OCEANOGRAFIA FISICA

Autor: HERNÁNDEZ BARRERA NURIA ESTHER.
Año: 2004.
Universidad: SEVILLA.
Centro de lectura: FACULTAD DE MATEMÁTICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE MATEMÁTICAS.

Resumen: Desde hace siglos, el hombre se ha preocupado por medir la profundidad del fondo del mar, por lo que han ido surgiendo numerosas técnicas para realizar dicha medición. Actualmente se emplean para ello las ecosondas, que se basan en la medición del tiempo que tarda en propagarse una señal acústica desde su emisión hasta su recepción tras ser reflejada en el fondo marino. Para la utilización de estas técnicas acústicas se precisa determinar la velocidad de propagación del sonido en el agua del mar, a partir de la que se obtiene una medida de la profundidad existente. Para obtener la velocidad de propagación del sonido en el agua del mar se emplean unos algoritmos de cálculo a partir de las variables oceanográficas "Temperatura", "Salinidad" y "Presión", pero en muchas ocasiones no se dispone de toda la información necesaria para poder aplicar estos algoritmos, lo que genera que su fiabilidad se reduzca de forma considerable, surgiendo la necesidad de buscar nuevas metodologías para proceder a un cálculo más preciso. En este sentido, con este trabajo se pretende abordar el problema desde una perspectiva totalmente novedosa e innovadora mediante la utilización de redes de neuronas artificiales. Este tipo de técnicas ha sido aplicado en numerosos campos de la ciencia con resultados satisfactorios, pero hasta ahora se han abordado muy pocos problemas relacionados con el campo de la oceanografía a través de redes de neuronas artificiales. El objetivo principal de este trabajo consiste en la obtención de predicciones para la velocidad de propagación del sonido en el agua del mar mediante las técnicas de redes de neuronas artificiales, construyéndose dos redes de neuronas artificiales, cada una de ellas con distinta información de entrada. En concreto, se ha escogido el modelo de red de neuronas artificiales denominado perceptrón multinivel o multicapa con una única capa oculta, debido a las propiedades que presenta dicho modelo. Estas redes de neuronas artificiales han sido entrenadas mediante cinco algoritmos de entrenamiento representativos de las distintas tendencias existentes: "gradient descent w/momentum & adaptative lr (GD)", "Fletcher-Reeves conjugate gradient (CGFR)" , "Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno quasi-Newton (BFGS)", "Levenberg-Marquardt (LM)" y "Resilient propagation (RP)", todos ellos disponibles en el módulo Neural Network Toolbox 3.0 de MATLAB 5.3, entorno en el que se ha realizado todo el proceso. Además se han tomado diversas arquitecturas hasta encontrar aquella que optimiza los resultados. Este proceso de búsqueda ha sido realizado de forma exhaustiva, siendo construidas un total de 10000 redes de neuronas artificiales en el primer modelo, y 12000 redes de neuronas artificiales en el segundo, identificando así diversas características de los métodos de entrenamiento empleados, citadas a continuación: · La ordenación de los métodos de entrenamiento según el rendimiento coincide para ambos modelos. · En ambos modelos la red de neuronas artificial óptima se ha obtenido para el método de entrenamiento de Levenberg-Marquardt y para un tamaño de capa oculta formado por el mayor número de nodos considerados en cada caso. · Todos los métodos de entrenamiento considerados salvo el de Levenberg-Marquardt presentan cierto sobreajuste para los tamaños de capa oculta más elevados. · La selección de una estructura de red de neuronas artificiales más compleja no implica necesariamente una mejora en los resultados. Las predicciones de la velocidad de propagación del sonido en el agua del mar obtenidas mediante los modelos de redes de neuronas artificiales finalmente seleccionados han sido analizadas y comparadas con las proporcionadas por los algoritmos clásicos que se emplean actualmente para el cálculo de la velocidad de propagación del sonido en el agua del mar, pudiendo deducirse lo siguiente: · Los resultados obtenidos mediante las redes de neuronas artificiales mejoran los resultados de los algoritmos clásicos de cálculo de la velocidad de propagación del sonido en el agua del mar. · Las predicciones obtenidas mediante los algoritmos de Del Grosso y de Chen y Millero para la velocidad de propagación del sonido en el agua del mar no son válidas si no se dispone de mediciones directas de "Salinidad", ni siquiera al emplear datos de dicha variable procedentes de bases de datos históricas del Mar de Alborán. · El hecho de considerar un modelo de red de neuronas artificial con un mayor número de predictores implica una mejora en los resultados (el error cuadrático medio se reduce más de la mitad), lo que pone de manifiesto la importancia de introducir información adicional, aspecto no considerado en las técnicas clásicas de cálculo de la velocidad de propagación del sonido en el agua del mar.

Autor: FRAILE NUEZ EUGENIO OLIVER.
Año: 2004.
Universidad: LAS PALMAS DE GRAN CANARIA.
Centro de lectura: FACULTAD CIENCIAS DEL MAR.
Centro de realización: FACULTAD CIENCIAS DEL MAR.

