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Efecto del oleaje en la capa límite superficial del océano

Effect of waves in the upper ocean boundary layer

DANIEL SANTIAGO PELAEZ ZAPATA (2018)

El oleaje es uno de los procesos claves pare entender la dinámica de la parte superior del océano y su interacción con la atmósfera. Sin embargo, no existen muchas observaciones que permitan entender el efecto del oleaje en la capa límite superficial del océano. En este trabajo se presentan mediciones de la tasa de disipación de la energía cinética turbulenta en los primeros 80 m de profundidad, realizadas con un perfilador vertical de microestructura. De manera simultánea, se midió el flujo de momentum y variables meteorológicas en la interfase entre el océano y la atmósfera usando una Boya Oceanográfica y de Meteorología Marina (BOMM). Se estimó el espectro direccional del oleaje usando el método WDM (Wavelet Directional Method) y el esfuerzo inducido por las olas usando la teoría casi lineal de crecimiento del oleaje. Los resultados indican que la velocidad de fricción presenta un comportamiento parabólico con respecto a la rapidez del viento a 10 metros en condiciones neutrales, sin embargo, cuando aumenta la energía del swell, aumenta la velocidad de fricción. Durante las condiciones observadas, donde dominó el oleaje generado por tormentas lejanas, se estimó que hasta un 35 % del flujo de momentum del viento se transfiere directamente a las olas. Entre más momentum se transfiere a las olas, más energía se disipa al océano. Los resultados sugieren que cuando se presentan condiciones de equilibrio en las altas frecuencias del espectro, se intensifica la tasa de disipación de la energía cinética turbulenta cerca de la superficie. Finalmente, se encontró que al incluir el gradiente vertical de la deriva de Stokes como un término de producción dentro del balance de energía cinética turbulenta, la tasa de disipación es representada de manera más adecuada.

Surface gravity waves represent a key process to determine the dynamics of the upper ocean and its interaction with the lower atmosphere. However, there are relatively few observations that could allow us to understand the effect of the waves in the upper ocean boundary layer. This work presents measurements of the dissipation rate of turbulent kinetic energy in the upper 80 m, collected with a free-fall vertical microstructure profiler. Simultaneously, measurements of air-sea momentum flux and meteorological conditions were made using an Oceanographic and Marine Meteorology Buoy (BOMM). Directional wave spectra were computed using the Wavelet Directional Method (WDM). Wave-induced stress was estimated using the quasi-linear theory of wave growth. Air-side friction velocity shows a quadratic behavior with the 10 meters wind speed at neutral conditions. However, the results show an increase (decrease) of the friction velocity as the swell energy increases (decreases), which suggests that the friction velocity is not well modelled solely with the wind speed but the sea-state play an important role and must be included in the parameterisation. The results show that almost 35 % of the wind stress is transferred to the waves. This is expected since swell prevailed under wind-sea waves during the experiment. The more momentum is transferred from the atmosphere to the waves, the more energy is dissipated from the waves to the ocean. Results suggest that when the wave spectrum shows an equilibrium in the high frequency range, an enhanced dissipation rate is observed near to the sea surface. Finally, comparisons of different parameterisations of dissipation rates, indicate that when Stokes drift production term is included in the balance of turbulent kinetic energy, the dissipation rate is better represented when only the law of the wall scaling is used.

Other

Master Degree Work

oleaje, capa límite superficial, tasa de disipación de TKE, interacción océano-atmósfera surface waves, surface boundary layer, dissipation rate of TKE, air-sea interaction CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO OCEANOGRAFÍA INTERACCIONES MAR-AIRE INTERACCIONES MAR-AIRE

Evaluación del flujo de momento entre la atmósfera y el océano bajo diferentes condiciones de oleaje

Evaluation of momentum flux between the atmosphere and ocean under different sea conditions

Héctor García Nava (2006)

