, NNW y NW, disminuyendo por consiguiente los registrados en otras direcciones. En resumen del año de muestreo en que estuvo la 176 estación en Taliarte. se observa la importancia durante todo el periodo de los vientos procedentes del N, existiendo además dos épocas diferentes tal como observamos en los datos del Instituto ~acional de Meteorologia en el Aeropuerto de Gando. El periodo Mayo- Agosto. en el que practicamente la procedencia de los vientos es del N y del NNW, y sectores cercanos con mucha menor frecuencia, v para el resto de las direcciones en que no se registran datos. Durante los otros meses del afto, aunque se mantiene el sector N como el correspondiente a la dirección reinante, ya es posible encontrar vientos procedentes de dirección. cualquier En la figura 5.1-128 se tiene representado el histograma de 16 direcciones anual. Hay que indicar que los datos registrados y tratados en el periodo del 9 de Septiembre al 23 de Octubre, son cada 60 minutos, a diferencia de los del resto del afio que estén tratados cada media hora. Esto lo hemos hecho así porque no es de esperar variaciones importantes en los resultados, si los datos en vez de cada 60 minutos se hubiesen obtenido a 30, a lo más existe una ligera diferencia en las frecuencias, pero el comportamiento del viento en el mes seria muy similar. Observamos en la representación la importancia de los vientos procedentes del N y del NNW, 177 así como del NNE. También para la velocidad media y máxima tenemos re~resenLddu lus currespondientes histogramas, para el año de datos (fig. 5.1~129 Y 5.1-130, respectivamente). En el primero observamos. que tiene dos máximos, uno situado en el intervalo de 2-4 mis y el otro en el de 8- 10. Para la otra representación, que también presenta dos picos. estos se han desplazado un intervalo más a la derecha de los recien citados. Los histogramas de la temperatura,. para cada mes riel afto de mue9treo en Taliarte, se representRn en lAS figuras comprendidas entre la 5.1-131 hasta la 5.1-145 inc!usives, y para el afio total el histograma es el representado en 5.1-146. Para la presión los histogramas mensuales son los representados en las figuras 5.1-147, ... , 5.1-161 , Y para todo el año es la gráfica 5.1-162. Las rosas de vientos, de 16 sectores y anchura de 2 mIs por intervalo, se tienen en el conjunto de figuras entre la 5.1-163 y la 5.1-177. En las rosas, seguimos observando la diferencia en las dos épocas del año en cuanto a la dirección en que soplan los vientos, y --" además relacionado con la intensidad. En general, se aprecia que los vientos procedentes de la dirección 178 reinante y de las cercanas a ésta, son vientos con intensidades mayores que el resto de las direcciones, siendo éstos de velocidades bajas (unos 3 ó 4 mis, aproximadamente). De forma análoga a como se desarro 11 ó el tratamiento de los datos de viento del Instituto Nacional de ~eteorologia, para el emplazamiento de Gando, continuamos con las representaciones gráficas de la curva de distribución de la velocidad del viento para cada uno de los meses y para el afio de 1987, referidas a la estación meteorológica instalada en Taliarte. Estas son las figuras numeradas desde la 5.1-178 hasta la 5.1- :91, correspondiendo esta úítima a la gráfica del año de muestreo. Si las estudiamos detenidamente hay una clara diferencia entre ellas, en su forma, referido al mes que se trate en la representación. Asi observamos que los meses comprendidos entre Enero y Septiembre y Diciembre, las curvas bimodales, unos meses más grande el Abril, y entre son en general pico de menor intensidad y otros en que ocurre al revés. en el periodo intermedio (Mayo-Agosto) la Mientras que función de densidad presenta un ~nico modo. Tal diferencia en el aspecto de la curva concuerda con el hecho ya comentado de que en g~neral, ld~ funciull~~ üe [r~cueIlcia. üe la. 179 zona en que se está trabajando, están especialmente afectadas por los vientos provenientes del N y éstos son de intensidad mayor que los que proceden de direcciones "residuales fl que se caracterizan por ser de menor velocidad. Así en el periodo eminentemente de alisios, en que ya comentamos la casi nula incidencia de vientos en cUdIquier oLrd ll.irecciólt, Id [ullclúu de deuslddd está gobernada por aquellos, que son vient6sde velocidades alrededor de los 8 Ó 9 mis. Mientras que en los otros meses, en que sí existen vientos en cualquier dirección, aunque siguen siendo más importantes los del Norte, se ti¡:mA Imi'! r.nmpn¡;¡ir.ión c:lA vAlnr.iñac:les provenientes. una distribució~ de los vientos N y otra de los vientos en otras direcciones. Dependiendo de la frecuencii de éstos en el mes, el primer pico será mayor o menor que el segundo. En definitiva podríamos imaginar que cuando los vientos alisios están totalmente definidos eliminan o "barren", con su alta persistencia, al resto de los posibles vientos que provienen de otras direcciones r.uya persistencia está muy limitada por la propia configuración del anticiclón. La figura 5.1-191, en que se tiene la función de densidad para el año completo, vemos que lógicamente según lo expuesto anteriormente, es bimodal.Un pico de la función se centra en la velocidad de 3 mis y el otro en los 9 mis. 180 En 5.1-205 viento. las figuras comprendidas entre representamos los regimenes es decir la función de la 5.1-192 Y la escalares del distribución o acumulativa, para cada uno de los meses del año en que se tomaron datos. En general. a exepción de algunos puntos correspondientes a velocidades altas, el ajuste que se tiene para el régimen escalar de velocidades es bastante bueno. La figura 5.1-197, correspondiente a íos días registrados de Junio, muestra como a velocidades superiores a los 14 m/s,se alejan los puntos de la recta de ajuste del rC:15iJII<::ll. E~Lu !lli~lIlu ucurre eH el periodo del 9 al 30 de Septiembre (fig. 5.1-201) , debido a una mayor dispersión de los valores a dichas velocidades. En la figura 5.1-206 se tiene el régimen escalar de velocidades correspondiente al año completo, obtenido a partir de los resultados de los diferentes meses. Los regímenes direccionales que hemos representado son en las dos direcciones en que se tiene un mayor porcentaje de datos: la N y la NNW. En primer lugar, los regímenes en la direccion N se tienen en las gráficas desde la 5.1-207 hasta la 5.1-219, para todos los meses del año de-o muestreo. El ajuste de los puntos a las curvas del régimen suelen ser bastante buenos; únicamente las exepciones del mes de 181 Junio y la segunda parte grabada del mes de Septiembre, para velocidades altas, tienen una mayor dispersión. El régimen direccional N, para el periodo del 28 al 31 de Octubre, no se ha representado, ya que en esta dirección existen pocos datos comparado con las frecuencias del resto. La figura 5.1-220 es la representación del régimen direccional N para 1987. Tambien aquí hay una cierta dispersión de puntos en las velocidades altas, y que incluso no aparecen en el gráfico por es~ar fuera de la escala. Para la dirección NNW tambien hemos representado el régimen direccional para cada uno de los meses (figs. 5.1-221 a 5.1-233) y el anual (fig. 5.1-234). Para ellos se tienen. por regla general buenos ajustes. Aparte del mes de Junio, al de Octubre le ocurre algo similar: a velocidades altas. los puntos representados se alejan considerablemente de la curva de ajuste. Para el régimen direccional (NNW) del año 1987, el ajuste se observa que es bueno. Para todos los regímenes representados hemos calculado el coeficiente de correlación de la recta ajustada así como el error típico dela estima, valores que resumimos a continuación en la tabla 5~1-4. 182 R. escalar R. J. iN) R. D. (NNWl ¡ ?ERIODO !'! Syx r SyI !' By! , , ' ;EnBfo (13-3111-ü'9775! 0'8429:-0'9908) 0'5404 -0'9872: 0'5448 ! I ! : :Febr. 11-28)!-O'998Li O'2067 i -il'9614! G'9399 -0'9960\ 0'3060 , " I !Marzo (1-JII!-ü'9964! ü'2855!-Ü'9B?3! 0'5422 -0'981D) O'775~ , o : Abrí: :1-30):-0'9926' 0'4855;-v'97531 0'8334 -D'997')! 0'2636 ¡ : i : :~avo , o (!-3111-0'98581 J'5739!-}'9633: 0'9167)-0'9935 ¡ 0'3886 , o " o hníc ¡ ¡ : (l-!I1, 25-30!!-O'9m! 2'32191-0'92341 2'42031-0'9293; 2'j354 o o , i Jt i i o! ¡ ¡ ¡ :11-9, ::-31)I-D'9671; 0'86841-0''1521; 0'532l!-O'97571 O'7486i : ' • , ! • ; :AQ"ostc d-71:-D'Q3ci9¡ 0'0888;-0'9640; ]'752:i-o'qm; 0'6106; i i i : : (:-9l 1 '}'9931i 0'~003¡-')'9715¡ 0'67041-0'9966: 0'27 0 5: , , U:,,, i:-m;-lj'9627¡ :'h04!-O'97:0" [':1331-0'960;:1 !'2800i o , r28-111H'9346 I'Ú48! --- --- i --- --- i i "f! :Hovb. (1-30) i_ Ü '931B! 1 '8739 :-0'9692 i 0'9853 i-O'95711 1'4955 i r ,:, 1 I ¡Dich. (l-27l:-O'9IL42!l'3177!-D'9855-! 0'5802i-o'98231 O'6393[ l ' l' i I : I ' 1" o , , i ¡9a7 ~-O'91341 2'5739i-o'91941 2'48821-0'91771 2'51171 jI! ¡ ¡ ! 1 TABLA 5.1-4 Como resumen final diremos que las características más importantes detectadas a 10 largo de}-afto son las siguientes: ~ Hay una periodicidad diurna correspondiente al 183 efecto brisa, disminuyendo en los meses con fuerte predominio de los alisios. '" La temperatura y 1 a presión condicionan fuertemente el efecto brisa. '" Los vientos reinantes son claramente del Norte en todos los meses del afio, excepto en Noviembre y Diciembre, que son NNW. '" La segunda dirección prefer~ncial, muy baja respecto a la reinante es la NNW, excepto en Noviembre y Diciembre que es la N. '" La persistencia de los vientos es muy alta, su unidad Se puede considerar eri dias. '" Por lo que respecta al viento podemos considerar dos estaciones claramente definidas, la correspondiente d los alisius UOmil1dutes y de muy alta versisteucia. (Junio, Julio, Agosto y Septiembre) y la correspondiente a la de dirección N más otras superpuestas. '" Los vientos procedentes del Sur son de baja persistencia aunque pueden tener altas velocidades. Para finalizar este apartado correspondiente a los resultados meteorológicos, comparemos los obtenidos por la estación instalada en Taliarte con los datos del Observatorio de Gando y que ya tratamos en el capitulo anterior. Nos centraremos en los resultados de la intensidad 184 y dirección del viento para el ado de muestreo en Taliarte y el año calculado a partir del periodo 76-85 de registros de Gando. observamos que existe una pequeña diferencia entre ambas series. Para la primera serie de datos, tenemos que son los· vientos procedentes del N los reinantes y la dirección NNW como segunda dirección principal. Mientras que en Gando la dirección reinante es la NNE seguida de la K. Si atendemos a la dirección del viento durante el transcurso del año, la coincidencia es total. Tal como hemos dicho existen prácticamente dos épocas claramente diferentes, los meses comprendidos desde :inales de Septiembre hasta Marzo y por otra parte los meses de Abril, Mayo, Junio, Julio y Agosto. Estos últimos corresponden a la época en que soplan los alisios sobre las Islas Canarias (vientos ~drd~L~ri~Li~u~ pru~~d~"tes del NNE) caracterizándose, además, estos meses por la ausencia casi absoluta de vientos de otras direcciones. Para el resto del año, aunque siguen siendo importantes los vientos procedentes de sectores cercanos al N. la aparición de otras direcciones es un hecho bastante común. La diferencia existente en cuanto al comportamiento global del año puede justificarse en 185 parte por laG características orográficas tan importantes en las Islas, sin olvidarnos que los sectores con los que trabajamos tienen una anchura de 22'5Q, por lo que puede existir cierta falta de precisión en las medidas del Observatorio de Gando, dado que los datos se dan por sectores y no por su dirección en· grados. En cuanto a la velocidad del viento, observemos la figura 5.1-235 en la que representarnos la curva de frecuencias de la intensidad para el año de registro en Taliarte. La representación que resulta es Limadal, <.;OIl un pico centrado en la velocidad de 3 mIs y el segundo, de mayor frecuencia. en 9 mis. Esto difiere ligeramente de la representación que teníamos para Gando (fig. 4.2- 47) que sólamente tenia un modo en 9 mis, aunque en el intervalo cuyo valor central es 3 mis. parece empezar a formarse otro pico. Esta diferencia puede justificarse si tenemos en cuenta que la velocidad de muestreo en ambas series es distinta. En general, en los datos de Taliarte el intervalo es de 30 minutos, mientras que los registros de Gando son cuatro al dia (1, 7, 13 Y 18 horas), por lo que se puede estar encubriendo las velocidades más bajas. En cambio, la curva que hemos dibujado considerando las direcciones principales (la que llamamos suma) tiene un·comportamiento muy similar, 186 con un único modo en 9 mis. Para la "residual" ocurre algo parecido, en ambos casos corresponde principalmente- a vientos con velocidades bajas, aunque es más importante en Taliarte (20'93 %) que en Gando (11'21 %). Ter:ninamos la correlación entre ambas series de vientos, con el estudio de los regímenes. En la figura 5.1-236 representamos de manera conjunta el régimen escalar de cada uno de los diez afias que tratamos en Gando. Hemos ajustado los diez afios de datos, resultando la recta representada en la gráfica 3.1-237. Los niveles de confianza asociados a cada valor medio de los diez datos se representan sobre esa misma recta, una vez que se han ajustado mediante el test de Student. El régimen escalar de Taliarte para 1987 es la línea de trazo discontinuo de esa figura. Observamos que en una primera aproximación el régimen de Taliarte entra en el limite de confianza de Gando, por 10 que al nivel de probabilidad del 95 % podemos admitir que ambos regímenes no son significativos. En la figura 5.1-238, representamos los' regimenes direccionales de Gando y Taliarte, el ligero desajuste que se observa en las bajas velocidades queda justificado realizada. por Hemos la interpretación representado sólo -anteriormente el régimen direccional del norte por ser el de mayor frecuencia en 187 ambas series. El resto de las direcciones de frecuencia mucho menor no 10 hemos representado por considerarlos no correlacionados y opinamos que ésto es debido a que las distribuciones no son comparables por la gran diferencia en el n~rnera de observaciones. 