Resumen: Para estudiar la variabilidad estacional de los transportes de masa, calor y agua dulce en la cuenca este del Giro Subtropical del Atlántico Norte, se han analizado cuatro series distintas de temperatura y salinidad entre abril de 2002 y marzo de 2003. Fueron recogidas, en tiempo real, a partir de los datos proporcionados por 19 perfiladores lagrangianos autónomos diseminados en la zona de estudio. Estos datos de temperatura y salinidad han sido interpolados, mediante una técnica avanzada de análisis espacial objetivo, a cinco cajas de idénticas dimensiones y con igual número de puntos de malla. Cada una de las cajas corresponde a una estación del año, siendo la quinta y última de ellas, la media anual. Se ha aplicado un modelo inverso a cada una de las campañas estacionales y a la media para la obtención de los transportes de masa, calor y agua dulce. El modelo inverso combina observaciones con información de la dinámica del medio, para estimar alguna característica desconocida de la circulación oceánica (velocidades en el nivel de referencia, velocidades diapicnas a través de cada interface, coeficientes de difusión diapicna, ajustes del transporte de Ekman y flujo de agua dulce). Los resultados de este trabajo, muestran que los perfiladores lagrangianos tienen la suficiente resolución vertical como para identificar las diferentes masas de agua existentes en la región de estudio. Así mismo, ha sido posible cuantificar la circulación de las capas superficiales, encontrándose para el transecto norte de nuestra región, un mínimo del transporte de masa meridional de -7.6±1.8 Sv en verano, y un máximo en invierno de -10.9±1.9 Sv. Para el transecto sur se ha encontrado un máximo en verano de -15.5±2.0 Sv. El transecto este de nuestra región está relacionado con la circulación de la Corriente de Canarias, que tiene un máximo significativo en verano de -4.8±1.4 Sv y mínimo en invierno de -2.2±1.0 Sv, demostrándose, así, la variabilidad estacional de dicha corriente en la zona de estudio. Finalmente, se han cuantificado los intercambios de agua dulce y calor entre la atmósfera y el océano y se han comparado con valores climatológicos. Obteniéndose para toda la región de estudio que, los procesos de evaporación superan durante todo el año a la precipitación pero de magnitud inferior a los que presenta la climatología. En cuanto a los transportes de calor, los valores obtenidos en este trabajo muestran que el océano está transfiriendo calor a la atmósfera durante todas las estaciones analizadas, pero su incertidumbre los hace no concluyentes.

Autor: LOPEZ GUTIERREZ JOSE SANTOS.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: E.T.S. INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS.
Centro de realización: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS.

Resumen: La síntesis fundamental de la presente investigación es una profunda reflexión relativa al procedimiento de cálculo y diseño de las obras exteriores de abrigo desde el rompeolas o dique en talud clásico al dique vertical hasta el dique mixto ante agentes como el oleaje. La costumbre, la tradición, el estado del arte nos va conduciendo desde el más puro determinismo al proceso estadístico, probabilístico con una variable exógena muy bien conocida -la altura de ola- y múltiples ligadas y correladas ampliamente desconocidas hasta la fecha -periodo, duración, ángulo de ataque, nivel de referencia del mismo,...-. Esta situación nos ha llevado a calcular de forma univariada, o, mejor dicho, a reproducir el comportamiento de los diques y su respuesta ante el clima marítimo de forma virtual. Un dique debe caracterizar su principio de reacción frente a la acción que representa un estado del mar. Su modo de fallo no es excluyente, sino relacionado y condicionado, por lo que la dificultad del diseño y dimensionamiento es mayor. Un estado del mar de cálculo es una combinación de variables exógenas que pretenden reproducir la realidad geometrizada y procesada estadísticamente bajo la combinación de diversos parámetros de dimensionamiento -altura de ola, periodo, ángulo de ataque,...- dando origen a un funcional, difícil de evaluar, de variables externas -exógenas- que actúan sobre la estructura condicionada, por ejemplo para el rompeolas, por su ángulo de fricción, profundidad, talud, permeabilidad y porosidad, peso específico, hasta un largo etcétera, donde no se puede olvidar el suelo ni el proceso constructivo. La reflexión nos conduce a observar la extraordinaria limitación de todos nuestros esquemas, modelos y programas de dimensionamiento de diques, pese al notable avance en sus desarrollos y datos de entrada, tanto en datos visuales como instrumentales o uso de rádar. El estado de mar de cálculo demuestra nuestro nivel global de incertidumbre en comparación con las inquietudes y rangos de error en los desarrollos científicos y numéricos de esta Tesis Doctoral. El trabajo consta de siete capítulos y un anejo que contiene los resultados gráficos de las simulaciones numéricas. A modo de introducción, en el capítulo 1 se presentan los objetivos de la presente investigación y la metodología empleada para el desarrollo de la misma. En el capítulo 2 se describen los aspectos más relevantes de la mecánica de ondas que posteriormente serán empleados en el desarrollo de los ensayos numéricos. Se hace un repaso a las propiedades de las ondas de gravedad -energía, flujo de energía, presión, etc.-, a las modificaciones del oleaje en su propagación sobre fondos de profundidad variable -refracción y difracción- y las propiedades estadísticas del oleaje, prestando especial atención a la distribución de alturas de ola y periodos. Ante las diferentes formas de obtención de los registros de alturas de ola, en el capítulo 3 se realiza una revisión de las expresiones que correlacionan las alturas de ola visuales y las instrumentales. De ello se deduce que no es fácil establecer dichas correlaciones debido a la disparidad de procedencia de los diferentes grupos de datos. También es destacable la escasez de datos existente en la mayor parte del mundo por lo que entraña grandes dificultades a la hora de analizar con suficiente fiabilidad el clima de oleaje en dichas áreas. Como conclusión preliminar resulta básico para comprender el fenómeno del oleaje, conocer su ritmicidad -periodo- y magnitud -altura de ola-. Expuestas las condiciones de las que se parte cuando se trata de observar el comportamiento en la propagación del oleaje cuando se producen variaciones tanto en la ritmicidad como en la magnitud del oleaje, es necesario analizar la respuesta a esas variaciones en el proceso de propagación. Para ello, se realizarán los ensayos numéricos pertinentes a tal efecto y cuyo proceso de elaboración y muestra de resultados queda recogido en el capítulo 5. Pero, previamente, se ha realizado una revisión de todos los esquemas numéricos contrastados y validados en el momento presente que se recoge en el capítulo 4. En dicho capítulo, primeramente, se ha incluido una reseña histórica de los modelos de propagación de trenes de onda, para, posteriormente, pasar a describir cada uno de los esquemas numéricos existentes en la actualidad tanto sus fundamentos teóricos como las soluciones numéricas a dichos planteamientos. Finalmente, se abre un epígrafe aparte donde se describen los modelos numéricos desarrollados por investigadores españoles en los últimos tiempos. Como se ha apuntado en un párrafo precedente, en el capítulo 5 se describen los elementos necesarios para el desarrollo de las simulaciones numéricas -batimetrías y condiciones de oleaje- así como el análisis de los resultados obtenidos en la mismas. Dichos resultados, representados mediante mapas de propagación de oleaje -zonas de isoaltura de ola-, están recogidos dentro del anejo adjunto. Asimismo, se enumeran una serie de conclusiones que surgen como consecuencia del análisis anterior. Entre ellas cabría destacar la observación de la variación del periodo en la propagación, evolución, desarrollo y extinción de los temporales, la modelización de grupos y, con ello, los efectos de Hs,max - Tp y Hs - Tp,max , las variaciones de los coeficientes de refracción-asomeramiento con batimetrías suavizada y sin suavizar y las cotas de errores globales en modelos de expansión frontal de energía del oleaje. Por último, en el capítulo 6 quedan recogidas las conclusiones a las que nos ha conducido el proceso deductivo con el que se ha afrontado la investigación que se describe en esta Tesis Doctoral y que quedan sintetizadas en diversas variables o características como son las variaciones en la ritmicidad del oleaje, análisis de los fenómenos de incidencia y reflexión, métodos de obtención de batimetrías, etc. Al final, se dejan abiertas nuevas líneas de investigación que aseguren el avance dentro del campo de la ingeniería marítima.