El flujo de momento entre la atmósfera y el océano es una componente clave tantoen la descripción como en la simulación de fenómenos atmosféricos y oceánicos. Generalmentese le parametriza como una función de la velocidad del viento y un coeficientede arrastre que depende directamente de la magnitud del viento. Sin embargo, diversosestudios han evidenciado que las condiciones del oleaje pueden modificar esta relación.En el presente estudio se analizan datos del esfuerzo del viento y del campo de oleaje,medidos de forma directa y simultánea, en la parte central del Golfo de Tehuantepec,Oaxaca, México entre febrero y abril de 2005.Durante el período de observaciones ocurrieron eventos de chorros de vientos intensostípicos de la zona, conocidos como Tehuanos, con intensidades entre 10 y 19 m/s. Elcampo de oleaje estuvo dominado por el oleaje libre bajo vientos débiles y por el oleajelocal bajo vientos intensos. La presencia del oleaje libre tiene un efecto, tanto en lamagnitud como en la dirección del esfuerzo del viento, que depende inversamente de laintensidad del viento. El oleaje libre causó desviaciones de la dirección del esfuerzo delviento respecto al viento promedio de hasta 180˚ y coeficientes de arrastre entre 2 y 6veces mayores a los predichos por relaciones paramétricas clásicas. Los datos sugierenque la forma en que el oleaje libre modifica al viento, es por medio de la inclusión de unesfuerzo asociado al oleaje que modifica directamente la turbulencia. 

The flux of momentum between the atmosphere and the ocean is a key component inthe description and simulation of atmospheric and oceanographic processes. Generallyit is parameterized like a function of the wind speed and a drag coefficient that dependson wind magnitude. However, several studies have shown that the wave conditions canmodify this relation.In this study wind stress and wave field data, measured directly and simultaneouslyin the central part of the Gulf of Tehuantepec during February and April 2005, areanalyzed.During the data acquisition period wind jet events with wind speeds between 10m/s and 19 m/s, known as Tehuanos, occurred over the study area. The wave field wasdominated by swell in low wind conditions and by locally generated waves (wind sea) instrong winds. The presence of swell has an effect, over both wind stress magnitude anddirection, which depends inversely on wind speed. Swell caused deviations of wind stresswith respect to mean wind of almost 180˚ and drag coefficients between 2 and 6 timesgreater than predicted by classical bulk formulas. It is suggested that swell modify thewind by means of a wave coherent stress that modify the turbulence. 

Master thesis

Interacción océano,Atmósfera,Vientos,Oleaje,Ciencias del mar CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO OCEANOGRAFÍA

La interacción entre dipolos y vientos Tehuano en el Golfo de Tehuantepec: observaciones y modelación numérica

The interaction between dipoles and Tehuano winds in the Gulf of Tehuantepec: observations and numerical modeling

MAURO WILFRIDO SANTIAGO GARCIA (2020)

El Golfo de Tehuantepec (GOTEH) es una región con influencia de vientos, intensos e intermitentes conocidos como vientos Tehuano o Nortes, capaces de desarrollar dipolos de mesoescala; dos vórtices de signo opuesto que podrían fortalecerse y propagarse. Sin embargo, diversas observaciones han mostrado el desarrollo persistente del vórtice anticiclónico; mientras que, la formación del remolino ciclónico es poco evidente. Los mecanismos que pueden inhibir la generación del vórtice ciclónico son poco entendidos. Nuestra investigación analiza el efecto de la secuencia de eventos de vientos Tehuano en la formación y la evolución de dipolos en el Golfo de Tehuantepec: observaciones y modelación numérica. El efecto de los vientos sobre los vórtices se evalúa mediante el bombeo de Ekman, incluyendo la interacción entre el viento y el vórtice. Finalmente, la dispersión superficial se analiza a partir de un conjunto de derivadores superficiales. Los vientos Tehuano pueden detonar dipolos sobre la circulación preestablecida del GOTEH. Los eventos de vientos (Tehuano) subsecuentes fortalecen la parte anticiclónica del dipolo en su propagación hacia el suroeste; mientras que, la parte ciclónica tiende a confinarse al este del golfo durante la etapa intensa del viento. Una vez que el viento se debilita, el vórtice se propaga hacia el oeste alcanzando la parte central del golfo. En esta posición, la influencia de otros eventos de vientos Tehuano sobre el vórtice lo disipa, asociado al flujo en chorro que se genera por acción directa del viento. El bombeo de Ekman en el interior del vórtice anticiclónico puede alcanzar ~ -2 m d-1 y ~1 m d-1 para el vórtice ciclónico, i.e., durante un evento de viento Tehuano; un efecto asimétrico que favorece el desarrollo de los vórtices del dipolo. En ausencia de estos vientos, los flujos verticales en el interior de los vórtices son opuestos; positivos para remolino anticiclónicos y negativos para ciclónicos cuyas magnitudes son de O (0.1) m d-1. Las propiedades de la dispersión superficial se analizan con base en la estadística de una partícula: escalas Lagrangianas, coeficientes de difusividad y la dispersión absoluta. En términos globales, la escala Lagrangiana temporal (espacial) fue de 2.5 días ( ~50 km) y el coeficiente de difusividad varío entre 6 y 14 x 107 cm2 s-1. La dispersión en el intervalo 0.25<t<2.5 días, exhibió un régimen balístico, donde la dispersión crece cuadráticamente con el tiempo y entre 3<t< ~30 días...

