APROXIMACIÓN NUMÉRICA Y LAGRANGIANA APLICADA AL ESTUDIO DE PROCESOS COSTEROS EN URUGUAY

La presente tesis se enfoca en el estudio de las surgencias que ocurren durante el verano sobre la costa uruguaya, las cuales fueron analizadas mediante la aplicación conjunta de datos observacionales y la implementación del modelo numérico CROCO (con una resolución horizontal de 1/36° y 40 niveles sigma en la vertical). El modelo fue forzado con vientos diarios provenientes del reanálisis NCEP-DOE y descargas diarias del Río de la Plata (RdP), junto con flujos de calor climatológicos.

La comparación entre los resultados del modelo y las observaciones indica que el modelo reproduce adecuadamente la variabilidad diaria, estacional e interanual de la región, lo cual permitió su uso para evaluar el rol de vientos y de la descarga del RdP en el desarrollo de eventos de surgencia intensa. La identificación de las fechas de surgencia fue realizada mediante un análisis de máxima covarianza entre los vientos zonales diarios de NCEP-DOE y la temperatura superficial (SST) satelital. De esta forma, a partir de las simulaciones se caracterizó por primera vez en forma completa la estructura horizontal y vertical, así como la evolución de los procesos de surgencia intensa en la costa uruguaya. Adicionalmente, fueron realizadas simulaciones bajo distintos escenarios que permitieron evidenciar el rol principal del viento y el secundario de las descargas del RdP en el desarrollo de surgencias.

También se encontró que durante La Niña se inducen anomalías de viento y descarga que favorecen el desarrollo de surgencias sobre la costa estuarina, mientras que durante El Niño ocurre lo opuesto. A partir de los campos físicos simulados por el modelo numérico fueron estudiados los procesos de transporte horizontal y mezcla asociados a las surgencias costeras mediante la aplicación de una técnica Lagrangiana. En este sentido, se computaron los Exponentes de Lyapunov de Tamaño Finito (FSLE) a partir del campo de velocidad superficial simulado. Los procesos de turbulencia horizontal fueron estudiados durante eventos de surgencia intensa VII a partir del análisis de promedios temporales de FSLE. Por su parte, el análisis de los máximos de FSLE permitió detectar Estructuras Coherentes Lagrangianas (LCS), proveyendo información acerca de la ubicación de regiones frontales de convergencia relacionadas con las surgencias, así como de los patrones de transporte asociados al flujo. Se encontró elevada actividad de mezcla en toda la zona costera, particularmente sobre la región estuarina durante las fechas en que se registraron eventos de surgencia intensa.

Al enfocarse en los máximos de FSLE, las LCS se encontraron principalmente sobre la región estuarina localizando los frentes de convergencia. La ubicación de dichas estructuras se relacionó con los gradientes de SST simulados, así como con los máximos de distribución de Clorofila a satelital y máximos de turbidez, resaltando la importancia de la aproximación Lagrangiana en la identificación de frentes de retención con distintos orígenes. El análisis de la evolución de las LCS durante eventos particulares de surgencia, junto con la dispersión simulada de partículas sintéticas Lagrangianas, evidenció la importancia de esta aproximación para el estudio de los procesos de transporte en el área y permitió realizar inferencias acerca su relación con los procesos ecológicos asociados a estas zonas de retención. Finalmente se evaluó la relación entre los frentes lagrangianos identificados y la localización satelital (VMS) de la flota industrial pesquera uruguaya durante la evolución de un evento de surgencia.

En general, durante las actividades de pesca los buques se posicionaron sobre las líneas de máxima convergencia, sugiriendo una relación entre los procesos de retención y la localización de las especies objetivo de la flota. Se evidenció así la importancia de profundizar en el estudio de procesos físicos que determinan la generación de zonas de retención y sus efectos sobre las comunidades biológicas.