Autor: VARGAS DOMÍNGUEZ JUAN MIGUEL.
Año: 2003.
Universidad: SEVILLA.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.

Resumen: Esta tesis tiene una orientación eminentemente experimental basada en el análisis de datos proveniente de diversos fondeos realizados durante la segunda mitad de la década de 1990 en el Estrecho de Gibraltar. El conjunto de datos obtenido durante el proyecto europeo CANIGO en la Sección Este del Estrecho es el más completo que se tiene hasta el momento en dicha localización. Se describe de forma general la importancia relativa de las fluctuaciones en las distintas bandas de frecuencia en relación a las corrientes medias, incidiendo especialmente en la caracterización de las señales subinerciales. La técnica de análisis mediante Funciones Empíricas Ortogonales se utiliza para separar las fluctuaciones en esta banda de frecuencia en función de su forzamiento y caracterizar el efecto de éstos tanto en las fluctuaciones subinerciales de la estructura de las corrientes como de diversas magnitudes integrales del intercambio. Durante el período de medida de cinco meses entre Octubre de 1995 y Marzo de 1996 denominado "Fase Común" se dispone de medidas simultáneas en la Sección de Camarinal como en la Sección Este. Se utiliza este importante conjunto de datos para estudiar con mayor detalle la variabilidad temporal de los flujos subinerciales. Dentro de este rango de frecuencias se presta especial atención a las señales quincenales y mensuales. Se propone un nuevo método, flexible y consistente, para estimar la profundidad de la interfaz y los flujos de entrada y salida, y otro método para descomponer estos flujos intercambiados en una parte denominada de "baja frecuencia", y otros correspondientes a los flujos rectificados de marea. En la Sección de Camarinal se observa una significativa variabilidad quincenal y mensual de la profundidad interfaz y de los flujos rectificados de marea. Las señales quincenales en los flujos de "baja frecuencia" se encuentran en contrafase a las observadas en los rectificados, de forma que tienen a compensarlos, de manera casi total en el flujo de entrada, aunque en el flujo de salida la señal de los flujos rectificados es dominante. La variabilidad quincenal-mensual en los flujos intercambiados se resume como sigue: Se observa una señal mensual significativa en el flujo de entrada, con el máximo en las mareas muertas posteriores a las mareas vivas más intensas. La señal quincenal del flujo salida muestra un mínimo (máximo valor absoluto del flujo de salida) ocurre en mareas vivas. En consecuencia el flujo neto tiene una mezcla de ambas señales, con el máximo en mareas muertas, especialmente en las mareas muertas inmediatamente posteriores a las vivas más intensas. La importancia de los flujos rectificados de marea justifica el análisis detallado de su origen. La hipótesis de que la interfaz se acomoda a las fluctuaciones del flujo neto para mantener de forma aproximada la condición de control hidráulico en Camarinal, introduce una cierta correlación entre las fluctuaciones de corriente y la profundidad de la interfaz, dando lugar a parte de la señal rectificada. En mareas vivas se desborda periódicamente esta condición de control en Camarinal. Asociados a estos eventos se producen importantes aceleraciones del flujo que parecen contribuir significativamente a la señal de los flujos rectificados. Finalmente, las observaciones en la mitad Este del Estrecho muestran que el paradigma de la teoría hidráulica de flujos bicapa no miscibles no es aplicable. Aunque no existe un marco teórico bien establecido que combine la teoría hidráulica con los procesos de mezcla, la interpretación de las observaciones apunta a que el sistema podría encontrarse en un estado cercano al intercambio "Máximo".

Autor: SOULAT FRANCOIS.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: STARLAB-EDIFICI OBSERVATORI FABRA .
Centro de realización: DEPT. TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS.

Resumen: Esta tesis investiga las capacidades de teledetección de la Reflexiones GNSS (GNSS-R) para aplicaciones oceanográficas, a través de estudios teóricos y análisis de datos experimentales. En primer lugar, proporcionamos una visión general de los modelos relacionados con los procesos físicos, como las características espectrales y estadísticas de la superficie del mar, escaterometria electromagnética y procesamiento de señales. Desde un punto de vista teórico y numérico, nos centramos en la validación para la banda L de la aproximación de la Optica Geomética según la teoría de scaterometria de Kirchhoff sobre el océano. Se propone después un nuevo modelo para la escaterometria bi-dimensional de la waveform, principalmente de Delay-Doppler Map (DDM). Se desarrolla una herramienta de simulación de GNSS-R lo que permite una síntesis de campo electromagnético reflejado sobre la superficie del mar. Este simulador se utiliza para evaluar la medición del estado del mar desde una plataforma costera. Además, nos centramos en al sensibilidad de GNSS-R a la dinámica de la superficie del mar, la dureza y la salinidad a través del análisis de datos experimentales. Interés especial se presta a la investigación de aplicaciones de escaterometría analizando datos de una campaña experimental de vuelo en condiciones de fuerte viento. Una inversión completa de DDM se desarrolla para deducir el cuadrado de la pendiente direccional media (Directional Mean Square Slope) de la superficie del mar (DMSS), que define el tamaño, la dirección y la isotropía de la PDF gausiana de las pendientes. Esta técnica se valida y se muestra como una herramienta muy eficiente para la escaterometria de GNSS-R. Las medidas de reflexiones solares biestáticas, (SORES) recogidas simultáneamente, aumentan la comprensión de la escaterometría casi especular a través del Tilt-Azimuth Mapping de la superficie del mar. Considerado como una repetición del famoso experimento Cox y Munk, la inversión de SORES proporciona DMSS que son consistentes con DMSS derivados de la banda L, y revela una significante no–gausianidad de la PDF de las pendientes. Basado en anális spectral, investigamos el importante impacto del mar de fondo (swell) además del estrés de viento sobre DMSS. Tanto las MSS ópticas, como L-band son 20% más altas que lo que predice el modelo wind-driven para las velocidades de viento observadas. Concluimos que DMSS debería ser considerado como un producto en si mismo y no vinculado sistemáticamente al vector de viento cerca de la superficie. Se describen también experimentos en tierra adicionales con el fin de extraer conclusiones preliminares en la medición de salinidad y emisividad de la superficie del mar con GNSS-R. El impacto de la salinidad se observa a través del análisis de la interferencia entre la señal directa y la señal reflejada, que demuestra un fuerte ruido cuando se compara con la magnitud esperada. En relación a la capacidad radiométrica de GNSS-R, se demuestra que el ratio de las señales reflejadas y directas permite la estimación de emisividad, aunque un conocimiento previo del estado del mar es necesario.

Autor: ISERN FONTANET JORDI.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: FISICA APLICADA .
Centro de realización: FISICA APLICADA.

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

Autor: JIMÉNEZ DOUGLAS BÁRBARA.
Año: 2003.
Universidad: LAS PALMAS DE GRAN CANARIA.
Centro de lectura: CIENCIAS DEL MAR.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS DEL MAR.

Resumen: Este trabajo modeliza, por un lado, la influencia del forzamiento atmosférico en el desprendimiento y generación de remolinos oceánicos al Sur de la isla de Gran Canaria. Y por otro, ponderar la importancia que tiene el efecto del viento respecto a la perturbación producida en el flujo oceánico por la presencia de la isla, que se denominará efecto topográfico. Para dicho estudio, por lo tanto, se considerarán dos posibles fuentes de vorticidad. Una, debida a la generación de una capa límite a ambos lados del obstáculo, como consecuencia de la perturbación del flujo oceánico al atravesar la isla, en la que se producirá un grandiente de velocidad que originará el desprendimiento de vórtices. Y otra, relacionada con el flujo atmosférico que generará a sotavento de la isla, a través del bombeo de Ekman, en el límite entre la zona protegida y expuesta al viento de la estela, impulsos hacia arriba y hacia abajo en la picnoclina a cada lado de la isla (zonas de convergencia/divergencia) que desembocará en la generación de vórtices. Dicho estudio se ha realizado, desarrollando un modelo numérico que aborda el problema de la perturbación de un flujo geofísico (Corriente de Canarias) por un obstáculo (isla de Gran Canaria) donde se incluye el forzamiento atmosférico (Vientos Alisios). Los valores del campo de vientos utilizado son similares a los observados en la zona. Las hipótesis que se desmostrarán a lo largo de este trabajo son: * El forzamiento atmosférico no es una condición suficiente para que se desencadene el desprendimiento de remolinos oceánicos. * El efecto topográfico es una condición necesaria pero no suficiente en épocas en que los valores de la velocidad de la corriente es de poca intensidad (U menor 0.1 m/s). * El forzamiento atmosférico en épocas de vientos de moderados a fuertes (W mayor 4 m/s) no es una condición suficiente pero sí necesaria cuando la intensidad de la corriente incidente es débil.

Autor: MACHÍN JIMÉNEZ FRANCISCO JOSÉ.
Año: 2003.
Universidad: LAS PALMAS DE GRAN CANARIA.
Centro de lectura: CIENCIAS DEL MAR.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS DEL MAR.

Resumen: La tesis doctoral titulada Variabilidad espacio temporal de la Corriente de Canarias, del afloramiento costero al noroeste de África y de los intercambios atmósfera-océano de calor y agua dulce, cuyo autor es Francisco José Machín Jiménez, dirigida por el profesor del Departamento de Física Alonso Hernández Guerra trata sobre la circulación oceánica a gran escala en la Cuenca de Canarias. Este trabajo de investigación viene a completar las ideas que históricamente se han venido estableciendo en torno a la Corriente de Canarias. Para ello, se ha dispuesto de una completa base de datos de muy alta calidad, adquirida durante el proyecto de la Unión Europea CANIGO (Canary Islands Azores Gibraltar Observations, MAS3-CT96-0060), entre los años 1997 y 1998. Dicha base de datos consta de información procedente de cuatro campañas de adquisición de datos llevadas a cabo en diferentes épocas del año, lo que ha posibilitado establecer una variabilidad estacional de la Corriente de Canarias. Además, se ha podido definir la circulación promedio relacionada con dicha corriente al construir una base de datos promedio a partir de las cuatro campañas de recogida de datos. El diseño de las campañas vino determinado por la técnica que se emplearía posteriormente para el análisis de los datos, lo que permitió que se puediese aplicar una de las técnicas más vanguardistas de la Oceanografía Física, los modelos inversos de cajas. Este método es especialmente útil y necesario para hacer estudios de circulación oceánica en la Cuenca Este del Atlántico Norte, dada la alta variabilidad en esta parte del océano. Los resultados de este trabajo han permitido conocer la circulación promedio y la variabilidad estacional de la Corriente de Canarias, así como la de circulación relacionada con el afloramiento en la costa oeste africana más próxima a Canarias. Asimismo, se han cuantificado los intercambios de agua dulce y de calor entre la atmósfera y el océano en esta parate del Atlántico, fenómenos que a escala global están relacionados con la circulación meridional por procesos convectivos y, consecuentemente, con el cambio climático.

Autor: CIANCA AGUILAR ANDRÉS.
Año: 2002.
Universidad: LAS PALMAS DE GRAN CANARIA.
Centro de lectura: CIENCIAS DEL MAR .
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS DEL MAR.

Resumen: En esta tesis se realiza un estudio exhaustivo del tramo de la columna de agua correspondiente al Agua Central Noratlántica en la estación ESTOC (estación Europa de Series Temporales Oceánicas de Canarias). Se han obtenido las características termohalinas y su variabilidad temporal además de otras variables dependeintes que ayudan a determinar las Masas de Agua. Se ha hecho también un amplio estudio del Agua Superficial buscando su conexión con el Agua Central Noratlántica. Por otro lado, se ha hallado la relación existente entre la Temperatura y la Salinidad para el tramo correspondiente al Agua Central Noratlántica mediante la determinación del mejor ajuste polinómico por mínimos cuadrados. Se han buscado señales de los procesos de mezcla por doble difusión, calculando para ello el ratio de la densidad descrito por Schmitt (1981) y analizando su relación con el proceso de convección en el área del ESTOC. Se han definido los Modos que forman el Agua Central Noratlántica del Este (ACNAE), obteniendo sus rangos y valores característicos en el ESTOC. Además, se ha estudiado su variabilidad a lo largo de la serie temporal, estudiando las tendencias más significativas de las propiedades de dichos Modos. Finalmente, se ha establecido la coincidencia entre la posición de los picnostatos y la situación de las isotermas características de los Modos.

Autor: RATSIMANDRESY ANDRY WILLIAN.
Año: 2002.
Universidad: LAS PALMAS DE GRAN CANARIA.
Centro de lectura: CIENCIAS DEL MAR.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS DEL MAR.

Resumen: A pesar de todos los estudios llevados a cabo para comprender la Oceanografía Física de la Cuenca Norte Americana, aún quedan varios puntos sin respuesta que necesitan una profunda investigación. El objetivo de este trabajo de tesis es aportar una posible respuesta a algunos de esos puntos, entre ellos la estructura vertical de la Corriente del Golfo, el proceso físico que incorpora agua en su trayectoria, y que por lo tanto, aumenta su transporte, y al final, el proceso de irrigación de agua superficial del Giro Subtropical hacia el Giro Subpolar. En primer lugar, se analiza un conjunto de datos de XBT y de Pegasus para poder verificar y explicar la alineación vertical de la Corriente del Golfo con la densidad. La representación de la estructura de velocidad de la Corriente del Golfo muestra que la corrienta está alineada verticalmente con la densidad en un sistema de referencia isopicna. Esta alineación es confirmada con un estudio analítico aplicado a un océano divido en capas. El mismo conjunto de datos nos permitió analizar cómo el transporte de la Corriente del golfo aumenta a medida que va hacia el noreste. Masas de agua del Océano interior se incorporan a la Corriente a través de un bombeo epicicno por el cual las fluctuaciones del grosor de las capas isopicnas y de las velocidades perpendiculares a la Corriente están relacionadas. Para poder notar dicho bombeo, tuvimos que representar los datos en el sistema de coordenadas geográficas basado en la orientación media de la Corriente del Golfo para cada latitud, ya que el bombeo resulta suavizado en un sistema de referencia "natural" girando con la corriente. Con respecto a la extensión de la Corriente del golfo hacia el Giro Subpolar, la reducción del forzamiento a sólo un intercambio de calor variado linalmente con la latitud y la longitud, ha permitido resolver las ecuaciones de movimiento aplicadas a la cuenca Subpolar con dos capas para, luego, obtener una solución analítica relativamente simple. Esta solución muestra una circulación superficial hacia el noreste con agua de mayor densidad en la parte oriental y menro densidad en la parte occidental.

Autor: LÓPEZ LARA JAVIER.
Año: 2002.
Universidad: CANTABRIA.
Centro de lectura: INGENIEROS DE CAMINOS.
Centro de realización: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS.

Resumen: La rotura es el proceso de transformación del oleaje el que se tiene un mayor desconocimiento. Sin embargo, es uno de los procesos que más activamente influye en la dinámica litoral. Existen muchos trabajos que estudian los procesos que desencadenan la rotura, pero existe un gran desconocimiento de los procesos del flujo tras la rotura y especialmente sobre fondos permeables en la zona de rompientes. Ésta es la principal motivación de esta tesis. Para llevar a cabo este estudio, se diseñaron unos experimentos en los que la rotura se generó sobre una rampa de pendiente 1/20. Se analizó la rotura sobre fondo impermeable y sobre dos lechos permeables, utilizando el caso impermeable como referencia. Los tamaños de árido utilizados fueron de 39 y 19 mm respectivamente, con un espesor del lecho de 11 cm en ambos casos. Se registraron medidas de superficie libre, de presión y de velocidad, esta última mediante anemometría láser, tanto en la zona de asomeramiento como en la zona de rompientes. Se realizó un análisis de las magnitudes medidas y de las derivadas de ellas, estructurándose este análisis en dos partes. Primeramente, se analizó la superficie libre y posteriormente el flujo. El estudio de éste último se realizó en función de la escala temporal de los procesos, en relación al periodo de la onda. Así, se estudiaron procesos denominados de largo plazo, de escala temporal superior al periodo de la onda, proceso de corto plazo, de escala temporal comparable al periodo de la onda y, por último, los procesos relacionados con el flujo turbulento, de una escala de tiempo inferior al periodo. Finalmente, se realizó por primera vez una simulación numérica de la rotura sobre lechos permeables con el modelado de la turbulencia, y por su potencial para resolver el flujo dentro y fuera del medio poroso.

Autor: TORRES LÓPEZ SILVIA.
Año: 2002.
Universidad: VIGO.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD CIENCIAS DEL MAR.

Resumen: El modelo hidrodinámico tridimensional GHER, basado en ecuaciones primitivas, baroclino y con cierre turbulento de orden 1.5, se ha modificado sustancialmente para ajustarlo a las peculiaridades que presenta la Ría de Vigo. Se ha utilizado con diferentes conjuntos de datos, centrando el proceso de validación en tres aspectos: la dinámica mareal, la circulación residual y el campo termohalino. Las variaciones del nivel del mar y las corrientes de marea son similares a las observadas. El modelo reproduce correctamente la alternancia de eventos de alforamiento y hundimiento, consiguiendo una concordancia elevada en las velocidades cuando los vientos son intensos. Por último, las distribuciones de sal y temperatura, aún siendo más compleja su simulación, presentan una similitud muy aceptable con los datos reales con errores por debajo de 1ºC para la temperatura y de 2 décimas de salinidad. Se ha desarrollado un modelo biogeoquímico desarrollado para el estudio de la mineralización fraccionada en la Ría de Vigo. Se trata de un modelo simplificado desde el punto de vista hidrodinámico (1D desde la perspectiva del dominio y 2D desde la perspectiva de los flujos de intercambio en la horizontal y en la vertical), pero bastante novedoso desde el punto de vista de la mineralización de la materia orgánica pues considera diferentes velocidades de degradación para cada uno de los productos fitogenéticos. Los resultados del modelo indican que la intensidad del alforamiento controla la acumulación de Material Orgánico Particulado (MOP) en el sistema y, por ende, la relación entre material exportado y mineralizado in situ. Durante las condiciones de afloramiento medio, el material exportado es aproximadamente 1/3 del material acumulado en el interior del dominio. Bajo condiciones de alforamiento intenso, el MOP es preferentemente exportado, mientras que bajo condiciones de afloramiento débil, es la mineralización in situ el proceso predominante. Esta reducción de la exportación de MOP no sólo es consecuencia de una circulación más lenta, sino que también se debe a una menor Producción Neta de la Comunidad (PNC), reflejo del menor flujo de nutrientes desde la capa afótica.

Autor: MOURIÑO CARBALLIDO BEATRIZ.
Año: 2002.
Universidad: VIGO.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTADE DE CIENCIAS.

Resumen: Con el fin de determinar si los potenciales incrementos en producción de materia orgánica asociados a la actividad de mesoescala, podrían explicar, al menos en parte, el déficit de carbono orgánico descrito en el Atlántico NE subtropical (Duarte et al., 2001; González et al., 2001, 2002; Serret et al., 2001, 2002), estudiamos la entrada de nutrientes y los potenciales incrementos en biomasa y producción fitoplanctónica asociados a tres tipos de estructuras de mesoescala descritas en esta región: el monte submarino Great Meteor (MGM), el sistema frotnal constituido por la Corriente de Azores y el Frente Subtropical (CAFST), y los giros ciclónicos Storm. El MGM modifica la estructura hidrográfica de la columna de agua generando condiciones favorables para el crecimiento fitoplanctónico, sin embargo estas condiciones favorables estuvieron sujetas a un elevado grado de variabilidad a escala estacional, así como a escalas temporales más cortas. Dada la limitada cobertura espacial de estas estructuras en la región, así como la inexistencia de permanentes incrementos significativos en producción primaria asociadas al MGM, concluimos que la contribución de estos accidentes topográficos al déficit de carbono de la región es insignificante. Se observó una importante variabilidad estacional en la relación entre la estructura hidrográfica asociada al FST y la posición vertical y magnitud de los máximos de producción y biomasa fitoplánctónica. No se observó una correlación espacial significativa entre el patrón de distribución vertical de velocidades ageostróficas y la biomasa fitoplanctónica. El incremento máximo de producción primaria asociado al FST supondría un incremento del 5% en la producción primaria de la región, lo que significaría una reducción del 8% en el déficit de carbono orgánico medido en la región. Se observó un ligero incremento en las tasas de producción primaria, así como una elevación del máximo profundo de clorofila asociado con un giro Storm estudiado en abril de 1999. La generación de giros Storm estuvo sujeta a una importancia variabilidad estacional e interanual. La superficie ocupada por estas estructuras representa

Autor: GIL CID ESTHER.
Año: 2001.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: MATEMÁTICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS.

Resumen: El estudio e interpretación de los diversos aspectos de la variabilidad del nivel del mar, constituye el objetivo central de la memoria presentada por E. Gil Cid. Las investigaciones se han encaminado a obtener, con la mayor precisión posible, la posición relativa del nivel medio del océano en áreas costeras, para lo que se ha desarrollado una metodología consistente, en esencia, en un tratamiento matemático de análisis, modelización, tanto teórica como experimental, y posterior eliminación de las principales perturbaciones de su superficie libre, para la determinación de una tendencia del nivel medio del océano. La memoria está estructurada en 5 grandes bloques. Tras un primer capítulo en el que ya se plantean los objetivos del trabajo, se efectúa una aproximación general al problema del nivel medio del océano, que se lleva a cabo en el capítulo segundo, estableciendo asimismo las líneas de actuación. Tras el planteamiento del problema, se estudian las variaciones temporales en diferentes escalas de tiempo, sus causas y consecuencias, así como las líneas de actuación que se pueden adoptar para la determinación del nivel medio. En el siguiente capítulo de la memoria se analizan las condiciones que deben verificarse en los emplazamientos para que un estudio de estas características, así como la etapa de preproceso efectuada sobre las mismas y el desarrollo de un método para la corrección de errores e interpolación de lagunas. La metodología aplicada se basa en la eliminación de fenómenos perturbadores, que son estudiados y eliminados a continuación. Comienza, en el capítulo cuarto con los de mayor magnitud, las mareas, apartado donde se ha incluido, asimismo, sus modulaciones astronómicas y las interacciones no lineales entre constituyentes armónicos, que limitan, clásicamente, la precisión en la determinación del nivel medio. A continuación se han considerado las perturbaciones atmosféricas, prestando especial atención al efecto de variaciones de presión, tanto estáticas como dinámicas, procediendo a la eliminación del efecto dinámico. Finalmente, en el capítulo sexto, estudian las perturbaciones litosféricas e hidrosféricas, que a menudo, a pesar de tener un cierto aspecto cíclico, suelen interpretarse como tendencias. Tras un estudio loca preciso, se ha realizado una determinación regional: las variaciones del nivel oceánico en la Península Ibérica a partir tanto de observaciones mareográficas horarias como de medias mensuales. Finalmente, en el capítulo octavo de la memoria se han resumido las principales conclusiones.

Autor: ÁLVAREZ RODRÍGUEZ MARTA.
Año: 2001.
Universidad: VIGO.
Centro de lectura: CIENCIAS .
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: Esta tesis analiza los datos hidrográficos y químicos recogidos durante la campaña 4x que atrevesó al límite sur del giro Subpolar del Atlántico en el verano de 1997. Esta sección formó parte del programa World Ocean Circulation Experiment (WOCE) y se denominó 4x ya que repetía la sección 4 recorrida ya en 1957-58 durante el año internacional geofísico (International Geophysical Year). La estructura, desplazamiento y mezcla de las masas de agua en el Atlántico Norte Subpolar se analiza por medio de una técnica multiparamétrica. El modelo de mezclas propuesto se demuestra que es fiable y estable. Se detectan y discuten algunas inconsistencias en el método más ampliamente aceptado y utilizado para estimar la concentración de carbono antropogénico en el océano (CANT). Se propone una nueva parametrización para estimar el valor de la alcalinidad preformada (TA0) en el Atlántico Norte. Se recalcula el contenido en CANT a lo largo de una sección en el Atlántico Noreste usando esta nueva TA0, las constantes de disociación del CO2 propuestas por Merhbach et al. (Measurements of the apparent dissociation constant of carbonic acid in seawater at atmospheric pressure. Limn Oceanogr. 8,897-907,1973) e incluyendo el efecto de la presión de vapor de agua en la estimación de la presión parcial de CO2 pre-industrial. A partir de estos resultados concluimos que el desequilibrio de CO2 entre el aire y el agua cuando las masas de agua se forman es pequeño y no significativo. Evidencias indirectas y directas basadas en datos de CO2 de alta calidad tomados en zonas de formación de masas de agua en condiciones invernales apoyan esta argumentación. El patrón de circulación a través de la sección 4x se determina usando métodos inversos. El flujo de masa se restringe con valores de transporte en zonas específicas, a la vez que se conserva la masa y la sal para la región del norte de la sección y se fuerza el flujo de silicato a su valor de entrada vía ríos del norte de la sección. Los flujos de propiedades físicas (calor y agua dulce) y químicas (nutrientes, oxígeno, alcalinidad, carbono inorgánico total y antropogénico) se estiman y descomponen en sus componentes barotrópica, baroclínica y horizontal. La combinación de nuestros flujos con los de otros autores a través de secciones transoceánicas en el Atlántico Norte nos ha permitido plantear una serie de balances de propiedades tanto físicas como químicas dentro de las regiones definidas por las secciones donde se han evaluado los respectivos flujos. Los resultados de estos balances se discuten ampliamente y se comparan con evidencias indirectas y cuando es posible con los resultados dados por climatologías. Por último, se describe más detalladamente la estructura de los transportes físicos y biogeoquímicos a través de la sección 4x en cuanto a su distribución regional, vertical y en intervalos de temperatura. La distribución de masas de agua anteriormente obtenida se combina con los campos de los transportes para obtener la contribución relativa de cada masa de agua a los transportes físicos y biogeoquímicos a través de la sección. La circulación de masas de agua a través de la sección se discute en el contexto de la circulación termohalina a nivel de la cuenca del Atlántico Norte.