The Gulf of Tehuantepec (GOTEH) is a region influenced by strong and intermittent winds known as Tehuano or Nortes, winds capable of developing mesoscale dipoles; two vortices of opposite sign that could be strengthened and propagated. However, several observations have shown a persistent development of the anticyclonic vortex, while little evidence exists on the formation of the cyclonic vortex. The mechanisms that could inhibit the generation of the cyclonic vortex are not well understood. Our research analyzes the effect of the sequence of Tehuano wind events on the formation and evolution of dipoles in the Gulf of Tehuantepec: observations and numerical modeling. Winds effects inside eddies were evaluated by Ekman pumping, including the eddy-wind interaction. Finally, the surface dispersion was analyzed from a set of surface drifters. Tehuano winds events can detonate dipoles on the pre-established circulation of the GOTEH. Subsequent (Tehuano) wind events strengthen the anticyclonic side of the dipole as it propagates southwestward, while the cyclonic side tends to confine itself on the east of the gulf during the intense wind stage. Once the wind weakens, the cyclonic vortex propagates westward, reaching the central part of the gulf. In this position, the influence of other Tehuano wind events on the vortex dissipates it, associated with the jet flow generated by the direct action of the wind. During a Tehuano wind event, the Ekman pumping inside the anticyclonic vortex could reach ~ -2 m d-1 and ~1 m d-1 for the cyclonic vortex; an asymmetric effect that favors the development of the dipole vortices. In the absence of these winds, the vertical flows inside the vortices are opposite; positive for anticyclonic eddies and negative for cyclones, which magnitudes are O (0.1) m d-1. The properties of surface dispersion are analyzed from single-particle statistics: Lagrangian scales, diffusivity coefficients, and absolute dispersion. On average, the Lagrangian temporal (spatial) scale was ~2.5 days (~50 km), and the diffusivity coefficient varied between 6 and 14 x 107 cm2 s-1. The dispersion in the interval 0.25< t <2.5 days, exhibited a ballistic regime, where the dispersion grows quadratically with the time, and between 3< t < ~30 days, the dispersion was proportional to time, i.e., the random walk regime.

Doctoral thesis

interacción océano-atmósfera, bombeo de Ekman, dispersión superficial en un dipolo ocean-atmosphere interaction, Ekman pumping, surface dispersion inside a dipole CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO OCEANOGRAFÍA OCEANOGRAFÍA FÍSICA (VE R 5603 .04) OCEANOGRAFÍA FÍSICA (VE R 5603 .04)

Efectos de las condiciones atmosféricas de otoño e invierno sobre la formación de masas de agua en el Golfo de California

Austreberto Cristóbal Reyes Hernández (1993)

