Modelo hidrodinámico y de oleaje del mar caribe : DELFT Caribe
Fecha
2019
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Editor
Universidad EAFIT
Resumen
A two-dimensional large scale mathematical model is presented, which was later migrated to three dimensions, coupling hydrodynamics and waves in the southern Caribbean Sea, named Delft Caribe. The low spatial and temporal coverage of the oceanographic measurements in the study area and the need to know the waves, currents and tides, and the interaction between them at different points of interest led to the construction of this model. The Delft 3D modeling platform was used, which is extensively validated for multidimensional simulation of flows and transport phenomena. The model considers at its borders tidal forcing, atmospheric factors, discharges of tributaries and waves from the Atlantic Ocean. The model results were validated, statistically and qualitatively, for the dry and wet seasons. The good results of the model allow to carry out different experiments aimed to know the performance of the tool to calculate the following: • Velocities of surface currents. • Changes in directions and heights of waves. • Levels of waves. • Changes in the above mentioned variables due to the passage of cold fronts and hurricanes. It was observed that the waves in the southern Caribbean come parallel to the trade winds (Northeast to Southwest) from the Lesser Antilles, to the Guajira peninsula continuing toward the Central American coast of Honduras and Nicaragua, and simultaneously turning south to the Gulf of Urabá and the coasts of Costa Rica and Panama. The significant heights in the model area increased in the dry season and with the passage of storms, with wave heights of: • 6 m in the zone near Guajira Peninsula- • 3 m in the Urabá Gulf. • 3 m in the San Andrés Archipelago zone. The model simulates, in a coherent manner, the Caribbean Current and Panamá Colombia Gyre. The first comes from the Atlantic entering through the model east border and flows to the Guajira Peninsula, where it turns into the Gulf of Mexico and the second is a gyre flowing from Panama to Colombia, with higher velocities during the wet season when the Caribbean current is less strong.
Descripción
Se presenta un modelo matemático de gran escala en dos dimensiones, que luego fue migrado a tres dimensiones, que acopla la hidrodinámica y el oleaje al sur del mar Caribe, llamado Delft Caribe. La baja cobertura espacial y temporal de las mediciones oceanográficas en el área de estudio y la necesidad de conocer el oleaje, las corrientes, las mareas y las interacciones entre estas en diferentes puntos de interés motivó la construcción de este modelo. Se utiliza la plataforma de modelación Delft 3D, ampliamente validada para la simulación multidimensional de flujos y fenómenos de transporte. El modelo considera en sus fronteras el forzamiento propio de la marea; los factores atmosféricos, la descarga de tributarios y el oleaje proveniente del océano Atlántico. Los resultados se validaron, cualitativamente y estadísticamente, para las épocas secas y húmedas. Los buenos resultados del modelo permiten realizar diferentes experimentos enfocados a conocer el desempeño de la herramienta para calcular lo siguiente: • Las velocidades de las corrientes superficiales. • Los cambios en las direcciones y las alturas del oleaje. • Los niveles de las mareas. • Los cambios en las variables anteriores debidos al paso de frentes fríos y huracanes. Se observó que el oleaje en el sur del Caribe se propaga paralelo a los vientos Alisios (Nororiente a Suroccidente) desde las Antillas menores hasta la península de la Guajira, sitio desde el cual se propaga hacia las costas centroamericanas de Honduras y Nicaragua, y al mismo tiempo hacia el sur hasta llegar al golfo de Urabá y las costas de Costa Rica y Panamá. Las alturas significativas en el área del modelo aumentan en la época seca y con el paso de las tormentas, con alturas de olas hasta de: • 6 m en la zona cerca a la Guajira. • 3 m en el golfo de Urabá. • 3 m en la zona del Archipiélago de San Andrés. El modelo simula coherentemente la corriente del Caribe y el giro Panamá - Colombia. La corriente del Caribe entra procedente del Atlántico por la frontera oriental del modelo y viaja hasta la península de la Guajira, donde gira hacia el golfo de México. El giro Panamá-Colombia viaja desde Panamá hacia Colombia, con velocidades mayores durante la época húmeda cuando la corriente del Caribe es menos fuerte.
Palabras clave
Delft 3D, Oleajes, Mareas, Mar Caribe, Corrientes, Huracanes, Modelo matemático de gran escala, Frentes fríos