Autor: BAHAMON RIVERA NIXON.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS DE CAMINOS.

Autor: FERRER RODRÍGUEZ LUIS.
Año: 2001.
Universidad: LAS PALMAS DE GRAN CANARIA.
Centro de lectura: CIENCIAS DEL MAR .
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS DEL MAR.

Resumen: La creciente demanda actual de uso de la zona costera, con propósitos sustancialmente diversos, ha generado la necesidad urgente de un mejor conocimiento de la dinámica de oleaje en dichas áreas, caracterizadas por una profunda limitada. El oleaje representa el fenómeno dinámico de mayor trascendencia en todo lo que respecta a la Ingeniería y Gestión de Costas. Sin embargo, la mayoría de los estudios y programas de medida al respecto han sido desarrollados en regiones de aguas profundas, donde los contornos sólidos no perturban sus propiedades dinámicas. La presencia de los contornos de fondo y laterales en las zonas costeras, con los cuales el oleaje interacciona de forma no lineal, incrementa la complejidad del problema. El presente trabajo pretende contribuir a la mejora del conocimiento de las propiedades de oleaje en zonas de profundidad reducida. Para ello, se aborda el problema de la transformación del oleaje en este tipo de regiones desde dos puntos de vista que, aunque diferentes en esencia, resultan ser complementarios. En primer lugar, se examinan las características de la transformación del oleaje considerando su naturaleza aleatoria, con el fin de profundizar en el conocimiento de la evolución de su estructura probabilística, así como poner de manifiesto los diferentes fenómenos físicos involucrados en su transformación. En segundo lugar, se estudia dicho fenómeno partiendo de los conocimientos físicos existentes para poder predecir su propagación de forma determinista, mediante modelos numéricos. En ambos casos, se hace uso de información experimental obtenida mediante medidas a la naturaleza y en modelos físicos, contrastando la validez relativa de los modelos estocásticos propuestos, así como la correspondiente utilidad de las aproximaciones numéricas.

Autor: MARRERO DÍAZ M. ANGELES.
Año: 2001.
Universidad: LAS PALMAS DE GRAN CANARIA.
Centro de lectura: CIENCIAS DEL MAR.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS DEL MAR.

Resumen: En numerosos estudios se muestra que en el margen oriental del Giro Subtropical del Atlántico Norte gran parte de la Corriente de Canarias viaja hacia el Este, entre Madeira y la Península Ibérica. Una parte de este flujo recircular hacia el Sur-Suroeste, pero otra parte incide sobre el talud y la plataforma africana comprendida entre el Estrecho de Gibraltar y las Islas Canarias. El objetivo de esta tesis es caracterizar la recirculación del flujo en la Cuenca Canaria y analizar el acomplamiento existente entre dichas recirculación y el afloramiento costero en el noroeste africano. Dado que contamos con gran cantidad de datos de XBT en la zona, hemos desarrollado una metodología que nos permite obtener el flujo geostrófico en la zona a partir de los mismos, mediante la obtención de diagramas T-S analíticos para cajas de 2 por 2 grados de latitud y longitud en la Cuenca Canaria. De esta forma hemos calculado el flujo entre Lisboa y Madeira, entre Madeira y el Archipiélago Canario, y el que atraviesa una sección paralela a la costa africana y comprendida entre Gran Canaria y Cádiz durante el período comprendido 1996-1998. A partir de datos ADCP e hidrgráficos también se estima la magnitud del flujo que incide sobre el talud continental africano y recircula hacia el Sur asociado con las corrientes de afloramiento. Finalmente, se cuantifica que el bombeo de agua hacia el océano interior a través del filamento de Cabo Ghir es del orden de 0.5 Sv. Los estudios llevados a cabo en este trabajo nos han permitido plantear un esquema de circulación para la Cuenca Canaria, dominado por una Corriente de Canarias que fluye en una estrecha franja sobre el talud continental africano, asociada al afloramiento costero.

Autor: LEÓN ARTEAGA ANGÉLICA M. DE.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.

Autor: MARTÍN MÍGUEZ BELÉN.
Año: 2001.
Universidad: VIGO.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS DE VIGO.

Resumen: En esta memoria de tesis se realiza la primera descripción de la circulación en las Rías de Vigo y Pontevedra desde una perspectiva experimental, empleando una completa base de registros de corentímetros. Dicha base estaba compuesta por un total de 63 series recogidas en distintas posiciones y profundidades de ambas Rías a lo largo de 18 periodos, con una duración media de los fondeos de 40 días. El trabajo comenzó con una caracterización preliminar de las series, centrada en el estudio de dispersión y el análisis espectral. Se distinguieron dos rangos de frecuencia de interés, el rango mareal y el rango submareal, y se abordó el análisis de las corrientes en ambos rangos de forma separada. La descripción de la dinámica mareal fue realizado mediante la técnica del análisis armónico, utilizando 5 componentes (M2, S2, N2, K1 y O1). Las corrientes mareales presentaron fuertes diferencias dependiendo de la localización, profundidad y época del fondeo. Para el estudio en el rango submareal fueron empleadas diversas técnicas (correlación cruzada compleja, análisis espectral cruzado, descomposición en funciones empíricas ortogonales) que pusieron de manifiesto la importancia del viento como forzador de la circulación, y permitieron caracterizar su efecto sobre las corrientes en las Rías. Por último, se utilizaron los registros de corrientes para determinar caudales y tiempos de renovación, los cuales fueron comparados con los resultados obtenidos mediante un modelo de cajas.