La respuesta de las aguas de la región Norte del Golfo de California (NGC), a las condiciones atmosféricas de otoño e invierno, es investigada analizando las variables meteorológicas de esa temporada observadas en San Felipe B. Cfa. de 1982/83 a 1986/87, y mediante dos modelos: El primero predice la evolución de la temperatura, la salinidad y los flujos de calor y flotabilidad en columnas de agua homogénea con profundidad constante; el segundo, un modelo unidimensional de balance de energía cinética turbulenta, predice la evolución de la estructura termohalina en la columna de agua. los resultados indican que el NGC experimenta pérdidas de calor durante eventos atmosféricos de viento intenso del NO (~8 m/s) y baja humedad relativa (~57%), los cuales están relacionados con la actividad atmosférica sinóptica extratropical. El calor perdido en estos episodios representa hasta el 87% del total que se pierde de otoño a invierno y está compuesto en más de 2/3 por el flujo de calor latente. Pérdidas de calor con duración cercana a 20 días, pueden producir cambios hasta de -2.3˚C y 0.12 ppm, en una columna de agua homogénea con profundidad de 75 m y mezclar completamente una columna inicialmente estratificada. El efecto acumulativo de los eventos generalmente no mezcla más allá de los primeros 125 m de la columna. La máxima profundidad de la capa mezclada y el momento en que se alcanza dependen de las condiciones atmosféricas que caracterizan cada período. De los períodos analizados, el otoño e invierno de 1982/83 y el de 1986/87 presentan el mayor contraste en las condiciones de humedad relativa, y en consecuencia en el flujo de calor a través de la superficie y en la evolución de la estructura termohalina.

N/E

Master thesis

Masas de agua, Interacción océano, Atmósfera, Ciencias del mar CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO OCEANOGRAFÍA OCEANOGRAFÍA

ENOS y la variabilidad interanual del monzón de Norte América

ENSO and the North American monsoon’s interannual variability

Juan Carlos Reyes Vallejo (2021)

En este trabajo se actualizaron los índices que miden la intensidad de la etapa inicial del Monzón de América del Norte (MAN) para el periodo 1979 - 2019 y se evaluó la influencia de el fenómeno El Niño - Oscilación Sur (ENOS) sobre la etapa inicial y zona de influencia del MAN. Los datos utilizados se obtuvieron de los campos horarios de ERA5, el cual es la quinta generación de reanálisis de ECMWF, así como los campos diarios de CHIRPS un análisis quasi-global de precipitación. Para darle certidumbre estadística a los resultados, a los mapas de correlación entre variables relevantes se les aplicó el método propuesto por Livezey y Chen (1983) con el fin de determinar su significancia espacial. Se ha documentado que durante eventos El Niño (La Niña) la precipitación asociada al MAN es menor (mayor) que el promedio y la teleconexión más fuerte entre estos dos fenómenos ocurre precisamente durante la etapa inicial del MAN. Sin embargo, los resultados de esta tesis muestran que durante las últimas décadas la relación ENOS - MAN se ha debilitado, indicando que la influencia de ENOS sobre la etapa inicial del MAN ha disminuido. Las temperaturas superficiales en las regiones del océano Pacífico ecuatorial asociadas a ENOS han disminuido su correlación con la precipitación en la zona núcleo del MAN, de la misma forma que lo han hecho las alturas geopotenciales a 500 mb (Z500) en la región de la Zona de Convergencia Intertropical. Las anomalías estacionarias en Z500 asociadas a la fase positiva o negativa de ENOS que habían sido identificadas en la costa oeste de Estados Unidos y que presumiblemente podían interferir con la evolución del MAN actuando como un bloqueo al anticiclón de altura del monzón no han estado presentes durante las dos décadas recientes. A pesar de ello, el anticiclón de altura mantiene su trayectoria desde el suroeste en dirección noroeste (noreste) durante años La Niña (El Niño). A escala regional, se encontró que la temperatura superficial del mar del GoC se ha incrementado paulatinamente desde el inicio del periodo de estudio (1979). El calentamiento observado del GoC coincide en la escala temporal con la disminución de la relación entre el contraste térmico océano - continente (CTOC) y la convergencia de flujo de humedad, lo que implica que el CTOC ha disminuido su influencia como modulador del MAN. Además, se identificó una tendencia positiva del gradiente de presión superficial (∆P) entre el sur y el norte del GoC que comenzó en el año..