5.2.- Corrientes. Tal como describíamos anteriormente en lo referente a las campafias de toma de datos, el registro dé los datos de corrientes mediante los correntimetros autónomos pasó por varias vicisitudes debidas a causas ext e:r:-na s en '3 i . Por d~chas razones no se pudo instalar d\)r,~ntE~ <1n cUlO completo el aparato, tal como era iniciaimente nuestro deseo. Así pues, los datos de (:orr1,~ntes (je los que disponemos son los registrados en los fondeos que se han hecho en Mayo de 1986 y Junio de 1987. Veamos a continuación los resultados obtenidos tr"as el procesamiento de los datos. La primera instalación del correntimetro fue el 14 de ~ayo de 1986 en la posición dada por las coordenadas siguientes: Latitud: 27° (59'2)' N Longitud: 15° (21'5)' W El punto elegido tiene una profundidad cercana a los 60 metros y la del fondeo fue de aproximadamente 40 188 metros. La lectura de la cinta de grabación (C140586) una vez que se recuperó el aparato v se trataron los datos, nos indicó que hacia el 24 de Junio fue cuando se produjo el que la red atrapase ai aparato impidiendo posteriormente su recuperación. Dado que lus medidos de dirección y velocidad de la corriente quedaron afettadas a partir de este hecho, el tratamiento de los datos de esta primera cinta Gnicamente consideramos datos válidos hasttl el d!a 23 de ese mes. El intervalo de grabación en ese primer fondeo fue d(~ 30 :líirutos, resultando que de los 4091 datos que conti.er:e ~a cinta. los prime::'os 1953 corresponden al perIodo citddo. üna vez procesados y tratados estos datos, y dado que el periodo de grabación de las otras series tp.mporfllp.s dp. corrip.ntp.s P.S dp. un mes, indicamos aqui -para poder contrastar mejor los resultados este mismo intervalo temporal, considerando los treinta días comprendidos entre el 15 de Mayo y el 13 de Junio (1440 datos). Además, de los cinco canales de grabación discutiremos solamente los resultados relativos a la intensidad y dirección de la corriente, porque en los otros fondeos fallaron los registros de estos canales 189 según hemos indicado. Para una mejor visualización gráfica de las series temporales de ambas magnitudes de la corriente, hemos dividido el período total tratado en tres. E 1 primero corresponde a las fechas entre el 15 y el 24 de Mayo, el segundo entre el 25 de ~ayo y el 3 de Junio, y por ~itimo al periodo entre el 4 y el 13 de Junio. fn las gráficas 5. 2-1. 5. 2-2 Y 5. 2-3, representa.mos las series temporales de velocidad de la corriente para cada uno de los tres periodos. El origen del eje de intenGidadcs es el cero (valor que no se registra en la grabación porque el umbral está en 1'1 crll/s,) It m:,smos v el valor m~ximo de esta escala es 40 cmjs (los limites en todas las series de intensidades), resultando que por imposición de la subrutina de dibujo, un centimetro de la escala de velocidad corresponde a 3'64 cm/s. Observamos que en general las velocidades son pequefias (la velocidad mínima registrada es de 1'20 cm/s el día 6 de Junio), y que en los días cercanos al 25 de Mayo se registran los valores más altos del periodo (25'18 cm/s, el 26 del mes). En estos dias no s6lo la velocidad media su máximo valor s ino que se tiene -- las alcanza mayores variaciones entre la velocidad minima y máxima diarias. 190 La velocidad media calculada a partir de los 1440 datos registrados resulta de 6'12 cmjs y la desviación 3'81. Este alto valor que presenta la desviación está en parte justificado por ser corrientes preferencialmente de mAreRS y por consiguiente estarían relacionadas con la media y desviación de la carrera de marea, es decir con los propios coeficientes de marea en esa época. corriente se presentan en las figuras 5. 2-4, 5. 2-5 Y 5. 2-6 primen:l Dara los mismos periodos de tiempo. En una impresión de estas sertes, hay periodicidad en ele ¿frección, unas veces més claramente lo que si se observa es una predominancia que de ,jirecc::ones en 105 sectores :\E, E:'-JE Y por otro lado, aunque menos definido, las corrientes dirigidas hacia sectores cercanos al W. Estos resultados conjuntos de intensidad y dirección de la corriente nOD hace pensar en quc a lns profundidades del fondeo las corrientes son preferencialmente de tipo periódico originado por la ma~ea. Para confirmar esta posibilidad contrastamos esta serie con los registros del mareógrafo, instalado en esa misma época a muy poca distancia del correntimetro como quedó indicado en la figura 3.3-3. Los resultados gráficos de la curva de ciarea y de dirección de la 191 corriente mostraban una fuerte coherencia entre las direcciones asociadas a la entrante (NNE, NE ,v ENE), mientras que en vaciante la correspondencia con direcciones cercanas al SW. -no era tan clara, teniendose incluso direcciones del ~E y otros próximos. Es decir la entrante est~ claramente definida en permanencia, mientras que ld vaciante queda limitada en ciertos casos a insta~tes muy definidos. Las series de velocidades tienen también su p.xpl~ci.l.ción. Durante los dias que se registran las ve'octdades reás grandes. los coeficientes de marea son del pericdo y para las otras los f=8eF.:(;:entes S8n sensiblemente inferiores. aunque como P.S j,jgico existen ciertos desfases. Estos hechos ponen de lllflId Fiesta que puede existir una corriente, más o menos pérmanente de dirección ~orte, que en el caso de vaciante debe ser sobrepasada, menor definición de ésta. lo cual justifica una Estos resultados anunciados aquí, se tratarán más detalladamente en el capitulo siguiente, donde describiremos también el tratamiento espectral que hemos aplicado. En las tres figuras siguientes (5. -~-7, 5. 2-8 Y S. 2-9)~ tenemos repfesentada la serie vectorial de las corrientes que nos dan una idea de como va variando el 192 vector de la corriente con el tiempo. Respecto del histograma de intensidades que representamos con una anchura de 3 cmjs (fig. 5.2-10), observamos que presenta un modo ~nicamente en el intervalo de 3-6 cm/s, resaltando la importancia de las bajas velocidades tal como comentabamos en la serie tempora l. El histograma de direcciones (fig, 5.2-11) nos r(~ilf irma lo comentado anteriormente. distl"ibuciones que se tienen son típicas de Las las corrientes de marea. Para la entrante las direcciones ~sociadas son la,NE y la E~Er y para la vaciante los sectores K, v'iN\·;. En nuestro caso ambas están claramente descompensadas en frecuencia. o que equivale a decir en tiempo. Así en el i~tervalo temporal que estamos tratando. las corrientes asociadas a la entrante son ctproximadamente el 61'10 % del tiempo y a la vaciante el 38'90 %. Estos va10rcs so descompensan aún mán en las figuras en que se representan los histogramas de direcciones correspondientes a la instalación del afto siguiente, en que tenemos para la entrante un porcentaje aproximado de un 73 % frente a un 27 % de la vaciante. Este desequilibrio puede quedar. en principio, justificado si se admite una corriente cuasi permanente en la dirección N. 193 A partir de estos resultados, podemos obtener para cada carrera de marea. el porcentaje medio de datos que se tienen en entrante y en vaciante. Los resultados para la primera instalación correspondientes para una carrera de rnflrp.fl. ~on de 7'33 horas para la entrante y de 4'67 para la saliente. La rosa de corrientes 5. 2-12) nos muestra es en dirección XE ~ la dominante es una corriente dirigiaa hacia el E~E. _a descompensación C¿ll e d a e Lu' <:t ~íl e n te p u e s t a d e m a ni f i e s t o . En el tratamiento de los datos de corrientes suele S~2r f:'8C,J.ente :a representación de ;as componentes (u,v) . .... ;.n':enS1CélO. Tal representación 85 lo que llamamos 'diagrama polar de corrientes" y que para el período que 8stamos tratando 85 el representado en la figura 5. 2- 13. ~ partir de la nube de puntos y por el método de mínimos cuadrados calculamos la recta de ajuste a dichos puntos con el fin de pasar de trabajar con las componentes u y v de la corriente, a las componentes longitudinal (sobre la recta de ajuste) y la transversal (perpendicular a la anterior). El ángulo que se indica en ese mismo gráfico, es respecto al eje EW y es el que resulta del método de ajuste que se ha tratado, 194 resultando la dirección principal la ENE. Este método nos permite trabajar con las series temporales en la. l1ireccióIl luugiLut..1iIlt:d y trdn~ver~dl (figs. 5.2-16 Y 5.2-17), por comparaoión respecto a las series temporales en dirección ~-S y E-W (figs. 5.2-14 y 5.2-15) se podrán deducir las posibles distorsiones sufridas por las componentes. En el fondeo de 1987, y en la misma coJumna de ague 58 ~nstalaron dos correntímetros profun.didades aproximadas de 20 y 40 a m, las según f i C' él f(! en t e p n 1 él fi gllrA .1 .. 1-1.1. T.A il1si:dld:~i.on se lIevó a cabo en la misma zona que el año anterior. par Lo que id profundidad de ~icho pu~to es de cerc,:¡ de i.!nos 60 m. La fecha en la que comenzamos a grabar datos fue el 23 de Junio para finalizar el 22 de Julio. Para este fondeo el intervalo de muestreo de los datos es de 10 minutos. Comentamos a continuación los resultados gráficos correspondientes a las series temporales de correntímetros. ambos Análogamente al tratamiento gráfico-que acabamos de ver, hemos representado las series temporales en tres partes. simplemente porque corno el número de 195 observaciones es tan grande. se nos permita una mejor visualización de 105 resultados. Para la primera parte representam6s los datos entre el 23 y el 30 de Junio. en el segundo son los dias comprendidos entre el 1 y el 11 de Julio y finalmente en una tercera representación los días del 12 de Julio al final de la grabación. Para la cinta de grabación C230687-20 m. tal como indicamos la profundidad es de 20 m. En este caso el n limero de es t os grabados es de 4179. La serie temporal de la velocidad de la corriente lo tene:nos en lds figu:tó;:; CUll luo UÚlll~L·U~ 5.2-18, 5.2-19 y 3.2-20. La escala elegida para este representación es la misma que para las series de intensidad del afio 86. es decir de f) a 40 cmjs y se hará igual para el otro correntimetro. A primera vista observamos que las velocidades absolutas son mayores que las registradas en el afio anterior, 10 cual no nos debe extrañar ya que estamos a una prorunqidad menor que entonces y puede ocurrir que estemos registrando las corrientes de viento !:iuperpusbtas a las típicas de marea. La velocidad media durante este periodo de muestreo es de 10'12 cm/s siendo 6'90 la desviación, los citados. valores sensiblemente- superiores a 196 Las velocidades mayores se registran entre el 9 y el 12 de Julio, exactamente el dia 12 con una velocidad de casi 0'8 nudos (38'92 cm/s), mientras que l~ minima registrada corresponde al umbral. Esto es lógico, puesto que ese día es el de mayor carrera de marea del mes (0'94) y muy próximo a la máxima del año (1 , 09) en Septiembre. Respecto al mínimo corresponde a las estoas que cuando son de altas carreras de marea suelen presentar los minimos de los mínimos ya que quedan mucho mejor definidas en el tiempo. Por otra parte en la figura 5.2-20 se observa que a partir del dia 12 hasta e .!.. 1_ 9, es decir en régimen de marea descendente, la. intensidad de corrientes va disminuyendo ~)a'-lla+:j:h!:!~ellte.:"'Í2.entras q-ue ocurre lo contrario en el l}f?r~od() i~1;nHci.jdtamente ilr.terior (fig. 3.2-19) entre los d:i_d.S iJ. Y 1.2 de Julio. dOllde el régimen de mareas de tipo ascendente queda reflejado en las corrientes. Este hecho nos vuelve a confirmar la gran influencia que tiene la marea en la resultante general de la circulación en nuestra zona de estudio. Para la dirección de la corriente (figs .. 5.2-22 Y 5.2-23) representada en las mismas un comportamiento similar al 5.2-21, fechas, del año observamos anterior, lo que parece indicar que a esta profundidad las corrientes rotatorias siguen siendo importantes. 