INGRES-3
CÓDIGO: CTM2010_21229
Flujo Mediterráneo en Gibraltar, influencia en la ventilación de las aguas Mediterráneas y primera evolución y acoplamiento con las aguas centrales en el Golfo de Cádiz
| INVESTIGADOR/A PRINCIPAL | Jesús García Lafuente glafuente@ctima.uma.es |
| FINANCIACIÓN | 133.000 € |
| ENTIDAD | Ministerio de Economía y Competitividad |
| PERIODO | 2011 - 2013 |
| MIEMBROS | |
OBJETIVOS
El objetivo principal de INGRES3 y de todos los proyectos INGRES anteriores es la monitorización del flujo de agua Mediterránea saliente hacia el océano abierto a través del Estrecho de Gibraltar. El elemento clave para llevar a cabo tal fin es la línea de instrumentos (figura) que contiene un perfilador de corrientes (ADCP), un correntímetro puntual por debajo y que juega el papel de la celda más profunda del ADCP y un sensor de conductividad y temperatura SeaCat próximo al fondo para seguir las fluctuaciones de las propiedades hidrológicas de las aguas más profundas salientes que, lógicamente, son las que tienen la naturaleza más "mediterránea". El punto seleccionado para colocar la estación de monitorización ha sido el umbral de Espartel (mapa) por presentar el flujo Mediterráneo saliente mayor regularidad que en el umbral principal de Camarinal donde los fenómenos no lineales asociados a la marea (saltos hidráulicos, pérdidas de control hidráulico, ondas arrestadas..) dificultan la interpretación y análisis de las observaciones. A modo de ejemplo, el flujo en las inmediaciones del fondo en el umbral de Espartel está permanentemente dirigido hacia el Atlántico lo que garantiza que las observaciones recogidas por el CT se corresponden efectivamente con aguas salientes. Las inversiones frecuentes de corriente debido a la marea que se dan en Camarinal impiden decir lo mismo en este lugar.
Otros objetivos del proyecto son investigar la estructura transversal del flujo, evaluar las mezclas que ocurren en la Cuenca de Tánger entre Espartel y Camarinal, que determinan la primera transformación importante de las aguas Mediterraneas en su camino hacia el ocñeano, estudiar y cuantificar los diferentes mecanismos que pueden succionar aguas Mediterráneas profundas que residen por debajo del umbral de Camarinal, que es un típico de evidente interés para el problema de renovación de las aguas profundas de la cuenca.
INGRES3 incluye como objetivo no sólo la modelacion numérica del intercambio en el Estrecho sino que la aplica al estudio de procesos tanto en la cuenca aguas arriba (Alborán) para analizar la influencia de las estructuras mesoscalares en la succión de aguas profundas (lo que se hace en el subproyecto 1 de los dos que consta el coordinado INGRES3) como en la de aguas abajo (Golfo de Cádiz) para investigar la evolución de las aguas Mediterráneas en el océano y su separación en venas que siguen caminos diferenciados.
Los proyectos INGRES, se llevan a cabo en colaboración con el Instituto Español de Oceanografía ( IEO) que fue socio en el primero de ellos y que co-dirige INGRES3 liderando uno de los subproyectos coordinados (Laboratorio Oceanográfico de Cádiz, IP: Ricardo Sánchez). La estación permanente de observación en Espartel forma parte de la red de monitorización del Mediterráneo HydroChanges, auspiciada por el CIESM.
RESULTADOS
La figura muestra las series de temperatura y salinidad recogidas en Espartel a 15m por encima del fondo desde Octubre de 2004 hasta finales de 2008. Los distintos colores representan los distintos periodos de fondeo que tienen una longitud media de unos 4 meses (se realizan 3 campañas de mantenimiento por año). Es interesante observar los dos descensos bruscos de temperatura que tienen lugar hacia el final del invierno de los años 2005 y 2006 y que se relacionan con episodios de formación de agua profunda que fueron especialmente notorios esos dos años (García Lafuente et al. 2007, ver debajo). La descomposición en fracción de masas de agua (Mediterránea profunda, marrón oscuro; Levantina, naranja; Atlántica, azul) de la figura inferior muestra el repentino incremento de la primera de ellas en los dos episodios mencionados, en detrimento del agua intermedia. La escasa formación de agua profunda en inviernos posteriores desdibuja este patrón estacional en los años 2007 y 2008 aunque todavíaa puede apreciarse.