In this work, indices that measure the intensity of the North American Monsoon (NAM) onset were updated to the period 1979 - 2019 and the influence of the El Niño - Southern Oscillation (ENSO) phenomenon on the NAM onset was evaluated. Data used were obtained from ERA5 hourly fields, which is the fifth generation ECMWF reanalysis and CHIRPS, a quasi-global precipitation analysis. To give statistical certainty to the correlation maps that were calculated between relevant variables, the methods proposed by Livezey y Chen (1983) were applied in order to determine their field significance. It has been documented that during El Niño (La Niña) events precipitation associated with NAM is lower (higher) than the average and the strongest teleconnection between these two phenomena occurs during the NAM onset. However, the results presented in this thesis show a decreasing link between the interannual variability of the NAM and ENSO during recent decades. Surface temperatures in the equatorial Pacific associated with ENSO have decreased their correlation with precipitation in the core NAM region, as have the 500 mb geopotential heights (Z500) of the Intertropical Convergence Zone region. Z500 anomalies associated with strong positive and negative ENSO events that had been identified over the western coast of the United States which presumably interfere with the evolution of the NAM by acting as a path obstruction to the upper level monsoon anticyclone have not been present during the last two decades. Despite this, the monsoon anticyclone keeps its displacement from the southwest to the northwest (northeast) during La Niña (El Niño) years. On the regional scale, it was found that the sea surface temperature of the GoC has increased gradually since the beginning of the study period (1979). The observed warming of the GoC coincides in timescale with a decrease in the link between the landsea thermal contrast (LSTC) and moisture flux convergence, which implies that LSTC has decreased its influence as a driver of NAM interannual variability. Furthermore, a positive trend of the surface pressure gradient (∆P) was identified between the south and north of the GoC that began in 2000. This increase coincides with a slight increase in near-surface wind speeds over the GoC. Precipitation analysis as a function of the sign and magnitude of ENSO in the NAM’s influence zone, showed that precipitation is no longer modulated by ENSO in the northwestern Mexico.

Master thesis

Monzón de Norte América, ENOS, interacción océano-atmósfera North American monsoon, ENSO, air-sea interaction CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO OCEANOGRAFÍA OCEANOGRAFÍA FÍSICA (VE R 5603 .04) OCEANOGRAFÍA FÍSICA (VE R 5603 .04)

Identificación y seguimiento de remolinos en el Mar Caribe

Identification and tracking eddies in the Caribbean sea

Lorena Guerrero Moreno (2005)

Se utilizaron 10 años (1992-2002) de mediciones de anomalía del nivel del mar de los satélites Topex/Poseidon y ERS 1/2 producidos por AVISO (Archiving Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic Data). Se usaron los datos de flujo de calor superficial del reanálisis de NCEP (Nacional Centres for Enviromental Prediction) para extraer la componente estérica de los datos de anomalía del nivel del mar y así obtener la componente dinámica del nivel del mar. Se estudia la variabilidad intraestacional, estacional e interanual de la componente dinámica del nivel del mar, de la energía cinética, vorticidad y enstrofía en 7 regiones del Mar Caribe y Golfo de México. Las regiones central y suroeste del Mar Caribe son las que presentan la mayor variabilidad. La variabilidad mas energética es la intraestacional y no es claro que exista un patrón estacional en la variabilidad como sugieren otros autores. El análisis espectral de la anomalía de velocidad geostrófica superficial muestra que la banda de los 50-100 días es la más energética en el Mar Caribe y para el Golfo de México es la de los 100 a 200 días. En el Mar Caribe se encontró que las regiones central y suroeste son las más energéticas con el máximo de energía alrededor de los 60 y 80 días, respectivamente; mientras que en el Golfo de México es la región oriental del Golfo de México con el máximo de energía ocurre alrededor de los 140 días. Se utilizaron los datos de flujo de momentum del reanálisis de NCEP para calcular la ecuación de vorticidad para escalas grandes del modelo de gravedad reducida. No se encontró una clara relación local entre el rotacional del esfuerzo del viento y la elevación dinámica del nivel del mar. Se utilizó el criterio de Okubo-Weiss para identificar y seguir a los remolinos del Mar Caribe; y la rapidez media de propagación de 12±2 cm/s se calculó usando la transformada de Radon. Se observó que los remolinos (ciclónicos y anticiclónicos) que entran, se forman o se regeneran en el Mar Caribe viajan hacia el oeste. La mayor parte de estos se disipan o se desvían al suroeste al llegar a la Elevación de América Central. Los que prevalecen liberan vórtices pequeños que cruzan por el Canal Chibcha hacia el Mar de Caimán, e interactúan con otros formando estructuras de mesoescala que viajan hacia el oeste hasta impactarse con las costas de la Península de Yucatán o bien desviarse hacia el norte para introducirse al Golfo de México. Se encontró que a lo largo de la trayectoria de los remolinos ocurre un proceso de fusión/separación; ya que se observó que muchos remolinos pequeños se unen a otros de igual o mayor escala para formar estructuras mas grandes que viajan hacia el oeste, y en el proceso, nuevamente se dividen en exiguos o medianos vortices. Se encontró que existe una mayor cantidad de remolinos ciclónicos que anticiclónicos tanto para los que entran al Mar Caribe y Golfo de México, como para los que se forman o se regeneran en el interior del Mar Caribe.

Ten years (1992-2002) of gridded sea surface height anomalies (ssh) obtained from the AVISO altimeter data analysis were used to extract the dynamic component by removing the steric component from ssh fields using NCEP re-analysis surface heat fluxes. The analysis focus on the intra-seasonal, seasonal and inter-annual variability of the dynamic component of kinetic energy, vorticity and enstrophy from 7 regions over the Caribbean Sea and Gulf of Mexico. Most of the variability appears in the central and southwestern Caribbean regions. The Intra-seasonal band is the most energetic. A clear seasonal pattern is not found, in contrast to suggestions made by other authors. Spectral Analysis of the geostrophic velocity anomaly shows high variance in the 50-100 days band for the Caribbean Sea, and 100-200 days band for the Gulf of Mexico. The central and southwestern Caribbean regions are the most energetic with the peaks located around the 60 and 80 days periods, respectively. In contrast in the Gulf of Mexico the energy maximum is around the 140 days period and is located on the eastern region. The momentum fluxes of the NCEP reanalysis were used to calculate the vorticity equation using the large scale and reduced gravity approximations. The local wind stress curl is not clearly related with the sea level variability. The Okubo-Weiss invariant was used to detect and track vortex cores over the Caribbean Sea and Gulf of Mexico. Eddies’ mean propagation speed is 12±2 cm/s and was estimated using the Radon transform. Anticyclonic/cyclonic eddies were observed to originate in the Granada and Venezuela Basins or enter the Caribbean through the Antillean passages, mainly through St. Lucia Channel and north of Trinidad. They propagate westward. Most of the larger eddies deviate to the southwest when they encounter the Central American Rise 4-6 months after they first appear in the east. However, smallerscale vortices or features detach from the large-scale eddies and sweep through the Chibcha Channel crossing into the Cayman Basin, where they interact with other vortices and regenerate larger-scale anomalies. Once reformed, these eddies travel and sweep through the Yucatan Channel or interact with the coast of Yucatan and northern Central America.

Master thesis

Remolinos,Corrientes oceánicas,Océano-atmosfera - Interacción,Ciencias del mar CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO OCEANOGRAFÍA

Flujos de calor en el Alto Golfo de California

Salvador Organista Sandoval (1987)

Un factor muy importante en los procesos oceanográficos que ocurren en el alto Golfo de California es el intercambio de calor a través de la superficie. Los datos meteorológicos obtenidos en Puerto Peñasco por el Servicio Meteorológico Nacional entre 1979 y 1986, sirven de base para hacer una evaluación actualizada de tal intercambio y su relación con la configuración hidrográfica de la región, expresada por las observaciones directas de estratificación. Las franjas litorales, de profundidad inferior a 50 m, están siempre mezcladas verticalmente; en contraste, las regiones de profundidad superior a los 100 m están estratificadas durante todo el año, con valores de energía potencial máximos (~700 J m⁻³) en el verano. Se encuentra que los flujos pueden ser estimados satisfactoriamente en base a estadísticas mensuales de los datos meteorológicos; las variables atmosféricas de mayor efecto en el balance son la nubosidad, la humedad relativa y la rapidez del viento. Los datos indican un comportamiento estacional marcado de las capas bajas de la atmósfera y, consecuentemente, los flujos estimados acusan la misma configuración temporal. El flujo neto de calor es menor sobre las franjas someras entre Marzo y Septiembre, y mayor durante el resto del año; esto se debe a que las temperaturas superficiales mayores del agua somera en verano y del agua profunda en invierno favorecen la pérdida de calor, principalmente por evaporación. El flujo de calor latente (-85 W m⁻²) es equivalente a una tasa evaporativa de 0.9 m año⁻¹. Notablemente, ésta es 4 veces inferior al valor propuesto previamente, posiblemente porque no se había detectado la presencia sobre el Golfo de California de una masa de aire con humedad alta (~70%), y/o se hayan sobreestimado tanto la rapidez del viento como el coeficiente de intercambio de calor latente. El signo positivo de la media anual del flujo neto implica una exportación de calor hacia el sur de procesos advectivos y/o difusivos. El balance de calor indica que la franja somera exporta 3.3x10¹⁹ J año⁻¹ hacia las cuencas profundas y el alto golfo en su totalidad exporta 8.9x10¹⁹ J año⁻¹ hacia la región media del golfo y hacia la cuenca de Guaymas. Si fuese retenido, ese calor incrementaría la temperatura media del alto golfo en ~7˚C en un año. Un modelo de estratificación que contrapone el efecto estratificador del flujo neto de calor a la inducción de mezcla por la acción mecánica del viento y de las corrientes de marea, predice al menos el doble de la energía potencial observada; esta discrepancia sugiere que los modelos locales de estratificación requieren la inclusión de efectos advectivos y/o difusivos, y probablemente de un incremento en la parametrización de la eficiencia en los procesos de mezcla.

Master thesis

Ciencias del mar,Meteorología,Interacción océano-atmosfera,Flujos de calor CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO OCEANOGRAFÍA OCEANOGRAFÍA

Presión parcial de bióxido de carbono en el Golfo de California

Raquel María Hidalgo González (1993)

Utilizando datos de cuatro cruceros en el Golfo de California en primavera de 1974 y 1984, otoño de 1985 y verano de 1990, se calculó la presión parcial de bióxido de carbono (pCO2) y el flujo de CO2 a través de la interfase aire-agua, a partir de mediciones de pH, temperatura y salinidad superficiales, suponiendo un valor constante de la alcalinidad específica. Los resultados muestran una clara variación espacial de pCO2 y de flujo de CO2, con un gradiente con valores en general aumentando de la boca hacia el interior del golfo y con máximos en el Canal de Ballenas. El Canal de Ballenas se presenta como una área con valores excepcionalmente altos de pCO2 hasta 1200 µtam normalmente hasta 600 µtam, que corresponden a flujos de hasta 30 mM m-2d-1 y de 17 mM m m-2 d-1. Aún en condiciones de verano el flujo de CO2 en la región de las grandes islas es del agua hacia la atmósfera, por lo cual esta zona es una fuente continua de de CO2. Por lo anterior, la idea de que el océano sea un sumidero de CO2 no se cumple en esta zona del Golfo. Se aprecia una variación estacional, con valores de pCO2 y de flujo de CO2 claramente mayores bajo condiciones de invierno que bajo condiciones de verano. Con una estratificación fuerte en condiciones de verano los valores de pCO2 tienden a ser similares a los del aire, pero con condiciones de invierno, con una termoclina ausente o muy débil, la pCO2 se incrementa grandemente. En la región de las grandes islas, el enfriamiento superficial asociado a las condiciones de postmareas vivas, con relación a las de postmareas muertas se presenta con un incremento de pCO2 y de flujo de CO2 hacia la atmósfera (de <2 mM m2d-1 en postmareas muertas hasta 10 mM m-2d-1 en postmareas vivas). En esta región existe una modulación quincenal de las variables del CO2 por el efecto de la mezcla por fenómenos asociados a las mareas. Esta mezcla es una “bomba física” que acarrea eficientemente CO2 del agua al aire en esta región del golfo. En años “El Niño”, con invasiones intensas del Agua Superficial del Pacífico Tropical Oriental, la pCO2 de las aguas superficiales del Golfo tiende hacia valores de equilibrio. En años No-El Niño sucede lo inverso, con los valores mayores de pCO2 en los años de mayor contracción del Agua Superficial del Pacífico Tropical Oriental. Para los mismos valores absolutos del gradiente de pCO2 cuando las surgencias o los procesos de mezcla son intensos los vientos también lo son, y los flujos de CO2 hacia la atmósfera tienden a ser mayores que en el caso opuesto. Esto hace del Golfo una fuente más eficiente de CO2 que cuando actúa como sumidero. Cuando actúa como sumidero los vientos son débiles y la “bomba biológica”, que acarrea CO2 hacia aguas profundas, funciona muy deficientemente. Por lo anterior, en el Golfo de California los procesos físicos, tales como advección y mezcla verticales y la intensidad del viento, son los principales agentes del intercambio de CO2 entre el agua y el aire.

