Detección y seguimiento de remolinos de mesoescala en el Pacífico Sur-Oriental usando un

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1 Detección y seguimiento de remolinos de mesoescala en el Pacífico Sur-Oriental usando un método geométrico Osvaldo Artal Arrieta Tutor: Ali Belmadani Trabajo Final de Tópicos en Física VI Departamento de Geofísica, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Concepción, 6 de Julio 2015

2 1 Introducción 2 Metodología Código Experimentos 3 Resultados Método de Mason vs Método de Chelton AVISO vs ROMS 4 Conclusiones

3 Introducción Remolinos y meandros son estructuras recurrentes en los SBO. Presentan típicamente variabilidad de mesoescala (Hormazábal et al., 2004). Radios típicos del orden de 100km y velocidades 5cm/s (Hormazábal et al., 2004) Se forman principalmente en la CTZ y se propagan hacia el oeste en respuesta principalmente a flujos de inestabilidades barocĺınicas (Leth and Shaffer, 2001). Hormazábal et al. (2004)

4 Introducción Los remolinos CC viajan hacia el SO o longitudinalmente hacia el O, mientras que los remolinos AC lo hacen hacia el NO (Chaigneau and Pizarro, 2005) Transporte convergente y divergente promueven el incremento de las concentraciones de fitoplancton disponible (Correa-Ramirez et al., 2007)

5 Introducción Varios algoritmos para automatizar el proceso de detección y seguimiento de remolinos de mesoescala. Geométricos (Chaigneau et al., 2008, Mason et al., 2014, Chelton et al., 2011, Nencioli et al., 2010) Físicos (Isern-Fontanet and Font, 2003, Doglioli et al., 2007) Hibridos (Halo et al., 2014)

6 Metodología Código py eddy tracker (Mason et al., 2014) Lenguaje Python, Licencia GNU Identificación y seguimiento de remolinos AVISO y ROMS

7 Metodología Código Mason et al. (2014)

8 Metodología Experimentos

9 Resultados Método de Mason vs Método de Chelton Tabla: Cantidad de remolinos detectados por los métodos de Chelton y de Mason Método # AC # CC Total Chelton Mason

10 Resultados Método de Mason vs Método de Chelton

11 Resultados Método de Mason vs Método de Chelton

12 Resultados Método de Mason vs Método de Chelton Tabla: Cantidad de remolinos detectados por los métodos de Chelton y de Mason sobre diferentes umbrales de tiempo. 4 semanas 26 semanas 52 semanas # AC # CC # AC # CC # AC # CC Chelton Mason

13 Resultados Método de Mason vs Método de Chelton

14 Resultados AVISO vs ROMS Tabla: Cantidad de remolinos detectados para los datos de AVISO y ROMS utilizando el método de detección de Mason Método # AC # CC Total AVISO ROMS

15 Resultados AVISO vs ROMS

16 Resultados AVISO vs ROMS

17 Resultados AVISO vs ROMS

18 Resultados AVISO vs ROMS Tabla: Cantidad de remolinos detectados para los productos de AVISO y ROMS sobre diferentes umbrales de tiempo. 4 semanas 26 semanas 52 semanas # AC # CC # AC # CC # AC # CC AVISO ROMS

19 Resultados AVISO vs ROMS

20 Conclusiones El método de Mason detectó aproximadamente un 30 % menos de remolinos que Chelton El radio de los remolinos varía entre los 40 y los 150 km, encontrandose una mayor cantidad de remolinos con un radio en el rango entre los 60 y 80 km para los remolinos CC y 50 y 70 km para los remolinos AC. Las principales diferencias son la amplitud y el tiempo de vida de los remolinos

21 Conclusiones La mayor cantidad de los remolinos tienen un radio entre 50 y 100 km, siendo principalmente AC (CC) para remolinos con radios < (>) a 120 km El mayor porcentaje de los remolinos CC (AC) tienen una amplitud de 3 (3.5) cm, tanto en AVISO como en ROMS. Tiempos de vida consistente. Principal falencia: Remolinos CC en ROMS.

22 Conclusiones Bibliografía I Chaigneau, A. and Pizarro, O. (2005). Mean surface circulation and mesoscale turbulent flow characteristics in the eastern south pacific from satellite tracked drifters. Journal of Geophysical Research, 110:C Chaigneau, A., Pizarro, O., and Rojas, W. (2008). Global climatology of near-inertial current characteristics from lagrangian observations. Geophysical Research Letters, 35:L Chelton, D. B., Schlax, M. A., and Samelson, R. M. (2011). Global observations of nonlinear mesoscale eddies. Progress in Oceanography, 91: Correa-Ramirez, M. A., Hormazábal, S., and Yuras, G. (2007). Mesoscale eddies and high chlorophyll concentrations off central chile (29Â o -39Â o s). Geophysical Research Letters, 34:L Doglioli, A. M., Blanke, B., Speich, S., and Lapeyre, G. (2007). Tracking coherent structures in a regional ocean model with wavelet analysis: Application to cape basin eddies. Journal of Geophysical Research: Oceans, 112:C Halo, I., Backeberg, B., Penven, P., Ansorge, I., Reason, C., and Ullgren, J. E. (2014). Eddy properties in the mozambique channel: A comparison between observations and two numerical ocean circulation models. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 100: Hormazábal, S., Shaffer, G., and Leth, O. (2004). Coastal transition zone off chile. Journal of Geophysical Research, 109:CO1021. Isern-Fontanet, J., G.-L. E. and Font, J. (2003). Identification of marine eddies from altimetric maps. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 20: Leth, O. and Shaffer, G. (2001). A numerical study of the seasonal variability in the circulation off central chile. Journal of Geophysical Research, 106(C10): Mason, E., Pascual, A., and McWilliams, J. C. (2014). A new sea surface height-based code for oceanic mesoscale eddy tracking. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 31: Nencioli, F., Dong, C., Dickey, T., Washburn, L., and McWilliams, J. (2010). A vector geometryâbased eddy detection algorithm and its application to a high-resolution numerical model product and high-frequency radar surface velocities in the southern california bight. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 27:

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