197 Si atendemos a 10 que ocurre en un periodo de doce horas, en general tenemos durante las seis primeras, corrientes hacia el NE aproximadamente y posteriormente, en las seis siguientes se produce un cambio brusco, que puede ser en sectores comprendidos entre el SW y el ~w con muchas fluctuaciones reg"i strarse algún dato y que, incluso en direcciones del llega a :\E. Esto vuelve a inclinarnos a pensar que existe una corriente permanente en dirección N,NE cuyo efecto se superpone a la de marea. Esta corriente deforma las elipses puras de marea, y esta deformación provoca una distorsión en la saliente. Las direcciones de sectores ~NE, :\E Y ENE correspondientes a la propagación de la onda de marea en entrante, y ld~ cUIT.ieIlLe~ dirigida.s ha.cia sectores cercanos al W que corresponderían a la marea vaciante, mucho me~os definida que la llenante. El vector de la corriente, lo representamos para períodos de siete días. El primero (fig. 5.2-24) correponde a los días comprendidos entre el 24 y el 30 de Junio. Los siete primeros días de Julio aparecen en la figura 5.2-25 donde se aprecia claramente la descompensación entre la entrante y vaciante anteriormente vista. En la gráfica siguiente (fig. 5.2- 26) , lenemos el periodo entre el 8 y el 14 de Julio, y 198 finalmente. los siete últimos días en la figura (5.2- 27) . Observamos en estas gráficas con mucho mejor detalle 10 recien comentado. En 1 as sei s horas correspondientes a la fase de entrante de la marea, se tiene siempre unas intensidades mayores que en las seis horas posteriores o anteriores (caracterizadas por corrientes débiles). En cuanto a la dirección, en estos seis horas es en los sectores enunciados y en las seis siguientes (correspondientes a la saliente) es mucho más va.riable. En las dos ricas siguientes tenemos los ~listogramas de velocidad v dirección (figs. 5.2-28 Y 5.2-29. respectivamente). Para el primero, la anchura de intervalo es de 3 cm/s, de forma análoga a los otros histogramas de intensidad de los correntimetros. Aunque con menor frecuencia que en los datos de la cinta C140586 para el mes que tratamos. seguimos manteniendo unos intervalos de velocidades bajas (3-6 cm/s) como único pico de la distribución de velocidades que resulta en el período. En cambio velocidades la cola derecha de esa distribución alcanza superiores, estando por tanto más amortiguada. Al igual que en aquel histograma. en ambos la velocidad media es mayor que la moda por 10 que resultan tener un sesgo positivo. Si consideramos el 199 valor central del intervalo de mayor frecuencia como la moda y según el coeficiente de sesgo de Peareon definido en el apartado anterior resulta para este período un valor de 0'81, y para el período tratado del año anterior era sensiblemente inferior (0'43). En el histograma de direcciones (fig. 5.2-29), tenemos representado gráficamente los resultados anteriormente indicados. La dirección reinante es en este caso la NE y la segund.a principal la NNE, con muy poca diferencia una de otra en cuanto a sus porcentajes. ~as direcciones consideradas en la propagación de la onda de marea como salientes (SW y cercanas), no son tan ~recuentes como las de entrante, como habíamos indicado ya. En particular para esta serie temporal de corrientes el purcentClje de ddtu~ en eulré1ule 74'30% mientras que para la vaciante es 25'70%. En una carrera de marea, hemos calculado el número de horas por término medio que tendremos resultando para la entrante 8'92 horas y para la vaciante 3'08. La rosa de corrientes (fig. 5.2-30) nos da cuenta de manera conjunta de la intensidad y dirección del vector velocidad de la corriente. La dirección asociada a la corriente dominante es la NE, que coincide para este caso con la reinante según deciamos. Finalmente, el diagrama polar representado para la 200 serie temporal de este correntímetro es el que tenemos en la figura 5.2-31. cuadrados tiene un La recta ajustada por mínimos ángulo de inclinación de prácticamente 38°, en sentido antihorario y medido respecto de la dirección E. que nos indica que la dirección principal está en el sector ~E. Al igual que representamos para la serie de datos del correntímetro del año anterior tenemos en las gráficas siguientes (figs. 5.2-32 Y 5.2-33) las series LeJJlpUI'dle~ ue Ido CUIIIl)UIlenleo: ~-S y E-W n::bJ:Jeclivdlllenle. También tenemos en las figuras 5.2-34 y 5.2-35, las representaciones de t.rd.nsversal, obtenidas dirección principal. las series longitudinal a partir del ángulo de y la El otro correntimetro instalado en esa misma época y con la misma cadencia de muestreo, a la profundidad de 40 m (C230687-40 m) es el que tratamos a continuación. Las series temporales de velocidad y dirección las hemos repre~entado en los tres períodos que indicamos en el tratamiento de la serie de registros de corrientes de 20 m y con las mismas escalas. Las primeras (figs. 5.2-36, 5.2-37 Y 5.2-38) indican un comportamiento muy parecido representadas para la profundidad de 20 201 a m. las Las velocidades máximas de la serie para los días comprendidos entre el 9 y el 12 de Julio, en este caso el día 9 (33'30 cm/s) y la mínima que corresponde al valor umbral que se registra con el aparato. La velocidad media del período total de grabación es de 10'53 cmjs y la desviación 6'56. Vemos que este valor medio del conjunto de datos registrados es ligeramente mayor que el correspondiente a los 20 m. Esto aunque en un prinicipio puede parecer extrafio, in t ent a l~effiOS explicarlo en función del modelo de corrientes que proponemos en el capitulo siguiente. series temporales de la dirección para los t :r:- p s ; ,lt e r v él. los re p r e s en t a el o s (f i g s . 5.2-39, 5.2-40 Y 'S.2-.é¡.1) ¡:os muestran en una primera observación visual lo mismo que las series del correntímetro fondeado a 20 m, es decir que las corrientes a esta profundidad se deben principalmente a las mareas. Aunque en este periodo de 1987 no tenemos datos del mareógrafo en Taliarte, si podemos decir que según sabernos (3.5) 1 a propagación de 1 a onda de. marea es desde el Sur hdCid el NurtC' y cuauuu llega él contornear las Islas se produce una pequefia desviación horaria que hace que la propagación sea hacia el NNE· ó NE en los contornos de las Islas. 202 Así pues observando detenidamente 10 que ocurre en periodos de doce horas, vemos que durante seis horas las direcciones de la corriente coinciden prácticamente en su totalidad con la de propagación de la onda y en las seis horas siguientes aunque sigue sin estar bien definida la dirección asociada a la marea saliente, se pre5enton direcciones cercanos. Las cuatro representaciones gráficas de la serie vectorial de la corriente (figs. 5.2-42, ... ,5.2-45) dan Und v 1 s 1 ÚU U1ULho m6~ e 1 ara de : o comentado. El histograma de intensidad de la tig-ura 5.2-46 nOH muestra una distribución de velocidades con dos ¡nodos. en : os intervdlüs de 6-9 clll/~ y 12-15 CJlli~, a.l.!rlclue e! segundo no parece estar muy definido. En función de esta represe~tación parece lógico el que la velocidad media sea superior en el correntimetro de 40 m puesto que observamos que las frecuencias de los intervalos con intensidad menor son inferiores que las registradas en el otro correntimetro. En cambio el histograma de direcciones (fig. 5.2- 47) se parece bastante en cuanto a las direcciones asociadas a la propagación de la onda de marea, en su fase de entrante, y para 1 a sa 1 iente. hayal gunas variaciones en cuanto a que el sector con mayor frecuencia de éstos es ahora el WSW seguido del W. Los 203 resultados de porcentajes de entrante y saliente no difieren prácticamente de los del correntimetro fondeado a 20 metros, resultando 73'30% y 26'70% respectivamente. En cuanto al número de horas para una carrera de marea, se tiene como término medi'o para la llenante 8'80 horas y para la vaciante 3'20. La rosa de corrientes representada en la figura ~.2-4R nos indicR que el sector NE es donde se presenta la corriente ~einante y la dominante en dirección NNE. El diagrama polar de las componentes (u,v) de la ( f j e. rnllp.<;trAD ¡ n r.onr:p.ntrflr.i ón de valores en el primer cuadrante. La recta de ajuste, de dcue~do con el método de mínimos cuadrados nos indica (;n8 !d dirección principal de esta serie temporal es ENE. Por último representamos en las figuras comprendidas entre la 5.2-30 y 5.2-53 las series de componentes en las direcciones N-S, E-W, longitudinal y transversal para el periodo que estamos tratando. La descripción completa de los perfiles de velocidad obtenidos con el correntimetro manual en las diferentes campañas realizadas, no la haremos aquí. En el capitulo sigui~nte nos apoyaremos en estos resultados para obtener nuestro modelo de circulación y será entonces cuando los comentemos. 204 5.3.- Niveles. L05 únicos datos que disponemos del mareógrafo instalado en lo zono de estudio corresponden al afio 1986, duran~e el periodo comprendido entre el 14 de Mayo y el 3 de Julio. Posteriormente se instaló en el propio Puerto de Taliarte mecánico propiedad junto a un mareógrafo de del Institut fUr Meereskunde de tipo la Universidad de Kiel y cedido al Centro de Tecnologia Pesquera, para poder correlacionar nuestros datos con los obtenidos durante varios anos por este organismo. De esa forma nos seré posible obtener las componentes de largo periodo, as~ como las variaciones del nivel medio. La instalación del aparato se hizo en una zona de profundidad entre los 55 y 60 m, y a unos 30 metros de distancia período. del correntímetro fondeado en el mismo La velocidad de grabación de los datos de presión y temperatura del mareógrafo fue de 15 minutos, teniendose en ese tiempo un total de 4785 datos. Como para obtener los datos que nos permitirán representar la curva de marea necesitamos los valores de la presión atmosférica en esos mismos instantes, hemos recurrido a la primera cinta de la estación meteorológica (E130586) , que según habíamos dicho no tratamos por registrar 205 V1Anto, mientras que la presión y temperatura si eran correctas. Por tanto como estos últimos están grabados cada 30 minutos, consideramos 105 registros del mereógrafo para ese mismo periodo. Con lo cual. el número de datos que tratamos es de 2392. La representación gráfica de la curva de presión del mareógrafo es la que presentarnos en la figura 5.3-1, para el periodo completo de grabación, representando en metros, frente a tiempo. Observarnos que la grabación de la einta ~140586 fue muy buena, teniendose ~niCdmente unos pocos puntos en que los registros fueron errcir:eos. Para realizar el tratamiento de la marea,hemos seguido el procedimiento espectral, el cual consiste en que a partir de un registro de longitud dada, se obtiene la serie de sobreelevación ?l~) de un punto cada hora. Cuando se aplica la Transformada Répida de Fourier, se obtiene el autoespectro, el cual nos proporciona las frecuencias donde se concentra la energía. El gran inconveniente de este método, es la frecuencia máxima, frecuencia de Nyquist, que según habíamos visto es; 206 N 12.. donde ~ es el numero de puntos con que se trabaja, en nuestro caso 4096, y~t el tiempo de muestreo: una hora en nuestro tratamiento. Por consiguiente la precisión es: Ni2. ~o cual no permite separar frecuencias muy cercanas. El listado de los puntos significativos de nuestro Y'egistro es el correspondiente a picos energéticos en el Anexo de Figuras. Con el procedimiento espectral no se puede obtener ni la amplitud, sólo relaciones, ni la fase de cada componente armónica. Posteriormente veremos cómo se puede solucionar este posible inconveniente. La gran ventaja del procedimiento espectral es que podemos detectar los componentes de periodos distintos a los puramente provocados por la marea astronómica. 207 Por otra e mediante análisis cruzado: vicnto- marea, corrientes-marea, se pueden deducir importantes parámetros de estabilidad. Para soslayar el análisis armónico hemos realizado el procedimiento siguiente: El Anuario del Instituto Hifrográfico de la Marina (S:), proporciona las constantes Armónicas del Puerto de 1 a Luz y Las Palmas. Estas constantes con las cOrrespondientes frecuencias en grado/hora o periodo en horas obtenidas de Lisitzin (52) son las que aparecen en el cuadro al final de este capitulo. Con estos datos y lo~ ~rocedentes del Almanaque Naútico podemos expresar la onda de marea por: donde para cada componente: uu~: velocidad angular. V~-\- \J.."" ~ ángulo astronómico tata l . . l-\~: ampl i tud componente. ~~ fase. r - factor nodal. r"", .. En función de esto hemos calculado 1. (\:.) (Método del Almirantazgo(53» representado en la figura 5.3-1 208 para el período comprendido entre el 14 de ~ayo y el 3 de Julio, como habíamos indicado. La comparación de nuestros datos y la marea prevista, están representados en ias figuras comprendidas entre la 5.3-2 y la 5.3-7. El ajuste de los datos es suficientemente exacto para el fin que se persigue en esta Memoria. es decir obtener la velocidad angular de las corrientes de marea v sus fases las cuales deduci~emosa partir de las dos componentes armónicas más sigllificativas. es decir las ~efiJidi\lrnf15 ""2. y S'2,.' Ir) -= ~ 4'2 + ,." c:.&.> (:,c..o o t _ :'59 0 \+ 2~ c..e') (~c..