2.2 CORRIENTE DE MAREA EN EL PASO DESERTORES (42º 45 S, 72º 45 W), DURANTE EL PERÍODO DE INVIERNO-PRIMAVERA DE 2004 (CONA-C10F 04-21)

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1 2.2 CORRIENTE DE MAREA EN EL PASO DESERTORES (42º 45 S, 72º 45 W), DURANTE EL PERÍODO DE INVIERNO-PRIMAVERA DE 2004 (CONA-C10F 04-21) Sergio Salinas 1 * & Manuel Castillo 2 1 Pontificia Universidad Católica de Valparaíso 2 Pontificia Universidad Católica de Chile ssalinas@ucv.cl* RESUMEN El estudio de la interacción de la marea con las constricciones de fiordos es a menudo la fuente dominante de energía para la mezcla en el fiordo. En esta investigación utilizando la información de 2 correntómetros (ubicados a 25 m y 80 m de profundidad), además de la información de sucesivos lances de CTD durante 24 horas, se efectuó la caracterización del flujo de corrientes en el paso Desertores. Las corrientes a 25 m, registraron mayores intensidades que las registradas a 80 m (un factor ~1,4), ambos correntómetros registraron amplitudes de corrientes cuyos cambios estarían modulados por la onda de marea, es decir, mayores amplitudes durante los períodos de sicigia y menores durante cuadratura, estas diferencias fueron más extremas a 80 m de profundidad. Al comparar los desplazamientos netos de una partícula de agua mediante el PVD, la corriente superficial (a 25 m) registró un desplazamiento de ~400 km hacia el sur-suroeste, en tanto que el correntómetro situado a 80 m registró un desplazamiento neto ~150 km hacia el norte. Las mediciones de corrientes son contrastadas con los registros de densidad obtenidos mediante el muestreo cada 6 horas de características de la columna de agua en el paso Desertores, de manera de obtener la profundidad donde el flujo podría cambiar de dirección. Los resultados indican la presencia de un flujo baroclínico en el paso Desertores el cual estaría modulado fuertemente por la entrada de la onda de marea. Los espectros de energía de las corrientes muestran dos características importantes: la mayor energía en la frecuencia de marea semidiurna y el registro de mayor contenido de energía en el correntómetro a 25 m que la registrada a 80 m. Financiamiento: CIMAR 10 Fiordos, CONA. En el área de fiordos y canales ubicada entre la X y XI región, la información de las características físicas, químicas y biológicas de las aguas interiores eran prácticamente desconocidas hasta el inicio de los proyectos CIMAR-FIORDOS (CF). En el área mediciones de temperatura y salinidad realizadas durante el experimento CF 1 en el golfo Corcovado (Silva et al., 1998) muestran la presencia de un frente en el paso Desertores (42 45 S, W), donde se conectan las aguas interiores del golfo con las aguas oceánicas, las cuales penetran a través de la boca del Guafo. Estudios efectuados en zonas de características similares a las de paso Desertores (Simpson & Nunes, 1981; Aure & Stigebrandt, 1989; Largier, 1992) señalan la importancia que tiene la entrada del frente, al estuario puesto que fomenta el intercambio químico/ biológico. Las características morfológicas de los estuarios (abruptos cambio de pro- 27

2 Crucero CIMAR 10 fundidad y el ancho de la conexión) combinado con la presencia de la onda de marea disminuyen la importancia del efecto del viento y otros factores de fricción (Stigebrandt, 1980; Largier, 1992; Aure & Stigebrandt, 1989; Salinas & Hormazábal, 2004). El frente se presenta cuando el flujo de marea que penetra a un estuario es lo suficientemente fuerte para impedir la salida de flujo de boyantes en o cerca de la boca del estuario (Largier, 1992). Una línea superficial suele destacarse y puede corresponder a una marca del sumergimiento. Variados autores (e.g. Largier & Taljaard, 1991; Blanton et al., 2000), reconocen que la presencia de estos frentes es de gran importancia para la circulación y estratificación del estuario en su totalidad. El área de estudio se presenta en la Fig. 1, en el área del paso Desertores (cuadrado rojo) se efectuaron mediciones salinidad y temperatura cada 6 horas utilizando un CTD-SeaBird19 durante el período de invierno en el marco del crucero de investigación CIMAR 10 Fiordos. Además se instaló una línea con 2 correntómetros a 25 m (2D-ACM) y a 80 m (RCM9), los cuales registraron el vector corriente entre septiembre y noviembre de Las corrientes a 25 m (C25) desarrollaron en forma predominante direcciones sureste (27%) y sur (23,6%), como también noroeste (16,0%) y norte (14,3%). Las magnitudes medias en este eje fueron en torno a 30 cm/s hacia el sur-sureste y de 25 cm/s hacia el norte-noroeste, el máximo fue de 92 cm/s asociado a la dirección sur. Mientras que las corrientes a 80 m (C80) desarrollaron principalmente direcciones norte (38,4%) y sur (21,13%), direcciones que también concentraron las mayores magnitudes medias del registro C80 (11 cm/s y 10,2 cm/s, respectivamente). La reversibilidad del flujo queda claramente representada en la Fig. 2, lo cual también se refleja en las bajas intensidades medias registradas en C25 (6,5 cm/s) y C80 (2,5 cm/s). El análisis del diagrama del vector progresivo indicó un desplazamiento neto de 400 km hacia el sur-sureste a 25 m de profundidad, mientras que a 80 m el desplazamiento sería de 148 km hacia el norte, indicando flujos medios en dirección contraria en el área de estudio. El principal forzante de las corrientes medidas en el área del paso Desertores es la marea, a 25 m se apreció un flujo neto hacia el sur-sureste, mientras que a 80 m se registró un flujo neto en dirección contraria (hacia el norte) de menor intensidad. Las corrientes media fue de 6,5 cm/s hacia el sur a 25 m de profundidad y de 2,5 cm/s hacia el norte a 80 m de profundidad. Los espectros de energía de las corrientes muestran dos características importantes (Fig. 3): mayor energía en las bandas de frecuencia de marea semidiurna y diurna y mayor energía en el correntómetro a 25 m que la energía registradas a 80 m. El diagrama del vector progresivo a 25 m de profundidad, indicó un desplazamiento neto de 400 km hacia el sur-sureste mientras que a 80 m el desplazamiento sería de 148 km hacia el norte, indicando flujos medios en dirección contraria en el área de estudio. Un número de Froude densimétrico basado en la velocidad de marea a través de la constricción del paso Desertores y la estratificación vertical permite deducir el carácter de flujo sobrecrítico. 28

3 REFERENCIAS ARMI, L. & D. M. FARMER Maximal two-layer exchange through a contraction with barotropic net flow. Journal of Fluid Mechanics 164: AURE, J. & A. STIGEBRANDT On the influence of topographic factors upon the oxygen consumption rate in sill basins of fjords. Estuarine, Coastal & Shelf Science 28: BLANTON, J. O., F. A. ANDRADE & M. A. FERREIRA Effect of a broad shallow sill on tidal circulation and salt transport in the entrance to a coastal plain estuary. Estuaries Vol.23, 3, FARMER, D. M. & L. ARMI Maximal two-layer exchange over a sill and through the combination of a sill and contraction with barotropic flow. Journal of Fluid Mechanics 164: LARGIER, J. L Tidal intrusión fronts. Estuarios 15: LARGIER, J. L. & S. TALJAARD The dynamics of tidal intrusion, retention and removal of seawater in a bar-built estuary. Estuarine and Coastal Shelf Science 33: SALINAS, S. & S. HORMAZÁBAL Capacidad de transporte de la constricción de Meninea para un flujo de dos capas y el efecto de la corriente de marea. Cienc. Tecnol. Mar, 27(1): STIGEBRANDT, A Some Aspects of Tidal Interaction with Fjord Constrictions. Estuarine and Coastal Mar. Sci. 11, SILVA, N., C. CALVETE & H. SIEVERS Masas de agua y circulación general para algunos canales australes entre Puerto Montt y Laguna San Rafael, Chile (Crucero CIMAR 1 Fiordos). Cienc. Tecnol. Mar, 21: SIMPSON, J. H. & R. A. NUNES The tidal intrusion front: an estuarine convergence zone. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 13:

4 Crucero CIMAR ,5-42 Latitud (º) -42, , , ,5-72 Longitud (º) Figura 1: Área de estudio, se ha graficado el área general de ubicación de la estación de muestreo, en rojo se identifica el área particular. 50 cm s m 50 cm s m Septiembre Octubre Figura 2: Diagramas de trazos de corrientes medidas en el paso Desertores, a 25 m y 80 m de profundidad. Ambos correntómetros presentan oscilaciones asociadas a los ciclos de marea con mayores amplitudes durante sicigia y menores durante cuadratura. 30

5 10 6 Períodos (hrs) 10 1 Densidad espectral (cm s cph ) U V 25 m 95% 10-6 Densidad espectral (cm s cph ) U V 80 m 95% Frecuencia (cph) Figura 3: Diagrama de espectro de energía de las corrientes medidas a 25 m y 80 m en paso Desertores de septiembre a noviembre de