N/E

Master thesis

Bioxido de carbono, Interacción océano-atmósfera, Oceanografía química, Golfo de California, Ciencias del mar CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS PECES Y FAUNA SILVESTRE PECES Y FAUNA SILVESTRE

Analysis of boundary layer on the CVD process

RAUL JUNIOR SANDOVAL GOMEZ (2015)

"Este artículo es un análisis de la cinética de las reacciones que ocurren dentro de un reactor operado por el proceso de deposición química de vapor (CVD), aplicado a películas duras de titanio (Ti) y nitruro de titanio (TiN). El análisis se llevó a cabo a partir de cuatro reacciones químicas diferentes. Observación mostró los elementos que lo componen, así como los productos y subproductos obtenidos como resultado de la aplicación de diferentes rangos de velocidades de temperatura y gas. Por otro lado, hay un análisis matemático con el fin de establecer las variables que afectan el espesor de la capa límite y cómo esto afecta directamente a la deposición de reactivos adecuados transportados a través del gas, la obtención de una ecuación que el número de Reynolds para el flujo laminar."

Article

Capa límite Cinética CVD De flujo laminar Reacciones CIENCIAS SOCIALES

Fórmulas para el coeficiente de arrastre y la ecuación Navier-Stokes fraccional

PEDRO ANTONIO GUIDO ALDANA JORGE SANCHEZ SESMA MAURO IÑIGUEZ COVARRUBIAS (2014)

Se quiere encontrar la relación entre la ecuación de Navier-Stokes fraccional y las fórmulas para el coeficiente de arrastre, como las de Kármán-Schoenherr, Prandtl- Kármán, y Nikuradse. Los cambios de escala producen una renormalización para las ecuaciones de la capa límite, que contiene la hipótesis esencial de la delgadez de dicha capa, y da lugar a una descripción multifractal. Se obtiene una generalización del resultado experimental de Blasius para el factor de fricción. Si se reajustan las relaciones del número de rasgos del multifractal, se infieren las fórmulas, objeto de este estudio, y se las representa como un bi-multifractal, lo que permite un camino analítico para el número de Reynolds crítico y señala a la de Kármán-Schoenherr como la fórmula apropiada para el límite a la derecha de la subcapa viscosa. Los reajustes se traducen en matizar las aproximaciones de la relación entre los números de Euler y Reynolds, o bien en los decaimientos relativos del coeficiente de arrastre. Se aplican los resultados a la descripción de la capa límite turbulenta y a las interacciones entre corrientes y fondos (en ríos, desiertos y huracanes).

Article

Ecuación Navier-Stokes Coeficiente de arrastre Capa límite INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA