Simulación numérica de corrientes oceánicas a gran escala

Abstract

La circulación oceánica es el resultado del equilibrio de distintas fuerzas tales como el forzamiento atmosférico, fricción y la rotación planetaria. Este trabajo muestra la base teórica de la circulación oceánica a gran escala, aplicando la solución de Stommel para un modelo de vorticidad barotrópica. Para efecto de las simulaciones se estimaron diferentes parámetros de fricción y dos conjuntos de datos de vientos. En vista de que se conoce poco sobre los términos de fricción de fondo, se eligieron distintos casos de estudio: a) en función del ancho de las corrientes (100km, 200km y 380km) y b) ancho de la cuenca oceánica (4000km). Así mismo, se eligieron vientos de tipo: a) simplificado y b) con datos de reanálisis. El efecto más importante en la configuración del giro oceánico es la intensificación de las corrientes en el borde oeste. En cuanto, al coeficiente de fricción de fondo, cuando este es cercano a cero indica un desbalance de las fuerzas y se aprecia un apilamiento del flujo hacia el borde oeste de la cuenca; mientras que, si el término de fricción es mucho mayor, el giro puede tender a una simetría. Un valor típico y adimensional para el presente trabajo es 0.3.

The ocean circulation is a balance of the atmospheric forcing, the friction forces and the planetary vorticity. The objetive is to describe the principal theories of the circulation and the representation of oceanic gyres using the Stommel's solution for solving the barotropic vorticity equation. For the simulations, it has been established four cases of study on which it has been used differents parameters of friction: a) based on the width of currents (100km, 200km and 380km) and b) based on width of the ocean basin (4000km). Furthermore, it has been used differents wind data sets: a) simplified winds and b) reanalysis wind data of January 1980. The most relevant in ocean gyres is the intensification of currents over the western boundary of the basin. Where the bottom friction coefficient contributes in the balance of the other forces, if it is close to zero, the gyre is concentrated in the western boundary, and while if the bottom friction coefficient is close to 1, the gyre tends to be symmetrical. A typical and dimensionless value for bottom friction coefficient is 0.3.