ót - 20 0 ) e ~~i42) l41. v por- ccnsiguiente: V"=- t~ f\~(:,c;,OOt +'f \'+2~ ~ cM (~~~\:. +~ \ ~'2..\41~) \:. 2) donde 1\ ,B, ~-\ Y ~2. son incógnitas a determinar experimentalmente. Por otra parte, la relación entre 105 listados de picos energéticos de marea y corrientes nos permite evaluar las componentes más significativas de origen astronómico y no astronómico. En definitiva podemos concluir que con el periodo 209 de marea registrado nos valida la utilización de la previsión de marea a partir de las constantes armónicas ~ada5 por el Instituto Hidrogr6fico de la Marina. CONSTANTES ARMONICAS PUERTO DE LA LUZ Y LAS PALMAS (so = 1'42) ?:·:C:le!1C!a ?~r:odo J!!1lS F~¿C31 hora: joras ~; l3.9~·~~ :2,42D6 ~ 1 :·0. GJ~O l2,OOOC !" ~ ~5r04:~ 23'S3l!.~ '." 21.1;34 " . , 'j '<~5S9 14.0659 92, .- ~~.::iD t l , ~ J.j 9 ',1; .. J" < ;t~ ; ~. j'!: J ~2.905~ [1 " :Ü. 032! :1'9672 !l¡ 11.9662 :2. 5711~ " 3~ 01 13.3987 ! 26.56B3 , .~. -, ... .:.~ I M~ ~3 57. %B2 6'2103 , . ! ~, H.5285 12.1916 lO l' .¡ 29.9589 12.0165 ! 1 9 1 A continuación analizaremos los resultados obtenidos mediante el tratamiento espectral de las series de niveles y corrientes. 210 marea y de corrientes originadas por las mareas fue el que tratamos a continuación. a) Series de trabajo. Las series con las que hemos trabajado las denominaremos: GC 09 i t5 v 01 (:'íareógrafo) GC 8142 y 01 (correntimetro. Taliarte-40, 1Q) GC 8142 v 02 (correntímetro. Taliarte-40. 2Q) GC 8322 v 01 (correntímetro. To.lio.rte-20) La priemra serie corresponde a datos escalares de ;'11 t\J ca de marea, obtenida en metros supuesto g = 1'026 ccnstani:e y presión él.tmosféricéI. constante e igual a p~ :: 1023 mBs. Respecto a las series de los correntimetros 5010 hemos trabajado con las velocidades. Hemos obtenido la dirección prioritaria de la corriente que corresponde (sobre rosa de 16 puntas) al ~NE, dirección que se ha tomado como eje de proyección OX (positivo), correspondiendo a la componentes U. La dirección ortonormal cartesiana üY corr-esponde a la dirección WNW, tomada para la componente V. 211 b) Metodología empleada. Los pasos seguidos con las series anteriormente descritas han sido: 1) Pd~U d valores físicos de los datos brutos según los poi~llomios de calibración dados por el fabricante. 2) E!iminación de los datos no válidos tanto iniciales como finales. 3) Proyección de las velocidades para crear las series U Y v. 4~ \0 se ha precisado ningua interpolación de ,:atoc:. . 5) Suavizado movi! para suavizado de las series. En todos los casos hemos tomado media móvil de 6 puntos, con lo que el tamaño de la serie original se ha rebajado en 6 datos (hemos empleado ventana rectangular). 6) Media horaria fija en todas las series. El ancho de 1 a ventana depende por tanto de 1 t1t inicial. Las series resultantes tienen por tanto. ~t = 1 hora. 7) Las series resultantes se han denominado: 212 ALT 945 ( Altura de marea en m. ) U 814201 (Velocidad long. cinta Tal.-40, lQ) V 81'"-201 (Velocidad transv. cinta Tal.-40, lQ) U 814202 (Velocidad long. cinta Tal.-40, 2Q) V 814202 (Velocidad trans\!o cinta Tal.-40, 2Q) lj 852201 (Velocidad long. cinta Ta1.-20, lQ) V 852201 (Velocidad trans\.'. cinta tal.-20, lQ) 8) Hemos trabajado con toda la serie completa por lo cual se han utilizado como mínimo 2048 puntos (caso del correntimetro GC 8142Y01) con una-minima prolongación con ceros. En los demás caso'? hemos trabajado con 4096 puntos e) Tra~:dmj ente espectra l. Se han controlad¿ los espectros (auto y cross- espectros) a tenor de: :tareas: autoespectro S1"l Corrientes: autoespectros crossespectros (rotat. antihoraria), ~~v (rot. horaria), Coeficiente rotatatorio ( ~\A." )¡ dirección eje mayor elipse; estabi 1 idad de dicho ej ~- ( E~v ). 213 Espectros cruzados corrientes-mareas: crossespectr05 (. Sv..(t SV1 ); coherencia (Ó~'2 '3: 1 ); espacio de fases ( <p. ,tfo,,) ¡y \A..'1 ? función de transferencia o respuesta En todos los casos la frecuencia de Nyquist es de 0'5 e/horas. Los espec~ros han sido realizados con 3U grados de libertad (ventana rectangular móvil de 15 puntos). Previamente al cálculo espectral se ha eliminado tras lo cual se ha aplicado un suavizado de flancos con la ventana de Bingham, a cada 1/10 parte extrema (inicial y final), para eliminar el efecto de la propia ventana de N = 2048 puntos correspondiente a la serie real. Para comprobar la posición general de las bandas se ha obtenido el espectro de mareas ~?~ con 10 grados de libertad y dibujando todo el espectro, mientras que en los demás casos se ha empleado un número de grados de libertad igual a 30. con dibujo de la parte centra 1 exc 1 us i vamente (zona - 0'.\'2.5 f ~ ..( O' ~'2.S ",.;1). d) Interpretación de los espectros. 214 F :: loty d.i) Alltoespectros. a) S'?~ Fig. F i g. De este caso se tienen dos salidas. 1: S~"2 con número dé grados de 1 ibertad igual a 10. Dibujo de -0'5 <. ~ (,0'5. 2 : S'?~ con número de grados de 1 i hertad igua 1 a 30. Di "DUjO de -0"4.'2.5.( ~..( O' ~'l5 .. Como es lógico la primera es una expansióri de la segunda con menor suavizado. Se aprecian los picos siguientes en orden de i rnport anc í a: - de T ~ 2 meses a 1 mes - de T entre 55 y 50 horass que desaparecen al suavizar fuertemente - de T entre 60 y 40 horas tras fuerte suavizado de T ~ 30 horas que se atenua al suavizar fuertemente - de T ~ 12 horas Se concluye con: Hay fuertes efectos de corto término de periodicit.lad muy olla. (:=¡utJt:!riUL" tt 1 ~t::HIltt!ltt). 215 Hay un pico muy abrupto a los 50-55 horas que se "esparce!! al suavizar a 60-40 horas. - No se aprecia claramente el pico diurno. - Hay algún tipo de onda de período aproximado sobre las 16 a 18 horas. Muy claro efecto semidiurno pero con energía 2 órdenes inferiores al pico máximo (semanal- binlensual) . Este pico crece al disminuir el suavizado al ser muy estrecho. Espectros corrientes. Autoespectros de corrientes de serie proyectada sobr'e la dirección longitudinal transversal. (dirección N.NE) y Los picos o bandas fundamentales son: Banda de 8~ a 60 horas. Esta banda de gran energía se encuentra en las dos componentes y profundidades. corresponde a fenómenos comprendidos entre dos dias y medio y tres días y medio de duración. Se pueden hacer dos hipótesis de su origen. Debido a una fuerte perturbación meteorológica de esa duración; podría ser originada por el viento cuyo espectro puede tener en ese rango un fuerte pico de energía, observese que el 216 correntimetro fondeado a cuarenta metros aún teniendo la misma banda es más atenuada en energía, así mismo en la componente transversal se observa con las mismas características. La segunda posibilidad o hipótesis es, como veremos posteriormente. una onda atrapada longitudinal. Randa de 42 a 32 horas. Esta banda de menor energ:a que la anterior se encuentra, en forma muy definida en los componentes longitudinales , y más atenuada en la componente transversal. Observerse que esta banda puede ser originada como banda subarmónica de 1 d <~'l\erior. v por consiguiente del mismo probable Bdnd~ de ll'9 a 13 horas. Esta banda muy definida en ambas comp0nentes, corresponde a las principales componentes semidiurnas de la marea, K2' su energía está algo atenuada en la componente transversal rspecto a la longitudinal, 10 cual es lógico por los ejes alejados para proyectar las series. Banda de 23 a 26 horas. hablar de picos ya que Mejor que banda podriamos solo es banda en la correspondiente a cuarenta metros de profundidad. Es la correspondiente a los principales componentes diurnos de 1 a marea 1 as K 1 ; Pi; 0 1 • 217 Banda de 17 a 20 horas. Esta banda está más definida en la cota de cuarenta metros que en la de 20 metros y más acusada en la componente transversal que en la longitudinal. Su origen puede ser el de una onda transversal atrapada entre las islas. Banda de 15 a 16 horas. Corno la anterior está más definida en la cota de cuarenta metros y más acusada en la componente transversal que en la longitudinal. Puede ser aproximadamente un subarmónico de la banda treinta y dós a cuarenta y dos que se refuerza en la componente transversa! si en esta existe una onda atrapada en esta dirección como vimos en la banda de diez y siete a vei~te horas. Espectros Rotatorios Horarios y Antihorarios y Est~bilidad. Banda de 84 a 60 horas. Este banda es de claro sentido antihorario en ambas profundidades. Con alta estabilidad. Banda de 42 a 32 horas. Se puede considerar que para ambas profundidades tiene un claro sentido horario. Estabilidad inferior a la banda semidiurna. Banda de 11'9 a 13 horas. Para ambas-profundidades es de claro sentido antihorario, Son las componentes semidiurnas de la marea. Con alta estabilidad, 218 prácticamente igual que la banda de inferior frecuencia. Banda de 23 a 26 horas. Para ambas profundidades es sentido horario muy definido pero no muy alta estabilidad. Banda de 17 a 20 horas. Para la profundidad de veinte metros es de sentido horario y a la profundidad de cuarenta metros el mismo sentido pero con menor definición. Con baja estabilidad. Banda de 15 a 16 horas. Como en la anterior para a.mbas pr'ofemdidades es de sent ido hora.rio aunque mucho ~Ilenos de fin ido en 1 d pro tunel i dad de cuarenta metros. La estabilidad es más acusada a la profundidad de veinte met"!:'os que i:'l la de cuarenta, E~pectros cruzados marea/corriente. La coherencia y la amplitud de la función de respuesta entre la marea y las componentes longitudinal y transversal de las corrientes es alta para semidiurna y prácticamente independiente la banda de la profundidad. y ambas son superiores para la componente longitudinal que para la transversal correspondientes. Para la banda 84 a 60 horas presenta una alta función de respuesta y baja coherencia y prácticamente análogas en ambas profundidades. 219 La banda de 42 a 32 horas sigue las mismas pautas a~nque menos definidas que la anterior. Banda de 17 a 20 horas. Su coherencia es pequeña lIldicándo que se puede relajar con cierta facilidad y con una función de respuesta significativa lo cual nos confirma que esta banda se puede excitar con relativa facilidad. 220 CAPITULO 6: ~ODELO DE CIRCULACION. 6.1.- Introducción. Cuando se pretende estudiar la circulación en una determinada zona, cuyas propiedades hidrodiná.micas significativas se desconocen. es preciso disponer de medidas, para deducir a través de eilas cuáles son las ~oli(;itél.ntes. Este proceso es el que, de manera simbólica, denominaremos como de e\"aluación del "pulso climático" de la zona. El "pulse climático" de las islas suele ser complejo. por las fuertes condiciones de contorno que éstas imponen. en el tratamiento de la circulación en la Efectivamente. una isla es un obstáculo que se :::l~f;;rDO!le a un fluia preestablecido, por consiguiente modifica drásticamente el flujo. originundo en su contorno fenómenos no estacionarios de dificil determinación. que se suelen superponer a la circu~ación que se quiere determinar. En nuestro trabajo, referido a la costa Este de Gran Canaria, hemos pretendido determinar las fuerzas solicitantes principales, su evaluación y contraste entre ellas. A partir de 10 cual seleccionar las fundamentales deducir. posterior podremos como consecuencia, la circulación prioritaria resultante. ~uestro primer objetivo, para la determinación de 221 las causas que originan la circulación en la zona, son, como ya hemos indicado, el viento y las fuerzas de marea como agentes creadores. y la posible estratificación de las aguas. Una vez resuelto ésto. se podrán interpretar los posibles movimientos resultantes. El efecto del viento sobre la capa superficial produce movimientos que están perturbados por la propagación de la onda de marea. que indudablemente es muy significativa al acceder a profundidades reducidas, es decir en la franja costera. Se originan así dos regímenes principales de corrientes interactuantes. cuya ~'esul tdnte está a su vez perturbada por efectos o~iginados por ambas causas principales. efectos que en principio podemos considerar secundarios. Es decir, el v 1 e .\; L (J o r 1 g 111 d. r dIlO s 6 ~ o u a m o v i m i e TI t o e TI la. capa supcr-ficial, sino que por el transporte de .Ekman producir~ un apilamiento de agua en la costa derecha a trayectoria, originando posteriormente unas corrientes de pendiente o retorno, en dirección hacia el mar. El efecto inverso se produce sobre la costa izquierda a la dirección preferente del movimiento La intensidad de estas corrientes de pendiente son función de la persistencia del viento y de la longitud y configuración geométrica de la costa. Por otra parte, 222 independientemente, de la persistencia deL viento. se originan corrientes inerciales cuyo periodo de giro, en nuestra latitud, es aproximadamente de 25'5 horas. es decir un valor muy próximo a las componentes diurnas de In mflr~a y. por ~onsiguiente. rle rlifi~il determinación. Por ultimo, la propia variabilidad del viento puede originar corrten"tes pulsatiles. cuyo periodo es aproximadamente igual al de variación del viento. En función de este úitimo criterio, el efecto brisa del viento con su persis"tencia y periodicidad es fundamenta ~ . En cuanto a la propagación de la onda de marea, causa de las corrientes rotatorias, está muy condicionada por el propio contorno. La distorsión de cada componente es un problema que en la actualidad no es bien conocido. Por otra parte, al abordar la onda de marea la plataforma de la Isla (Gran Canaria), se produce un retraso en el frente de onda afectado, originando por consiguiente una rotación que en nuestro caso (propagación S-N) seria en sentido antihorario. Superpuesta a esta rotación está la originada por la fuerza de Coriolis, que producirá una desviación hacia el Este y por consiguiente una rotación en sentido horario. La resultante de ambas rotaciones producirá una 223 circulación horaria o bien antihoraria, en torno a la Isla. Por último, pero no menos importante, el efecto de encauzamiento entre Gran Canaria y Fuerteventura puede originar unas ondas largas atrapadas. con sus consiguientes corrientes asociadas siendo estas ondas de mayor periodo que las inerciales. El conjunto de esta circulación, que hemos resumido en los pérrafos anteriores, es lo que pretendemos cuantificar y posteriormente modelizar, no como modelo matemético sino en su aspecto físico, que es importante y prioritario, para tener la base de particiél en el posterior tratamiento matemático, que por el momento no se puede abordar y no. es objeto del presente trabajo. :::ff~ct i vamente, sólo un correcto conocimiento del modelo físico nos pURdR connllcír A un mociRJo mAtRmático con una o varias capas, su posible elección sólo esté condicionada por el modelo físico resultante. 6.2.- Corrientes producidas por el viento. Como hemos visto, el viento es la causa del movimiento en la capa superficial del mar. Desde las primeras publicaciones de Ekman se admi te-; aunque con ciertas reservas, que el perfil de velocidad es de tipo no plano; la proyección del perfil sobre un plano 224 hOTizontol es 1~ conocido espiral de Ekman. La velocidad en superficie forma un ángulo. respecto a la dirección del viento, comprendido entre Estos ángulos están referidos al :\orte geo ico, con el mismo criterio para la dirección del viento y la de la corriente. El ángulo de la corr;ente superficial producida por el viento depende de las condiciones de contorno de la zona. El módulo de la velocidad en las inmediaciones a la superficie es (2): (6.1) donde: ll...*= velocidad de fricción. j. = parámetro de Coriolis. {) = profundidad capa Ekman. Los problemas para aplicar la expresión anterior derivan de la dificultad de oalcular experimentalmente u.. y D. Este parámetro, como sabemos, es función del coeficiente de viscosidad turbulenta. Esta problemática en la determinación teórica de V o (6.1) condiciona, desde hace afios y desde un ~unto de vista práctico, a 225 intentar relacionar directamente la velocidad superficial de la corriente con la del viento. Por esta dificultad, se intenta el ajuste por perfiles planos de la velocidad de la corriente. Baines, (54) propone un perfil plano para casos de corrientes en canales; posteriormente Reid (55) lo modifica para corrientes en profundidades intermedias, siendo la expresión para dicho perfil: ::unoe: u.. s =: V(jJ.ocida.d en super:~cie. ~ - profundidad de la capa. <"0 - t'VY\.. :: parámetro de ajuste del perfi l. número de Reynolds. (6.2) función del El poder disponer de un perfil plano, definido por la corriente superficiai. presenta enormes ventajas desde el punto de vista de la elaboración de un modelo, yd 4ue como veremos mds adelante es racil superponerle al perfil de las corrientes de marea, y por consiguiente muy cómodo para deducir velocidades medias~ De las medidas de corrientes que hemos efectuado 226 con el correntimetro manual, representamos el perfil de velocidades para las distintas profundidades, en algunos de los puntos de las radiales ~' longitudinales en que hemos trabajado (figs. 6.2-1, 6.2-2). Para ellos es posible ajustar el perfil plano eon m - ~O'26. En la figura 6.2-3 hemos representado los distintos perfiles deducidos por algunos investigadores y el obtenido en el presente trabajo. Creemos que a la dispersión inherente a las se deben afiadir las características propias del empleado. Efectivamente, las realizadds con los correntimetros portátiles .s , : ":~ ~ e n ~) r e s en t él r u n a b aj él e s t él b il ida den di re c ció n • por lo cual hemos admitido la hipótesis de realizar la media escalRr, cuando las direcciones no difieran en más de y desechar las direcciones no .comprendidas entre estos límites. Por último. debemos definir lo que se entiende por medid~ de la corriente superficial. A partir del método de medida euleriano es prácticamente imposible determinar velocidades, con ciertas garantías, para cotas inferiores a metro y medio. Por el método lagrangiano, por otra parte, se obtienen siempre velocidades medias con una dispersión tanto más alta cuando menor es la cota de medida. Por las razones expuestas, hemos admitido la velocidad media a la 227 profundidad z = 1'5 m. como representativa de la velocidad en superficie. Por último! hay que indicar que las velocidades que se deben aplicar para obtener el perfil de ajuste son las registradas por el correntímetro portát i 1 , menos las velocidades correspondientes a las corrientes de marea en ese instante. registrada por el correntírnetro fondeado a cuarenta metros de profundidad. Con este procedimiento hemos pretendido corregir la corriente de marea superpuesta a la del viento . . '\5 imi smo, de las medidas de corrientes se .deduce quP cuando la persistencia del viento es superior a las seis ~loras. muy frecuente es nuestra zona de estudio. y para velocidades del viento comprendidas entre 8 m.s- 1 y 12 m.s- 1 • la rel ación \1 /\\11 o W ... o se ima al 4%. Sabemos que desde el punto de vista teórico esta aproximación no tiene gran consistencia, pero desde el punto de vista práctico es imprescindible para disponer de una estima de 105 regímenes de corrientes, a partir de los del viento, lo cual se simplifica al máximo ya que sólo supone realizar un cambio de escala en las velocidades. Asimismo. esta aproximación es muy cómoda para deducir las corrientes residuales en superficie, como posteriormente comprobaremos. 228 De las medidas realizadas se deducen, para nuestra zona de estudio las siguientes conclusiones: ~ La velocidad superficial de la corriente es aproximadamente el 4% de la velocidad del viento. Ambas forman un ángulo de 0 = 180°+20°. ~ La profundidad de la capa de Ekman es del orden de los treinta metros. * El perfil de velocidad de la corriente se puede admitir plano. es de z/zo= 0'6. La profundidad relativa de la inversión En función de lo expuesto anteriormente, podemos ob~ener, para la zona de Taliarte, las estimas de los regímenes direccionales de corrientes originadas por el viento. Por las razones ya expuestas en el apartado 5.1 de esta Memoria t la extrapolación de los regimenes de Taliarte a Gando, con el fin de tener una estima más consistente en función del mayor n~mero de datos de medidas en la última zona, sólo es posible en la dirección N .por lo cual el régimen de corrientes superficiales queda obligado a esta dirección, el resto de las direcciones se deberán deducir a través de los datos obtenidos en Taliarte. 229 Otra posibilidad, eminentemente práctica, es la de obtener la corriente residual en un intervalo de tiempo producida por las corrientes de viento, las cuales superpuestas a las residuales originadas por la marea, nos transporte neto tal como veremos pos ter i orr;]I~nt e . 6.3.- Corrientes de marea. Como hemos visto en el capitulo 2Q la forma práctica de deducir las corrientes de marea es a través de la sobreelevdción oris;inada por la onda de marea. Si '(lt)()s l< nivel del mar en el tiempo t, con respecto a <..:ll ·:livel. c'e referencia estableci.do. se puede expresar por: (l\:.) ;:.0. 0 "* ~ Q.i. ~ (W .. t. -\- \\) \- (6.3) para cada componente i su velocidad es: '\J( -= clVZi. 0<.+ ot ~t donde do.. es un constante de y d el desfase de la onda de marea. función de· la O son frecuencS.a. fric.ción del 230 (6.4) proporcionalidad Tanto o{ como fondo y de la Bowden (56) y posteriormente Prandle (42) , estudiaron la estructura vertical de las mareas, en función de las elipses que describe la corriente rotatoria. La definición de la elipse de marea en función de la profundidad puede darse por: Sus ejes, el eje mayor f\ v el menor ~ y por tanto su excentricidad: El ángu 1 o 'f formado por 1 a direcc ión de 1 a corriente maxima y el eje x. A La fase de la componente estudiada. Los parámetros que definen la elipse. así como su estabilidad en el tiempo. se pueden estudiar por análisis estadístico o por análisis espectral, ambos métodos los utilizaremos y compararemos sus resultados. Indudablemente. la elip~e puede deformarse por varios causas. De éstas las principales, en nuestra opinión, son: el efecto de fricción por fondo y la superposición de otras corrientes. El efecto de fricción por fondo ("efecto fondo") 231 puede ser tan acusado que es capaz de provocar una degeneración de la elipse hasta transformarla en "rectilínea pulsátil". Por otra parte, el "efecto fondo" suele ser más acusado en bajamar, 10 cual puede provocar un giro del eje principal. El efecto de superposición de otras corrientes, con direcciones preferenciales, origina una amplia corriente de distorsión no sólo en la amplitud de la marea, sino tambián produce un desajuste entre la entran~e y la vaciante. descompensando el tiempo en favor de la dirección preferencial. Esto puede llegar a provocar corrientes pulsátiles en una sola dirección, que suelen enmascarar el fenómeno de la tipica corriente de marea. La asimetría de las corrientes de marea origina las corrientes residuales. Estas son de indudable importancia en profundidades reducidas, puesto que son las responsables del movimiento del agua, tanto en dirección corno en amplitud, que se origina una vez eliminada la parte armónica de la corriente de marea. Estudiemos con cierto detenimiento las series temporales de las corrientes registradas a z = 40 ID Y z = 20 m, en el intervalo del 5 al 19 de Julio de 1987. Elegimos este intervalo por ser el de mayor carrera de marea, durante la época de instalación de los aparatos. 232 El régimen de marea ascendente comienza el día 3, aumentando hasta el día 12 con carrera c = 0'94. A continuación, comienza el régimen descendente hasta el did 19, seg~n 5e puede observar en la figura (6.3-1). Los histogramas de direcciones (figs. 6.3-2 y 6.3- 3) correspondientes a las series de datos de los correntímetros instalados a 20 Y 40 metros de profundidad presentan dos modas correspondientes a lo que en principio podíamos considerar como de distintas dist;-ibuciones, y desfasados 180°, aproximadamente. tstos histogramas pueden ser característicos de corrientes de marea, de corrientes litorales producidas por el '.'iento, o por un efecto derivado del viento: las corrientes inercales. En el caso de las corrientes litorales, los dos modos corresponden a cambios en el régimen de vientos. es decir a la brisa y al terral; principio, debido a aunque en instalación de los correntímetros, la profundidad de no parece probable que tengan un origen provocado por el viento. En nuestra zona de estudio, hemos determinado que el efecto de la brisa marina esta muy debilitado cuando soplan los alisios, cqmo es el caso presente. Para saber si los histogramas corresponden a corrientes inerciales, hay que estudiar el periodo de 233 las corrientes. Por otra parte, las corrientes inerciales, tienen un período de 25 horas, aproximadamente, en nuestras latitudes y es evidente que el período principal de las series es de 12 horas. No obstante, para confirmar lo progresivo de las dicho hemos realizado el diagrama corrientes (fig. 6.3-4 Y 6.3-5) Y no se observa ningún circulo caracteristico inercial del período teórico previsto. Los pequeños giros que aparecen corresponden él. periodos inferiores a las 2 horas, ya que para el diagrama progresivo hemos tumadu como unidad de desplazamieIlto 2 horas. Para tratar de aumentar esta posibilidad, hemos ""'::>T"\Y"'<::> sentado tambi én " para ambos correntímetros. el diagrama progresivo del 5 al 10 de Julio tomando como unidad las 2 horas (figs. 6.3-6 Y 6.3-7) Julio, y el correspondiente al período del con análoga unidad (figs. 6.3-8 y 11 al 6.3-9). 16 En estos diagramas inerciales, con latitudes. queda patente la carencia de círculos el período característico, en estas La serie temporal de la velocidad de la corriente para z = 20 m es la que representamos en la figura 6.3- 10 Y para z = l~O m es la 6. 3-11. Observamos un comportamiento análogo al que teníamos en la figura 6.3- 1. Es decir. un aumento progresivo de la corriente hasta 234 un máximo de cerca de 40 cm/s (en el correntímetro de 20 metros), pr~cisamente el día 12, y a partir de esta fecha la intensidad de la corriente disminuye hasta el día 19, fecha en que comienza de nuevo el régimen ascendente. Teniendo en cuenta las figuras 6.3-12 y la 6.3-13, en las que se t;ene representada la dirección, podemos asignar las direcciones ~\E. E~E a la entrante y las direcciones WSW~ w~w a la saliente. En las series de intensidad de la corriente (fig. 6.3-10, 6.3-11), hemos representado por E la entrante y por S la caliente. Vemos. como ya habíamos indicado, que la entrante está mjs definida y tiene mayor persistencia que la saliente. Ccmpé'lrélndo las figuréiS 6.3-14 6.3-15, correspondientes al día 11 de Julio de 1987, en las que sobre la curva de la marea obtenida por los datos del Anuario, hemos representado el vector velocidad de la corriente para ambas profundidades, observamos que la entrante corresponde a la marea ascendente y la saliente a la descendente y que el desfase que tenemos es de 1 hora 20 minutos entre ia corriente y la marea. Aunque hemos representado únicamente este dta, el desfase calculado para otras fechas coincide con este valor. Estas mismas conclusio~es se observan también para 235 las componentes NS y EW de la serie temporal de la intensidad para z = 20 m (figs. 6.3-16 Y 6.3-17, respectivamente) y también para z = 60 m (figs. 6.3-18 y 6.3-19); así como para la gráfica de la serie vectorial para ambos correntimetros (fig. 6.J-20 y 6.3-21). Con oh.jeto de facilitar el estudio de las corrientes. y como ya he~os indicado (2. ,4), giramos los ejes U!1 ángulocX..y proyectamos sobre ellos, los valores de la serie temporal obtenemos una nueva serie de proyeccicnes. que denominaremos serie longitudinal y serie transversal. El cíngulo o( lo determinan;¡os por ~juste por mínimos cuadrados y viene indicado en el d. i a g ~ d rn a p::) 1 a r t (figs. 6.3-22, 6.3-23) ; para el corrent::metro fondeado a 20 m dicno ángulo es ¡nientras que para el situado a 40 ID vale a = 25'73°. l.AS series rle proyecciones así obtenidas son las representadas figuras 6.3-24, para la componente longitudinal y la 6.3-25, para la transversal, en la serie de 20 m. Para la otra serie son las gráficas 6.3- 26 Y 6.3-27, respectivamente. En las series de las componentes transversales observamos que aún siendo \.\..e » u. t . 1 a medi a tempora 1 lit di sta mucho de ser cero. Esto puede ser debido a uno de los dos motivos siguientes: A la existencia de una onda larga atrapada, que produce corrientes transversales independientes de 236 las originadas por la marea, por lo cual su media no se anula en función de la componente transversal de 1 a n:area. El otro motivo puede ser que al ajustar por mínimos cuadrados los puntos del diagrama polar, el ajuste se realiza por componentes, y no por mínima distancia ortogonal. Para dilucidar cual de ambas posibilidades es la correcta, utilizaremos el ajuste que hemos deducido para las corrientes residuales y que posteriormente explicaremos. La corriente residual correspondiente al período que esta~os estudiando. es decir del 5 al 19 de Julio. para z = 40 m es de 5'85 cm/s y dirección 37° a partir del \orte. Para z = 20 D es de 6'52 cmjs y dirección de L,5° -:ambiéE a partir del \orte. (Tablas 6.3-1 Y 6.3-2). Las componeu"tes longitudinal y t:ransversal son las representadas en las figuras 6.3-28 y 6.3-29 para el primer correntímetro (z = 40 m), y las 6.3-30 y 6.3-31 para el otro (z = 20 m). Observamos que las componentes transversales, aún sin tener media nula, disminuyen significativamente respecto al eje tomado por el ajuste de mínimos cuadrados. No obstante, transversales tenuamente y en las se aprecia en las longitudinales con total claridad, una perturbación de periodo aproximado a las 24 horas, superpuesta a la pro~ia marea; es significativo que esta perturbación produce una componente negativa, muy definida, aún más que la 237 positiva lo cual es pn ('jerto ·~Jllnto ~ngico, ya que la positiva se suma a la entrante y la puede distorsionar; por otra parte la negativa, por ser la saliente muy limitada. queda menos perturbada. Las principales consecuencias derivadas de las diferencias entre ambas series de los correntímetros son las que indicamos a continuación. Las velocidades en el correntimetro fondeado a 20 metros son superiores a las del situado a 40 m. La re~a.ción en pico de entrante: Vl0/V40. es más acusada en las altas velocidades que en las bajas, llegando en estas últimas a relaciones i~feriores a la unidad. La ~lIedia del conjt:r1to de medidas cel pico de entrante es de 1':0; este valor 01 ajustor e! perfil instont~neo de las velocidades, mediante uno de tipo parabólico, nos proporciona un valor de ~ = 9, que está de acuerdo con los valores experimentales obtenidos por Dronkers. Teniendo en cuenta el perfil plano de las corrientes originadas por el viento y el perfil parabólico se obtiene corno resultante el perfil representado en la [lgurd 6.2-3 bi~. cautela en la saliente, Debido a que en determinadas condiciones se origina una corriente-muy alta en intensidad y desplazada una con la siguiente 24 horas. Este hecho nos conduce de nuevo a pensar que debe 238 existir und onda otropodd, que al estar en fase con la saliente produce un efecto resonante. En cambio, no es tan aparente en la in~ensidad de la entrante y si 10 es en forma de aumentar significativamente el tiempo de entrante. Con el fin de definir el giro del vector rotatorio en cada ciclo de marea, hemos representado las gráficas correspondientes a los dias del 9 al 15 de Julio, teniendo presente que los vectores representativos son instantáneos y no valores medios. De ellas seleccionamos tlguras Ó. 3-32, ó. j-:.U y ó.J-J4 para el c:)rrentimetro situado a 20 m de profundidad y las 6.3- j.J. 6.3-36 Y 6.3-37 para el otro, en las fechas que se indican. Sos hemos decidido por esta representación para evitar que el proceso del promedio, deteriore el fenómeno. Se denomina por O el vector corriente re strado más próximo a la pleamar y los siguientes vectores están definidos de hora en hora. En las gráficas observamos que las elipses están muy deformadas y descompensadas en tiempo. El sentido de giro es primordialmente antihorario. También observamos que asi como la entrante está muy definida en el primer cuadrante con altas velocidades, la vaciante oscila frecuentemente entre el tercero y cuarto cuadrante y bajas velocidades. 239 Una vez más, nos debemos inclinar por admitir que existe una corriente, en la dirección del primer cuadrante que elimina o amortigua la saliente. Al nivel z = 4D m no se puede imaginar que dicha corriente sea originada por el viento. :,a justificación teórica se podría realizar del siguiente ¡Hodo: C(l.!lsideremos el eje coi..nciri.e a.prcx tmadamente mayor de la elipse, que con el eje longitudinal determinado en !as ~orrientes residuales. Si proyectamos sobre este eje las velocidades, y admitimos para simp~ificar que éstas estén originadas primordialmente por 10 ccmponente M z , caracterizada por BU velocidad angular W 2 y amplitud U2, la expresión de esta corriente oscilante es! Si imaginamos superpuesta una corriente de intensidad Uo la resultante seria: 240 Ahora bien u será cero cuando: ... '" t - \..J..J'2.., - Para los valores de U2 existentes y con una Uo de unos 10 cmjs aproximadamente cada cuatro horas, se anularia. Al haber un desfase aproximado, según veíamos, de una ~ora y media con la marea. seria de cinco horas y media a partir de in pleamar o sea en régimen de saliente. Pdra determinar la corriente que superponemos nos apcvar:ws en las corrientes resid.uales. 6.4.- Como ya hemos visto las corrientes residuales son las resultantes de las corrientes de marea, una vez eliminadas la parte senoidal, puesto que son producidas por la asimetría de la elipse de corrientes. Si trabajamos con el método euleriano, la --111- corriente residual u..~ se calcula en un periodo de marea mediante: (6.5) 241 El método que proponemos. para realizar el cálculo de las corrientes residuales en un período de tiempo, es e 1 s i gu i en te: Se obtiene la rOsa de corrientes de 16 puntas de ese período, asignando a cada una de ellas su ángulo central o eauivalentemente su ángulo inicial. Se determina la frecuencia y la velocidad media en cada direcci.ón, de deducción inmediata si se dispone del régimen direccional de corrientes, y se calculan las componentes \-s. E-W del vector que se obtiene mu~tip¡ ica:ldo la frecuencia por la velocidad media. La rest;.·.t:~t1te de :OOélS :.a5 sumas de las componentes nos ~r0porc:i.cné!.n e 1. vector N \At:l y por tanto el re~erido él lds componentes definidos arn:eriorment e. 'lediante una tra.nstormación de giro (a) 105 de ejes de referencia. podemos calcular las nuevas componentes referidas a esos nuevos ejes, con la co~dición de minimizar la componente transversal; la dirección Ca) es la de la corriente residual. Obsérvese que este procedimiento de cálculo se puede emplear para deducir las corrientes residuales originadas por el viento y por consiguiente el transporte neto. De esta forma, podemos conocer en las distintas capas de la zona sus corrientes de deriva, aunque como es logico el solapamiento entre las capas 242 puede ocurrir. pero admitiendo el principio de superposición se puede deducir las corrientes residuales resultantes. Hemos calculado las velocidades residuales para ambas series temporales de dates y resultan tener una alta estabilidad. Como eiemplo, incluimos las tablas del periodo comprendido entre el 23 de Junio y el 22 de Julio para el correntimetro instalado a 20 ro y que posteriormente hemos subdividido en periodos de siete dias (Tabléis 6.4-1. ... , 6.4-5). Los cálculos para la oL'C! serie de velocidades los presentamos en las tablas desde la 6.4-6 hasta la 6.4-10. El cuadro resumen para observar la estabilidad es e 1 q u e i Il el i e El.r:1 o 5 a con t i n u a ció n : PFHTODO azo a40 . "\ .... 1 ... e:) ::2 O V re :3 : 40 ·23-29 Junio 60 65 6'61 8'66 29-6 Jul io 49 50 7'90 8'38 7-13 Julio 48 57 7'62 6'72 '14-20 Julio 34 42 4'46 4'48 Refiriéndonos de nuevo a las corrientes de marea podemos concluir 10 siguiente. Dado un registro de corrientes de una longitud equivalente a un mes lunar se puede con relativa facilidad obtener ~a corriente residual, presentando semana a semana una alta estabilidad. Si sumamos vectorialmente la corriente 243 medida y la residual, marea. se obtiene la corriente pura de Este procedimiento es inverso al que se suele Efectivamente, para corriente residual (57) se procedía así: se obtenía un registro largo de corrientes (una semana). ~ediante filtrado se deducían sus componentes armónicas puras, obtenida la nueva serie se resta del registro que se dispone para deducir como resultado la corriente residual. Los métodos de deducción directa de la corriente residual (58), eran muy laboriosos y de no mayor exac~itud que el propuesto por nosotros. Se obtenia la corriente residual proyectando sobre sectores dsignando artificialmente sentido a las componentes, para posteriormente realizar un promedio. ena corrientes registro aplicación del método de marea es la siguiente: largo de corrientes de propuesto a Se dispone de marea y de las un su correspondiente rosa de corrientes Cfig. 6.4-1). Deducimos por el método propuesto la corriente residual, y la sumamos vectorialmente a cada dirección de la rosa de corrientes obteniendo con este procedimiento una nueva rosa (fig. 6.4-2) cuya mayor simetr~a respecto de la original es evidente. Si trabajamos con la serie de datos original sumandole vectorialmente la corriente 244 residual, y a la nueva serie que so obtiene se la trata espectralmente, se consigue una ganancia en la estabilidad del eje mayor de la elipse. Tambié:, es posible aplicar la corriente residual media a un sólo ciclo de marea. Indudablemente 10 tinico que obtendremos será una estima de la realidad ya que estamos trabajando con un sólo ciclo de marea y una cor:rient~ residuhi media de un periodo mucho mayor, no obstante los resultados mejoran en una mayor simetría de las e~ip<;f's. Cen este criterio hemos dibujado el ciclo de marea para el dla tI de Julio, en el que se han incluido los valores de la corriente corregidos mediante la corriente residual para los dos aparatos (figs. 6.4- 3, 6. 1.-4) 1 mientras que en las figuras 6.3-14 y 6.3-15 los vectores que se representaban eran los de la serie ori g~ nfl 1 • en las seis gráficas siguientes (figs. 6.4-5, ... , 6.4- 10) para los mismos dlas que se habian representado, las elipses con los valores corregidos por la corriente residual. La mejor simetría en estas es evidente. La poslbilidad de obtener un régimen de corrientes de marea, ajustándolo a un régimen normal ha sido realizada por Tejedor (50), con corrientes de no fuerte distorsión y por Pugh (59) con corrientes de marea asimétricas. El régimen que deducimos en nuestra zona de 245 estudio se ajusta a una función de distribución normal cuando eliminamos la corriente residual, así se han obtenido los regímenes de las figuras 6.4-11 y 6.4-12, para cada uno de los dos correntimetros. 246 CO~RIEHTES RESIDUALES Período: 5-7-87 a 20-7-87 z : 4~ 111. I Sector l.g.l. ('11 K ~ i , ! 22'5 , m: I Kt 45 ! EME 67'5 ¡ ! E . 90 ! , , ¡ ESE 112' 5 ! SE 135 , , SSS i 157' S ¡ ¡ l S 18 o ! SSW I 202' S : I sw 1 225 i WSW 247'5 ¡ I W 210 VIW 192'5 Ni i 315 ¡ ni ! 337'5 ~ ¡ , - y 1'3ü 13'79 13 '9 4 12'56 7'90 6'20 4'37 4'98 5'52 6' 41 8'96 10' ¡ 1 8'53 5'42 4'53 3' 02 I frecuencial (l) ¡ f (t).x F(%).y 5'97 ~ O 43'58 15'93 12'77 202'95 I 21' B 1 214'98 214' 98 15'14 175'69 72' ?7 I 4' 86 3a' 39 o , 2' 87 16' 44 -6'81 1'53 ~ '73 -4'73 l' 2 o 2'29 -5'52 1'48 a -8' 17 2'US -5'10 1 -12'32 ¡ 3'84 -14'33 , -24'33 1 1 7'36 -68'75 -28'48 :1 ¡ 5'05 -4·3'08 o , ¡ 4 ' 68 -13'43 9' 71 3'15 -12'01 12' o I 2'45 -2'83 6'84 100 345'75 472' 48 'TABLA 6.3-1 247 CORRIENTES RESIDU~LES Período: 5-1·81 a 20-7-87 l : 20 IIl. Sector AD9Ulo (~) H O ue 22' 5 ME ~5 E SE 67'5 E 90 ESE 112' 5 SE 135 SSE 157'5 ! S 180 SSW 202'5 i , , Si 225 ! , I VSW 247'5 , I ¡ I V 270 i , ni 292 '5 \ Ni 315 I KU 331' 5 l - '1 7'47 H' 78 13' 48 10' 77 7 '16 6'28 4 I O ¡ 3' 71 4 1 5S 8' 71 11' 8 O 7 ' 5 S 4'57 2'97 3'09 3'58 p . ! recuncla] (t) i FU.l.x f ¡ ~J.y 5'00 1 O 37'35 19'07 I 107'8& 2&0'40 21' 44 204~36 204'36 ¡ 15'42 153'4] 63'55 , a'06 62'71 1) 4'03 i 23'38 -9'68 , 2'50 7'11 -1'11 1 ¡ qq I 1'88 -8'81 , Z' 22 ! O -W1O ¡ 3' 19 ; - JO' 63 -15'67 ¡ í 1 5'69 1 -41' ~8 -47' ~8 ! ! 3' 10 1 - 21' 52 -8'96 : I I 2' 31 ! -10'56 O I l' 94 -5'32 2'20 2'GB -4'5~ 4'54 1'99 -Z'66 6' ~ 2 100 458'92 412'00 TABLA 6.3-2 248 CORRlENTES RESIDUALES P~ríodo: 23-6-81 a 22-7-81 1 : 20 m. ! Sector Anqulo (~l/ , N O ; " ! m 22.5 j n ~5 : I EH 61. 5 ! E 90 1 , i ESE 112. 5 1 SE 135 ! o 1 ssr 157' 5 i . ¡ , S 180 i : I ssw Z02 'S , , Si 225 L I WSV 241'5 i 270 wn 292'5 KV ~15 ni 337'5 r Frecuelllcia - v (l) F (l). x 7 '16 5'74 O 14'~5 19'19 109'27 13 017 21 o 13 ¡ i 136 o 77 10'48 14' 05 l 136' 03 ! 7'66 6'89 ! 52'78 , ¡ 5'66 ~' 31 ¡ 22'54 4' II , 2 1 S7 i I 7'39 4'13 l' 68 ! 2'65 4 1 45 l' 60 ¡ a 8'60 2'97 1 -9'77 1, 10'64 5'86 -44 '1 o I 8' 44 1 3'92 ¡ -30'56 4' 91 2'68 -13' 16 3'19 2'27 -6'69 3' 21 2'27 ! -5 '1 S 3'86 2 1 4& I -3'63 100 ~14'37 it= ~\1.4L+4\~5r ---. -.. .-. {:t.':= G,' 2. !. A.! + o' O 2.. ~\_. TABL~ 6.4-1 249 F(%) .y 41'10 264'20 196 0 77 56'35 o -9'33 -7'39 -$' 41 -7' 12 i -23'60' I -44'1 a -12'65 I o 2'17 , S' 1 S 8'11 464'50 CORRIEITES RESIDUALES Período: 23-6-87 a 29-6-87 z : 20 IR. _ ¡ j Sector ~ngalo 1°) " O f MME 2Z '5 i I HE 45 ; ¡ ENE 67'5 I , E 90 ¡ ESE 112 ¡ 5 , i ¡ \ 35 ! SE l 55E 1157' 5 ! S 18 O i , SSV 102'5 I Si 225 . ~ i ¡ ¡ ! WSi 247'5 i 270 ni 292'5 n 315 XXV 337'5 i r ZllOO 1 - I Frecuencia v (') F (t).x F (%). Y 7' 37 I 9'33 O 68'16 14 '59 i 26'61 148' ~7 358'68 I 11'33 21'89 190'85 190'85 7'90 9'76 71' 23 J~'~_ ------- ~- --- _o. /- - ¡ 7'75 3'33 25'80 O I 4'64 ¡ 3 12'86 -5'33 , 5'42 I l' 5 5'75 -5'15 7'Z6 I O'S7 I ¡'69 -6'51 1 6 1 74 I 0'54 O -3' 54 10'60 2' 15 -8'72 -21' 05 ¡ 12'56 4'83 -U'89 -42'a9 10'19 4' 18 -39'35 -16'30 ~ '61 2'58 -11' 89 O 3'Oa 3' 43 1 -9'76 4'04 l'SB 2'04 -~'3Q 4'30 , 4'66 3'86 -6'88 16'S2 100 333'96 571'28 3'34 5'71 TABLA 6.4-2 250 CORRIENTES RESIDUALES Período: 30-6-87 a 6-1-87 Z : 20 11. , \ Sector Anqu I o (t I ¡ 11 O ¡ . Uf 22' 5 I I ME 45 ! , EME 67'5 ! i E 90 I I ) ESE 112' 5 SE I 135 t ¡ ¡ , SSc ¡ 157'5 1 , I ¡ S 1 180 ¡ I I SSW ZOZ' 5 SW 225 I WSW 147'5 I 1/ 270 , nw 292 '5 KV 315 NKV 331'5 ~ I EI\ 00 - v 7' 19 14'39 13'97 12' 1\ 8'77 7' 15 6'1\ 3'58 3'46 8 '76 e'56 7 '13 5 J 27 3 '97 4'0~ 2'94 Frecuencia (ll f (l). x f (l).y 4' O 7 O 19 '26 23' 41 128' 91 311'23 23'11 234'21 234' 21 15'17 176' 44 73'OS , 5' 56 W76 O 1 3'~8 20'35 -8'43 ! 1'69 7'30 -7'30 I ' 59 l' 31 -5' 59 0'99 O ! -3 '42 2' 18 -5'64 I -13'61 I 2'B8 -13'36 ¡ -13 '38 , j 5'75 -41 J 06 -17' 01 3'27 -20'50 O ¡ \ l'9a -7'26 I 3 'O I I z' 1 a -6'23 6'23 . 1 '19 . -2' 01 "SS 100 522'22 593'16 . r 5' 22 5'93 ¡ TABL~ S. H 251 CORRIENTES RESIDVALES Período: 7-7-87 a 13-7-87 z : 20 m. Sector ! AngutD (0) N 1 O I J. m 1 22'5 HE I H i ENE ! 67'5 I E 90 I I ¡ ESE 112' 5 i 1 SE 135 , I SSE 157'5 , , j s I 180 j i 1 20 2'S ¡ I SSW I i ! 225 ¡ i SW I I I WSW 247'5 I ; ! W 270 1 WNV 292'5 \ n 315 \ NNi 337'5 ) Z I 1 lIIOO \ - v 8'20 16' 04 14' 53 10' 87 7' 51 6'82 3' 81 ~ , \ o ¡'30 11' 59 I G ' 10 7'69 5'02 3'54 ¡'es 3'16 I f"'''''i'l 1 ~ I (~l F (~l.x I H\l.y ~ 1 5'75 O 41' 15 ( 20'93 128'H 310'16 I I 22' 02 215' 14 115'14 i , ¡ 1 4' 3S i 144'41 I 59'82 : i 8'93 , 67'06 I o ¡ , 4 '17 I -10'88 I 16' 27 ¡ I 2' 18 S'87 I -5'87 , ; ¡ 'S9 2' 49 ¡ -S'02 1'88 o ! -6'20 I 2' 38 -10'56 ! -25'48 I 4' 46 -31'85 -31' 85 , ¡ 2'58 -19'04 ¡ -7'89 i I I 2'68 -13'45 ) o , 1 ' 69 -5'53 2'30 2 '16 -4'45 4'45 2'08 -2'99 1'22 100 512'94 5W15 5'13 5'63 TASLA 6.4-4 252 CORR[~NTES RESIDUALES Períoóo: 14-7-81 a 20-7-87 1 : 2~ 111. ! I hgulo (0)1 S!Ctor I H O UE 12'5 I lE 45 1 ¡ I 1 I ENE I 61'5 ,; E 1 90 í 1 ¡ ESt ¡ ¡ 2 '5 ¡ I I SE 135 I I I 55t: 15 '{' 5 j I j S 180 I SSW I 202': , , I ¡ ¡ i ! 225 I SV j I vsv I 241'5 ! 11 I 210 WHIl 292 '5 U 315 Ui 3W5 ~ I ~noo I ¡ f frecueneiai - v (1) ¡ F(11.x 6'20 j .'56 ¡ O 12'04 I 12'40 ¡ 5?' 13 ; 12'33 19'35 158'10 10'19 í 11'06 I 110'06 8'03 I 8'83 10'91 \ 5'86 4'96 J 26'85 .'29 3'21 9' gz 3 "{ O l' l8 1'13 i S' 44 I 2 '78 n 7'93 I 4' 56 J -14 ¡ 14 12'11 I 9'33 -80'55 9'49 ! 2'18 -24'37 I I 4' 16 I l' 39 -S'78 1 2'93 ¡ 1 '1~ -('84 1 3'31 2'58 -6'04 3'94 l' 98 -2'98 100 368 ' 10 3'&8 ~ = ~'~g~ ~ "-'51. r F(1) .y 28' 21 137'93 168' il 7O'H O -11'12 -9'92 -1' 79 I -15 '\2 j -34'14 ¡ -86'55 f -10'10 I B 2'01 6'04 1'21 251'87 1'52 ---. ---- ........ R,' -= lt \ '-t tó Á! -+ 0\0:' ~\ nBLA 6.4-5 253 , CORRIENTES RESIDUALES Período: 23-6-87 a 22-7-87 1 • 40 111. Sector Angula ¡O) N O KH 22. 5 ~E i 45 1 HE 67.5 e 90 eSE 112.5 SE 135 SSE 157' 5 , S i 180 ¡ ! SSW 202'S I SW I 225 I iSi 247.5 , W ¡ 210 wHV ! 292'5 Mi 1 315 , nv 337'5 r i - Frecuencia! v ¡t) l r (%l.x F(t). y 6'92 5'83 I O An '34 13'96 ZO' 09 1 107'28 258'96 1 12'99 H'4ó ) 224'54 1 224'54 11' 96 14' 85 164'09 58'01 7'39 4 '64 33'55 o 5'69 I 2'14 ¡¡'78 -4'88 , 4'39 1 1'14 3'53 -3'53 ~ '24 I 0'83 I'H -3'25 5'39 l' 14 o -6' 1 ~ ¡ , ,'92 l'H -3' 18 -7'66 8'09 2'83 -16'19 -16'19 W24 5'5S -52'88 -21'91 8'43 i 4' a I -W55 o 5'36 4'05 -20'05 8'30 4' \ 4 3'45 -10' 11 10' 11 3'73 2'64 -3'78 9'11 100 399'37 555'81 TA8U 6.4-6 254 CORRrtRTES RESIDUALES Período: 23-6-81 a 29-6-87 Z : 40 l •. , I ¡ , Sector Angnlo (t)\ H \ 1 D J , UE 12 '5 i , n 45 l i ENE 61'5 ! E 90 , l , ESE 1 ! 2'5 1 SE I 135 , i SSE i 157' 5 ¡ : i , S I 180 í I SSW ¡ 202'5 1 I 1 I SW 1 125 I I WSW 241'5 I W 216 , i wn 292 '5 MV 315 MKW ( 337'5 ) I 1: 1 , ¡ , VIGO ¡ - 'l 6'14 15' 10 12'00 8'36 3' 3\ 4'H 2'04 l' 51 5'52 5'95 9'39 13'90 Q'H 6'(4 3'64 4 ' 27 frecuencia 1 (t) f(l). x ! I F{l). Y ;'62 ~ 51'3& 35'52 20S'31 j ~95'50 26'18 222'21 222'21 , 7'nS , 22'66 I 54'66 l' 93 ¡'55 O O'§4 Z'S8 I -1' 11 0'32 ! ~'46 I -O '4& , , O' 43 ~' 41 ¡ -1 'O~ I , 0'a6 G \ -4'75 1 I 0'0 -0'98 ) -1'37 I , I 1 '5~ -9'96 -9'96 3'43 -44 '04 -18'15 4' 29 -36' 08 O I 3'43 -20'41 8'44 2 1 90 -7'45 7'45 3'U -5'59 13'51 100 368'83 783'29 3'69 7'83 iABLÁ 6.4-1 255 CORRtEHTES RE5IOU~Les Período: 30-S-87 a 6-7-87 Z : 40 !!l. Sector ~ngl.llo (0) ~ O 1 UE 12'5 ! 1 ~E H ¡ ¡ I ! HE 61'5 I j ~ SO 1 I ¡ 1 ESE 112'5 I SE 135 j ! \ 57' S ¡ SSE ¡ I { ! 18~ ! S ¡ j ! I 202'5 \ SSIi ¡ ! i ! Sil 225 I 1 WSi 247' 5 1 í V 210 \ I ¡ , I vn l 292'5 ¡ Ni 315 ¡ I HNi 331'5 ¡ ¿ ¡ E/lOO ¡ ) - y 6' 42 13' 16 13'31 12 '15 7'06 5'24 3'95 3' 43 3'6Q 4' 2S 6' 10 5'1 Q 6' 14 3'59 3'16 S'22 frecuencial {tI f ('). x F ('). y ! , 6'05 O I 38'84 ZI'SS ¡108' 43 261'17 23'27 ¡ 257 '21 261' 27 1 16'27 i 182'63 75'65 4'27 ¡ 30' 1 S O 1 , I !' 29 i 6'25 -2'59 i I IJ' 99 ¡ 2'77 -2 '71 I , l' 09 í l' 43 -3'45 , , O'5~ I O -1'80 I ¡ I 0'60 ! -0'91 -2'34 1 l' 29 -5'56 -5'56 : 2'58 11 '63 -5'23 2'58 -11'39 O I '" S8 -15'12 6'26 5'06 -11'66 11'66 2'98 -$'61 8'87 IDO 531'53 64&'58" 5'32 6' 47 256 CORRIEKTES RESIDUALES Período: 1-1-81 a 13-1-87 Z : 40 111. 1 I Sector Anqulo (O)) M G i I i i ue 12'5 ¡ ; HE 45 I , ¡ , ENE 61'5 \ E 90 ! ¡ ESg ! i 2'5 ¡ SI 135 SSE 151'5 i I I : S I 180 i I i j ! ssw ' i 202'5 i 1 SN I 225 ¡ ¡ I iSi 247'5 ¡ ¡ I ! 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Existen en el afio dos épocas muy diferenciadas en el comportamiento del viento: los meses comprendidos entre Mayo y Agosto caracterizados por direcciones N y NNW con muy poca frecuencia en el resto de las direcciones y los meses restantes por el gran predominio de los vientos del Norte pero con frecuencias apreciables en el resto de las direcciones. Los vientos alisios presentan persistencias muy altas, en ocasiones superiores a 150 horas. * La ciculación en aguas restringidas en la zona de nuestro estudio, presenta un modelo dinámico tricapa. La superficial, hasta una profundidad de treinta metros, es originada por las corrientes de vientos y marea. En la intermedia, desde treinta hasta una profundidad de 50-55 metros, dominan las corrientes originadas por profunda, desde ondas largas. Por último, la capa los 55 a los 75 metros, donde se debe 259 tener muy en cuenta la fricción por fondo, en la corriente de marea y ondas largas. * Debido a las altas persistencias de los alisios, las corrientes originadas por los vientos se pueden admitir de perfil plano tipo Baines con parámetro m = - 0'26 Y con una profundidad relativa de inversión de z/d ~ 0'6. Para vientos con velocidades comprendidas entre 8 m/sy 12 mis y con persistencia superior a las seis horas, se puede admitir que la velocidad de la corriente superficial es lineal con la velocidad del viento y coeficiente 0'04 y forma un ángulo de 180° + 20°, respecto de la dirección del viento. * Una buena estima del régimen de corrientes originadas por el viento, se puede obtener con facilidad en función de las dos conclusiones anteriores. Efectivamente, por la última sólo mediante un cambio lineal de escala en los regímenes direccionales de vientos se obtiene el correspondiente régimen direccional de corrientes superficiales y mediante el perfil propuesto el régimen de corrientes originadas por el viento a distintas profundidades. * Las capas intermedia y profunda admiten un perfil plano de tipo parabólico, con parámetro O = 9. 260 La suma del perfil parabólico y el de viento (proyectado en dirección de la propagación de la marea) es plano y de tipo Van Veen y definidor de la capa superficial. Las corrientes de marea presentan una fuerte asimetría, con un 75% de entrante y corriente dominante NNE, y un 25% de saliente, de corriente dominante WSW, apróximadamente. * Como consecuencia de la conclusión anterior existen unas corrientes residuales muy altas que se pueden calcular con cierta facilidad mediante el método propuesto. La dirección de propagación de la corriente residual es apróximadamente NNE y con alta estabilidad. * Se puede admitir una residual en las corrientes originadas por el viento de alta estabilidad. La dirección de propagación es en época de alisios, SSW. * La asimetria en la elipses de marea se reducen sensiblemente cuando se tiene en cuenta la corriente residual. * El régimen de corrientes de marea se ajusta a una función de distribución normal si se tiene en cuenta las corrientes residuales. Se han detectado modos de oscilación atrapados 261 entre las Islas, de periodo 80 y 40 horas. las que Se observan ondas de 24 horas muy superiores a se pueden correlacionar con la componente diurna. Cuando están en fase con la saliente se originan fenómenos de resonancia, aumentando extraordinariamente el efecto de la saliente. Cuando esta onda está en fase con la entrante, se aprecia un aumento del tiempo de entrante as1 como un incremento de la propia corriente. La diferencia de comportamiento entrante y saliente es que esta onda atrapada, cede energía a la saliente en un tiempo muy critico, tiempo de saliente. sin aumentar apreciablemente el Por el contrario, en entrante nllm~ntn <;¡;gnif;rnt;vnment~ AstE'> tiempo. LoG. efectos de resonancia se amortiguan en el tiempo como suele ocurrir con estos tipos de ondas. Estas últimas conclusiones deberán constituir nuestra futura linea de investigación, la cual se deberá tundamentar en la medida de niveles a lo largo de la costa Este de Gran Canaria y de la costa Oeste de Fuerteventura. Sólo así se podrá detectar las posibles ondas atrapadas cuyos efectos se han podido apreciar en nuestro trabajo. Asímismo, se pretende con la información obtenida formalizar un modelo matemático de la totalidad de la zona comprendida entre ambas Islas. 262 BIBLIOGRAFIA. (1) Bowden t K.F. (1983) : "Physical Oceanography of Coastal Waters". Ellis Horwood Series Marine Science. (2) Csanady, G. T. 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Autora: Esther Pérez Martell Director: Prof. Dr. Luis Tejedor Mart1nez Julio 198( 30' 'l)0 . r/ i I 21 _=-f---'-~ __ ~-~~F=-==~~~,'=_=_=~1~tO~=~~~3it:':_:_=~,~o:~=~.~==J14~·==~~==3 LA \)PALMA c::(7HIERRO o GOMERA ISLAS CANARIAS o GRAN CANARIA 1'- aZAROTE FUERTEVENTURA ~. SAHARA G~ C4.iilARIA Pt;¡-c.IJe Nub:o t950 ~ p'-:;o de las Nieves 1173 FIGURA 3 3 . -2 I "" 133:; 529 fl 18H / / Pto. Dep. Taliarte / 20 30 FJa 1: ESTACION METEOROLOGICA ~2: CORRENTIMIENTOS ~3: rvAREOGRAFO 34 50 © Universidad de las Palmas de Gran Canaria. Biblioteca Digital, 2003 50 / 70 Tr9J30" N 2 84 2'rS9'OO" N E: 1:12500 10 \ "- 7~ 20 ) 30 SO 70 2" 59' 30" Pto. Dep. Taliart e R, Taliarte R 2 84 2" S9'O~' N 70 E =1:12500 © Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. Bibliolect Digital, 2003 o 5 10 20 E 30 o « 40 o o z 50 :::J LL o ex 60 o... 70 80 90 100 o o N C) O W l' C) O C) C) U1 o C) Ol o o © Universidad de Las Palmas de Gran Cmaria. 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Biblioteca Digital, 2003 DrSTA\ICIA (m) o --> ~ --> N W -l- o o o o o o o o o o -+--,---+-- ._-_ .. --4-- FIGURA 3.3-7 Vi o o -" en 8 --.J o o B> 8 ~ o o RADIAL R] EH = (' : 1QOOO ) EV: (i: XXX) ) N ~ o o o N W .t-- U1 (J) --..J (Xl ID o o o J c..-:. o o o o o o o o o o o o o -----+--- ---t - , 5 le --------------- 20 E o 30 <! o 40 I o sol z ::J LL o o:: 60f n. I 70¡ 80 9D 10!) 110 © Universidad de Las Palmas de Gran Cmaria. Biblioteca Digital, 2003 DISTANC[A (m) -" ..... w -" -- o ..... '" 4-- (J1 o o o o o o o o o o o o I I----_+_ FIGURA 13-B -" ::::j 05 iJ$ N (J) § o o 8 8 o o ~ADIAL R4 EH:: el: 1QOOO) EV= (1: 1000 ) N ~ N ~ ~ 8 8 , N ~ 8 I 5 10 20 .:() E I '-1\ :.J ce :.J SO - :.J Z :J J._ 60 ::> x l 70 80 90 100 110 o o o N o o w o o U1 o o en o o ---l o o ce o o I.D o o © Universidad de _as Palmas de Gran Ganaria. Biblioteca Digital, 2003 OlSTANCfA Cm] o 8 ..... 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Biblioteca Digital. 2003 --" N W o o o o o o DISTANCIA (m) en o o (» \D 8 8 - o o o .- -- .. --+-1 --+---+--t--------+I LONGtTUD1 NAl L] EH: Cl: flaX) ¡EV: (1: 1(XX) o 90YAS 2:=20 m :ORRENTIMETRO cl=40m CORREHTIHETRO ACOUSTIC RELEAS E FIGURA 3.3 -13 "t:J ce "t:J • .-< '" U ~ o '" ..... QJ :> G A N O O 01-01-76 al 31-i2-B5 (14012 datos) Calmas 14.84 % '" o+- ____ --~---r--~-------r------~--~--~----~--~--~--~--~--~--~---r--~--~---r--~---T---- 00 3i-"lC-7! !3: 00 02-0:'-78 13: 00 C'2"C::HIO ~!:: COO C1-l,t-Bt ~!: 00 03-01-83 1.3: Da (I'3-il~ 13: ao J1.-0t-7S IH.: co 01~O9-77 01: 00 03-05-19 01: 00 Ol-Di-Bl 01: 00 ca-09-i'2 C~ 00 113-05-11" Ot: 00 "t:J ro "t:J .,-l ~ 1 . 1 ·1 FigéJ:'8 4.2 :3 A t~ O O 01-Q~-76 al 31-~2-76 1464 datas Cal~as 17.62 % l ~ ~ :1 ' o :!u.-ru,-71S 11:: 00 01-0,-4-76 i!t 00 OI....a&-7S 13: 0<) os~'7I! 11: 00 cs. .. to-;" 11:: 00 01-1.2--71 l:t 00 Oi-oi-1'! oc 00 1t2-03-'11! Oc oa 02~i'! g1: 00 C'2-4l?-'18 os.: ca 01-09-nI Oi! 00 Ot .. u-?'8 al: oc :H-i""" d: ICI Fi gura 4.2 2 -¡j)", ,~ E'" - - G A 0J O O 01 01 77 al 3:i-i2-77 (i460 datos') Cal:nas : :7.1S % r-igura ~.2 3 GAt-;!J[) Oi-O!-78 a: 31-::'2-78 (1460 datos) Cal:T:as : lB. B4 J~ i'igu:-a 4.2- 4 ~ '" '" '!l ~ Ui~ '-. . Si. '" ~ - "O ro "C I '8 ~ o en ...... W > .:1 ..; o ~ o o f.-o1. ... 7g ~1 1 i ~I ~1 ~ ~ll .§~ u ro u .... en u"! o '" rl W > III ";1 1 1 01 G A N O O 01-01-79 a:::. 31-12-79 (1450 datu·<i Calmas 14.11 % (t J Figura 4.2~S G A N O O 01-01-80 al 31-12-80 ~464 datos) Calmas 17.01 % l~ ~~I--~--~--~--~-- __ ~ __ ~ __ ~ __ ~ ____ --~--~--~~--~--~--~-- __ --~--r- ____ ---- __ --~ o 'f.-Qi-f!O u: 00 Q1-oHO 13: 00 ~1-oHO '1"= 00 11&-olHlO" l3: DO' Ot-i.~ el: 0i:I ~i-t!:-tIQ ct 00 Ct,-(I!-tQ oc01J ~ 01:00 ~o Ot:OD 0'2-07-110 0'1:00 Ot~O 01:00 Di-U'" 01:00 Figura 4.2-6 ;\1 ~l I 1 ~ ;.l-ii E'" - - "C I ~ 1 .~ ~ O '" r-i ::.l > "' "' .¡ ~1 ~ ~ ti) ... ,"'! E '" ~ - ~ ~1 u "! o '" ~ :)~1 .\ \ -lJ G A N O O 'Jl-01-51 dl 31-12-61 (1460 daLos J ::almas : 13.22 % 03-07-0. OC 00 Figur-3 4.2-7 G A N O G 01-01-82 al 31-:2-82 (1460 datos) Calmas : 10.96 % Figura 4.2 - B ( .\ 02-U-tU 0:1.: 00 . \ I ~1 u ro G A N O O 01-01-(jj al jl-ic-¡jj (1460 datos) Calmas : 15.55 % ! : )lntl~ j '1 , ¡ :. ¡Ir : 1 ,,~, .... '" DO' i)H) ...... '" 00 i)H)1Hi:, .'" 00 DlH>IHI:l ,'" oa ~~ U; DO ~- ." QQ ID ""1 ......... "! e '" ~~ 'O ro 'O . ...... ", tJ "! o '" ...... OJ > :'igL:r34.2-9 G A N J o C1-01.-84 al 3i-12-E'4 r 1464 datos 1 Calmas : 9.70 % =igura 1,.2-10 1 ~i :il 1 S A N O O 01-01-1::\0 al jl-ic-1::\5 (14bO ja::Js J Calmas: !4.18 % :'"igura 4.2-11 (JAN DO • calmas )( Vmedia ~ ~ lJli o E o (-) 30 ..;. ( ~ I E ~ I J / Q I -c I N (\) ~ E \ / o > \ 11 2G :c iñ \ \ ! \ u \ ¡j \ ~ \ / ~ \ V~\ I .~ I ~ \ I ~ :J \ @ \ \ 10 iO \ \ En Feb Mar Ab May Jun Jul Ag Sep" Oct Nov Die FIGURA l..2-12 G A N O O 01-01-76 al 31-12-85 (14612 datos) Calmas 14.84 % :' I ./ '¡; ':, '1 ' I .! . E 101 I :i 1,; i ~ 1 I WSW 1" " !-: I i 5W Il! I ! SSW ! ,. I s 31-1!)-78 13:. Da 02-07"78 13:. 00 0'2-03-90 i!: 00 01-11-81 1:1: 00 C3-<l'1--el i:t 00 a3-0~ 1.3: 00 Jl-01-71;i 01: 00 01-Qsr-n 01: oc 03-05-79 tu: 00 01..-01-81 ca: 00 oa-09-e2 01: 00 0)-05--e .. os.: 00 31.-12--«1 1e: 0'0 SSEJ SE ESE E ENE I •• i NE NNE N NNW NW WNW j 101 Figura 4.2 -13 G A N O O 01-01-76 al 31-12-76 (1484 datos) Calmas 17.62 % :1 1 ¡JI: . •• ::101 1 . l' :SW.k-..-,l -----,--.---,--..,........:: .........,.-----r---r----.~...___.,.____,_......,.----,..~---.---...--~.....___.: ¡ : ,,-<1,.;. 'lO 00 0'-<1 .... 7' 'lO QO' 0'''''11-'8 nI 00 O'''''II-7a .:t 00 0'-11)-7a s!: 00 0;-111-.,., l!: ot Ol .... ,-78 .11 00 _711 .11.. ~,. oc 00 02-07-711 .11 o. .'-l1li-711 011 00 OI-U-71l .1: 00 rigura 4.2 -14 SSE SE ESE E ENE NE NNE N NNW NW WNW W WSW sw ssw S . ¡ 11 G A N O O 01-01-77 al 31-12-77 (1460 datos) Calmas: 17.19 % 31-H-n 1:1: DO 02..;,,..n 1:1: 00 t)¡H)6-n 1:1: 00 t)¡H)lI-n 1:1: 00 112-10-17 1:1: 00 112-1 .... " 1:1: !lO) Ot .. o:(-n Ci! (JQ ~,., 01: 00 ~O.!r77 01: 00 03-07 .. 77 01: 00 0'2-09--77 Oc 00 ~U-77 Ol: 00 . 3t-"'i.t-77 tI: 00 SSEj SE j ESEJ E j ENE~ NE J ClNEj N j NNW j NW J WNW J :~~:. ~ .. .. . .. , . , , . : .1:1 :~~'.: m1L .. " " ~igura 4.2-15 G A N O O 01-01-78 al 31-12-78 (1460 datos) Calmas : 18.84 % I L.I.I.....I.....~. mti 111 .\ . ::' ji 88W ~ S ~'-~~~~~--~-"'-~'''~--'r-'-'''~--~ __ --~--~-~---~-'~--~ ___ - ____ ~_~ ___ ~ • ______ ~ 03-07-78 Q1: Oa 02-1.0-78 U:: 00 a2-o9-7e 01: 00 O~I.:1-1tI 01: 00 03-03-79 al: 00 1.:1:QQ Figura 4,2-16 SSE SE ESE E ENE . . NE r NNE .. N ·1· NNW NW WNW w J wsw "W ssw S SSEj SE ESE E ENE NE NNE N NNW NW )lNW w wsw SW ssw s 1 . tl~ 'j' .. ./ ... .. \~~ ~t f G ¡\ N O O 01-01-79 al 31-12-79 (1460 datos) Calmas : 14.11 % Fiqura 4.2 -17 G A N O O 01-01-80 al 31-12-80 (14R4 rj;:¡tnc;) Calmas : 17.01 % =igura 1..2-18 J. ·[l· :V~'J\'~1l G A N O O 01-01-81 al 31-12-81 (1460 datos) Calmas 13.22 % SSE .. : r SE ESE E ENE l NE NNE N NNW .j .. NW WNW W WSW sw !. SSW s !ii-ot-9i 13: 00 O~ ..... 8t 1'!: Da ~Hl 1'3: 00 O'2-IJHl 13: ao C2-1Hl 1~ 00 a2-i2-l" 12. 012 Ot-Qi-!S. 01: 00 03-03-81 Oi.: 00 Cl-Q.!r8t Oi: 00 Q3-07-111 al: 00 O2-O~i Oi: 00 02-11-11 01: DO Figura 4.2-19 G A N O O 01-01-82 al 31-12-82 (1460 datos) Calmas 10.96 % SSE SE ESE 1 E ENE NE I~ NNE N NNW NW WNW W WSI! .~ SW ssw S "igura 4.2-20 SSE SE ESE E ENE NE NNE N NNW NW WNW W wsw SW ssw S SSE SE ESE E ENE NE NNE N NNW NW WMí W wsw SI; S ! : 1: : 1~ .:~ ¡ . , e A N o o 01-01-83 al 31-12-83 (1460 datos) Calmas : 15.55 % Fiqura 4.2-21 G A N O O 01-01-R4 ,,1 ::l1-1?-R4 (14fi4 rl,,!-n.c;) Calmas 9.70 % Figura 4.2 - 22 .. j. ~~1 SSE SE ESE E ENE NE NNE N NNW NW WNW i/ wsw SW ssw S G A N O O 01-01-85 al 31-12-85 (1460 datos) Calmas 14.18 % ~~i. __ ~nft ~........aJ( ( .... 011 ~JI...IaI ~.llItI ~~ -t'!!oo tt!'-t~ t"t!oo 0'2-t.2-U .. ~oo OH • ..., ", O. ~ oc 00 ~ os: 00 1)H7-115 01: 00 Oi-OlHII OC 00 Qa.1I_ oc 00 figura U -23 ROSA DE VIENTOS (G.NOO 1 Enero 11976. \9851 1· r lnter-""lO: O. O - '2. O 1m/s) •• ROSA DE VIENTOS 1 GANDO ) Febrero 11976. 19851 t fr Intervalo: 0.0'" 2.0 (mIs) ••• 10 % FIgura "1-2, ! I ROSA DE vIENTOS (SANCO) ,,"rza (\976 a 19851 \"" Intervalo: 0,0 - 2,0 Im/sl • • IIJ ROSA OE VIENTOS (GANDO 1 Abril \1!:1/b 8 1~6:1) 1" Intervalo: 0,0 - 2,0 (.101 • aJ F!guro q.¡¡ © Universidad de Las Palmas de Gr"an Canana Biblioteca Digital, 2003 lii I ROSA DE VIENTOS I GANDO ) )o(ayo \1976 ~ 1985) 1"" !ntl!r ... ~ lo O. O - 2. O (111/6) ROSA DE VIE."TOS I GANDO I JUlio 11976 • 15851 1"' :ntarvalo: 0.0 2,0 (111/51 MM Figura l.. 2"-28 M. F1gura 4.2" 30 ROSA DE VIENTOS ¡ GANOO ) Jun 1 o (1976 a 1985) 1"" Intervalo: 0.0 - 2.0 (m/al ROSA DE VIENTOS I GANDO ) AgOStO 11976. 19851 1,r- Intervalo: 0,0 2.0 (m/sl M. M. FIgura ~ ,¿-JI ROSA DIO V¡¡;NTDS I GANDO ) •• ROSA DE V¡¡;/<10S 1 GANCO ) - M-:J Sept. (1976 1I 19851 1''" !ntef"II!11o 0,0 2,0 (!JI/a) Octubre 11976 • 1985) t. r lntelrvl'Ilo: 0.0 2.0 (m/el ROSA DE VIENTOS I GANOO ) NC'I19mbre (1976 I!I 1985) 1'" Internlo: 0.0 - 2.0 1m!!!) •• ROSA ca VIENTOS 1 BANDO ) D1C1eD:lbl"~ (1S76 a 1985) 11T' IntervBlo: 0.0 - 2.0 (!!l/a) . -] Figura t.. 2 ·34 F1gura 42-35 " " G A,'; J O O!-·01-76 a 3!·12·85 (~.1G¡2 datos, H.84 calmas) n¡stosrama de VELOClD~O f,.!s) % r-- - r-- c-- - - - ~ g 'i - ~ ::: ¡:'lgWi"'i!l 42-% bAr, G O 01·01-77 a 31-12-77 ( 1450 (jatos. 17.19 X calmds l H;stograma de VELOCIDAD 1m/s) % FIgura L. 2-)8 G .. il iJ O 01·,Ol··/tj a 31-12' /6 ( 11164 datos, 1,' b~~ l d .mÓ~1 J Histograma ce vaOCIO~O 1m/s! % " F:gwr1! 1. ¡. 37 () A N U (j 01-01--7B d 31-1¿~7!l ( 14GO dallJ~, Hl B4 c,,:rri{js) Histo'l""ma De VELOCJOAO 1m/si % ,-- 20 - r- -- c-- " - Ih JO " ~ A N O O 0:-01-79 a 31-12-'9 I 1460 datos. 14.11 X calmas J eistograma de VELOCIDAD 1m/51 " 10 G A N e o Figura :'.2 -40 0:-01-81 a 31-12-81 ( 1460 datos. 13.22 % calmas I Histograma de VELOCIDAD (m/sl % r-- r-- 1-- - r-- 1-- 1-- il---l Figura 4.2-42 30 20 10 " 2Q G A N O O 01-01-80 a 31-12-80 11464 datos. 17.01 % c.:mas I HIstograma de VELOCIDAD (mIs) % - - - - ~ g ¡¡ " ~ ~ !:: :'. ~ ~ G A N O O 01-01-82 a 31-12-82 ( 1460 datos. 10.96 X ca:mas I Histograma de VELOCIDAD (m/s) % r- - - :- r-- '. - ~ ::--::1 30 .0 G ~ N O O 01-01-83 a 31-12-83 114;;0 datos. 15.55 ~ calmas) Histograma de Vi::~OCIDAD 1m/s) 01 " G A N O O 01-01-85 a 31-12-85 [ :~60 datos. 14.18 X calmas) Histograma de VELOCIDAD 1m/s) % .-- r- r-- .--- r-- r-- f-- f---l. G A N D O 01-91-H4 a 31-12-84 [ 1464 datas. 9.70 % calmas I Histograma de VELOCIDAD [mis) % r-- 20 f-- .-- r-- .-- 1--- \-- r----l 15 íO 5 3 5 7 9 G A N D O (10 Años) 11 13 15 17 Figura 4.2-47 _._. N _._. NNE ----- N E -- SUMA - Escala R E S 1 D UA L (11,210;.,) 3 5 7 9 11 13 15 , 19 "21 23 V (mis) o;. 20 15 10 1"\ . • \ / \ '. 5. 20 IS '. / \ )' I / I / ./ / /"\ / / , S / .. ~/ / ~, I .. / .1 ¡.?'" , i f' ..-o-'~ (<// I ¡ I i ¡ 1 3 5 7 9 11 GANDO (1976) 010 6 4 2 V(m/s} Fígu ra-t, .2-48 GANDO (1977) " t> 4' 2 ''., '-'" " '''- , .... , ""'-..,~ ¡ I ¡ '=¡ Vlnv's) 13 15 17 19 Figu ro -4.2-49 3 3 -"- N -'- NNE --- NNW --SUMA -Escalar RES! DUAL(11,l4 %) 5 7 - - N -._ .. NNE SUMA - Escalar 11 RESIDUAL (14,52%) S 7 % 20 IS 5 20 iS 10 G A N O O (1978) t\ I \ I I Lf\ I! \ [! \. I . !: \ J ) ,./J /" Ir' :. '" / 1 /"'~ / ."'" \ / / '\\ I ·/··~,-I \ //' .' ,. \ .~ 3 5 7 9 11 13 15 1,7 6 2 Figura-4.2-S0 -··-N _.- NNE -- SUMA - Escalar R ES! DUAL <10,1.8%) 3 5 7 9 11 13 21 23 V (mis) GANDO (1979) J 6 _ .. - N -'- NNE ----- NE -Escalar -- SUMA R ESI DUAL (9,.'.5%) 3 5 7 9 11 13 15 9 11 13 15 17 19 V (mis) Figura ~.2-S1 % 2 10 5 % 70 75 10 5 5 G AN DO (1980) a ¿ 2 I , _,0_- N _o_o. NNE _____ 0 N E --SUMA -Escalar R ESI DUAL (9,22-/_) 7 9 JI 13 17 19 V (mis) Figura 4.2-52 G AN DO (1981) _ .. - .. - N NNE ----- N E -- SUMA - Escalar 3 5 7 9 11 7 9 11 13 /5 /7 V(m/s) Figura 4.2-53 o/c 2 20 15 10 5 % 20 15 10 5 G AN DO (1982) N NNE NE SUMA - Escalar o¡. Ó RESIDUAL (11,78%) .4 Z 11 13 11 13 15 Y/mis) Figu ro 4.2-54 G AN DO (1983) 6 ¿ V(m/sJ Figura 4.2-55 --_.' N _.- NNE ---- NE -- SUMA - Escalar RESIDUAL (13,01%) % 2S 20 15 10 5 20 15 10 5 r\ 1 \ I \ I \ I \ I \ I t I I / í~" l' '\ / I . / I \ /. \ / f \ I J' \ / , 1/",-·,1 ~ / pI'/ / '. - '\ /. / ......... \ .. . G A N O O (1984) 6 2 /,/ '.... \\, 1 1 / o" . ". \\ I .'. ,. '\ / ~. ..... ':'''- 1 /""" . .. oC"·" ", '. _' o/"}..... -.;;. 3 5 7 9 11 13 /7 Y(m!s) Figura 4.2-56 GAN O O 09'85) 6 2 _ .. - N _._. NN~ ......... NE --SUMA --Escala _ .. _ .. N NNE NE -- SUMA R E SI DUAL (11,37°/ .. ) 3 S 7 9 11 13 3 5 7 9 -. Figura 4.2-57 % 20 10 5 % 30 25 20 10 5 .~ " /\ G AN DO (Enero 10 años) N NNE 6 4 ".- 2 NE NNW SUMA -- Esca(ar RESI DUA L (18,06'1.) 3 5 7 9 11 13 15 3 5 7 9 11 1 J 15 17 19 V (mis) f\, . \ / . , \ / \. ¡ \ I \ Figura 4.2-58 G A N O O (J U l i o, 10 años) 17 19 V ( mis) Figuro 4.2-59 Escalar NNE N N' DATOS 1.00 300 2(j{j tOO r\ I \ I \ I I..~,. ..... 'i\,~ d'J ". / / (\ I '! \ , \ : ~ p I \ I \ / I '\ 1 ! J \ I , I \ \ 1 \ I \: f I o; , \: ~ J \' I \: I l' I \ . , \: I \. I I \' , \ , \ ! / \. / J) \ I ' 1 • I r-t I ; I I 6 I I . I :/\/ 1/ l\ 1: : ...::-.~ f/ f'J' \. \ l~~/ \,. \ f/ '''.;,. f "'~~ "''0 3 5 7 9 11 G AN O 0(1982) \: \ , '> • ~ \ :, '.\ '~\ : \ , \ '. \ . \ '~ ~ : \ : , ~ \ " \ " \ , , " , '. b "'0 13 15 '7 Figura 4,2-60 V{m/s) Distribucion escalar Oistribucion escalar paro las direcciones principales Dist ribucion llsealar residual Distri bucion teórica escalar Distri bucion teorica esca\ar (direcciones principole-s) Distri bucion teórica escalar rE'sidual so 30 !O !O G A N O O 01-01-76 a 31-12-65 (14612 datos. 14.64 % calmas 1 Histograma de OIRECCION % - w z z z 1- G ¡\ ~I O o F!gura U-61 01-01-77 a 31-12-77 ( 1460 datos. 17.19 % calmas) Histograma de OIRECCIDN % 30 •• G A N O O 01-01-76 a 31-12-76 ( 1464 datos. 17.62 % calmas I Histograma de OIRECCION % - n Flgu r , 4.2-62 G A N O O 01-01-78 a 31-12-79 ( 1460 datos. 18.84 X calmas I Histograma de OIRECCIDN % FIgura 4.2-64 [Document text truncated for crawler view.]