Las velocidades subinerciales a lo largo de la columna de agua presentan los máximos valores (superiores a 1.2 m/s) alrededor de los 280-300m, en tanto que la interfase de velocidad nula se ubica en torno a los 200m. Del perfil de velocidades puede determinarse el flujo saliente (tarea no trivial, ver Sánchez Román et al., 2009 debajo) que, temporalmente, produce máximos valores de salida sobre los meses de Marzo o Abril, superiores a los 0.85 Sv. En García Lafuente et al (2007) se interpretan estos picos como la respuesta local al proceso de rellenado de la cuenca profunda que ocurre tras la formación de aguas Mediterráneas en el Golfo de León en invierno.
Con el fin de correlacionar observaciones en los dos umbrales de Espartel y Camarinal, se desplegó en este último una línea gemela durante periodos cortos de pocos meses. La información recogida por el ADCP en ambos sitios estratégicos junto con otra información previa procedente de otros proyectos en los que trabajó el grupo han permitido realizar una detallada representación de los mapas de marea a lo largo del eje principal del Estrecho (ver Sánchez Román et al., 2008, 2009 más abajo).
Mapas de corriente de marea para las constituyentes M2 (columna izquierda) y S2 (columna derecha) a lo largo del eje principal del Estrecho que se indica con la línea punteada en el mapa de más arriba. Las etiquetas que aparecen en lo alto de las gráficas indican: ES el umbral de Espartel, límite occidental del Estrecho; CS el umbral principal de Camarinal; TN el estrechamiento de Tarifa (sección más angosta); GC la parte oriental delo Estrecho o sección Gibraltar-Ceuta; y GE punto en Alborán fuera del Estrecho pero a escasa distancia (5 km aproximadamente) del mismo. Las gráficas superiores representan el semieje mayor y las inferiores la fase.
Un resultado importante ha sido comprobar que se verifica la hipótesis de partida consistente en que el flujo saliente permanece la práctica totalidad del tiempo controlado hidráulicamente en el umbral de Espartel. Control hidráulico se entiende aquí como que la velocidad del flujo saliente supera siempre en algún punto de la columna de agua a la velocidad de propagación del primer modo baroclino. La distancia vertical entre el punto donde ambas se igualan y el fondo daría el espesor de la columna de agua controlada hidráulicamente. Puede verse que este espesor (en sombra azul) es inferior al de la capa Mediterránea (fucsia) indicando que no toda la capa saliente está controlada. Este resultado es interesante para poder muestrear las propiedades hidrológicas de las aguas salientes con una sonda ubicada en las proximidades del fondo, ya que garantiza que las aguas muestreadas no retornan por efecto de la marea sino que escapan definitivamente hacia el Atlántico.
Uno de los modelos numéricos que se están usando para estudiar procesos es el MITgcm tanto en su variante hidrostática como no hidrostática. Este modelo se utiliza en colaboración con la Unidad de Modelado Climático del ENEA (Italia, G. Sannino) y se aplica principalmente a la cuenca Mediterráneo-Occidenta y Estrecho. En la parte del Golfo de Cádiz se aplica el ROMs en colaboración con la Universidad de Lisboa y el IEO (R. Sánchez, A. Peliz, M. Ruiz-Villareal).
El potencial del MITgcm no-hidrostático para simular fenómenos no lineales de alta frecuencia y gran amplitud (trenes de ondas internas) queda de manifiesto en la siguiente secuencia que muestra la evolución de uno de tales trenes que el propio modelo a mostrado que se generan en el umbral de Camarinal (ver también Vlasenko et al., 2009; Sánchez Garrido et al, 2010)
Los archivos que figuran a continuación son algunos de los resultados de la secuencia de proyectos INGRES que han sido publicadas en revistas indexadas de amplia difusión: