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$: DESEMPEÑO DE LA HERRAMIENTA TECNOLÓGICA … · de entregar la previsión diaria del oleaje operacional en ... refracción y difracción. ... a las bocanas de los puertos o zonas$
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DESEMPEÑO DE LA HERRAMIENTA TECNOLÓGICA SIPROL® EN EL PRONÓSTICOS DE MAREJADAS, AÑOS 2015 Y 2016

QUINTA REGIÓN

Versión Elaboró Revisó Aprobó Estado /

Observaciones Nombre Fecha Firma Nombre Fecha Firma Nombre Fecha Firma

170203_v03 HRHL 30/01/17 EIGR 02/02/17 MMDT 06/02/17

MMDT: Mario Manuel Durán Toro, Ingeniero Civil Matemático, Universidad de Chile; Doctor en Matemáticas Aplicadas, École Polytechnique; Gerente General y Director Científico de INGMAT S.A. EIGR: Eduardo Ignacio Godoy Riveros, Ingeniero Civil Matemático, Universidad de Chile; Doctor en Matemáticas Aplicadas, École Polytechnique; Ingeniero de investigación en INGMAT S.A. HRHL: Héctor Renato Hidalgo Luarte, Licenciado en Ciencias de la Ingeniería y Egresado de Ingeniería Civil Oceánica, Universidad de Valparaíso; Ingeniero de Investigación en INGMAT S.A.

mailto:[email protected]

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DOCUMENTO CONFIDENCIAL

INGMAT S.A. www.ingmat.com Página 2 de 24

CONTENIDOS

1. METODOLOGÍA Y FUENTES DE INFORMACIÓN ......................................................... 3

1.1. Identificación de Eventos Extremos .................................................................... 3

1.2. Sistema de Alto Desempeño de Previsión de Oleaje en Hidrodinámica Costera SIPROL® ................................................................................................................ 3

2. RESULTADOS .......................................................................................................... 5

2.1. Desempeño año 2015 .......................................................................................... 5

2.1. Desempeño año 2016 .......................................................................................... 6

3. COMENTARIOS Y CONCLUSIONES ............................................................................ 7

4. REFERENCIAS .......................................................................................................... 8

ANEXO A DETALLE DE EVENTOS EXTREMOS BOYA #516 AÑO 2015 ........................... 9

ANEXO B ANÁLISIS DE EVENTOS EXTREMOS BOYA #516 AÑO 2015 ........................ 10

ANEXO C DETALLE DE EVENTOS EXTREMOS BOYA #516 AÑO 2016 ......................... 13

ANEXO D ANÁLISIS DE EVENTOS EXTREMOS BOYA #516 AÑO 2016 ......................... 14

ANEXO E VALIDACIÓN DE LA HERRAMIENTA TECNOLÓGICA SIPROL® ..................... 17

E-1 Comparación SIPROL® con información satelital periodo 2015 (V-Región) ..... 17

E-2 Comparación SIPROL® con ADCP-Yolanda Invierno de 2014 (Valparaíso) ....... 19

E-3 Comparación SIPROL® con boya Watchkeeper 08 de agosto de 2015 (Valparaíso) ....................................................................................................... 20

E-4 Comparación SIPROL® con boya Watchkeeper periodo octubre de 2015 a enero de 2016 (Valparaíso) ......................................................................................... 22

E-5 Comparación SIPROL® con boya NDBC-32012 (Frente a Arica) ....................... 23



1. METODOLOGÍA Y FUENTES DE INFORMACIÓN

1.1. Identificación de Eventos Extremos

Para identificar los eventos extremos acontecidos durante el periodo 2015-2016 en las costas de la Quinta Región, fue aplicada la metodología Peak Over Threshold (POT) descrita en Goda (1988). Esta metodología establece un umbral de alturas de ola, donde cada dato por sobre éste es considerado un evento extremo. El método garantiza la independencia entre cada evento identificado.

1.2. Sistema de Alto Desempeño de Previsión de Oleaje en Hidrodinámica Costera SIPROL®

SIPROL® es una herramienta tecnológica desarrollada por la empresa INGMAT S.A., capaz de entregar la previsión diaria del oleaje operacional en aguas abiertas1, con un horizonte temporal de 72 horas, a intervalos de 3 horas y con una elevada resolución espacial.

El oleaje que llega a las costas de Chile es de gran complejidad, debido a que presenta características multimodales donde las componentes de energía que lo conforman pueden tener su origen en distintas partes de la cuenca del océano Pacífico. Para realizar un análisis de clima extremo, es necesario contar con una estadística de oleaje en aguas profundas que permita considerar todas las posibles fuentes de generación de ondas, sin la influencia de efectos de propagación locales, tales como asomeramiento, refracción y difracción.

En el siguiente análisis de desempeño de la herramienta SIPROL®, se considera la estadística de oleaje pronosticada durante los años 2015 y 2016 en la boya virtual #516, ubicada frente a la bahía de Valparaíso (Tabla 1 y Figura 1). La estadística corresponde a los datos de las previsiones diarias del sistema SIPROL® con un horizonte de pronóstico de 24 horas, a intervalos de una hora.

1 Todo cuerpo de agua vinculado a la cuenca del océano pacífico que no se encuentre abrigado por estructuras de

protección portuaria y costera (molos de abrigo, diques exentos, entre otros) o bahías cerradas (ej. Bahía de Talcahuano). El cálculo del oleaje es realizado hasta zonas cercanas a las bocanas de los puertos o zonas donde la difracción del oleaje sea débil.



Tabla 1. Ubicación y profundidad boya virtual #516 SIPROL®.

#ID

Ubicación Profundidad

[m] Latitud

[°] Longitud

[°]

Bahía de Valparaíso

-33.033 -71.617 --

#516 -33.000 -72.000 2505.6

Figura 1. Georreferenciación de nodo de análisis.

0 Km ≈22 Km



2. RESULTADOS

2.1. Desempeño año 2015

El año 2015 la herramienta tecnológica de pronóstico de oleaje en hidrodinámica costera SIPROL®, anticipó la llegada de 45 eventos extremos a las costas de la Quinta Región (Figura 2). De estos, 37 corresponden a marejadas provenientes de la dirección Sur-Oeste, 6 a la dirección Oeste, 1 a la dirección Nor-oeste y 1 a la dirección Norte. La mayor cantidad de eventos identificados, acontecieron durante las estaciones de otoño (13 eventos), invierno (13 eventos) y verano (12 eventos).

Un 67% (30 eventos) del total de eventos identificados provinieron de la dirección Sur-Oeste, con alturas 𝐻𝑚0 que oscilan entre los 3.0 y 4.5 metros. Un 17.8% del total de eventos (8 eventos) superan los 4.5 metros de altura, de los cuales un 87.5% de ellos provino de la dirección Sur-oeste, mientras que el 12.5% restante (un evento) provino de la dirección norte con alturas 𝐻𝑚0 cercanas a los 6.5 metros (marejada del 08 de Agosto 2015).

Un 53% del total de eventos identificados (24 eventos), presentan periodos peak superiores a los 15 segundos, de los cuales solo el 25% de estos (6 eventos) sobrepasan los 4.5 metros de altura. De los 24 eventos con periodos superiores a los 15 segundos, 19 provinieron de la dirección Sur-oeste, 4 de la dirección Oeste y uno de la dirección Nor-Oeste, este último presentó alturas 𝐻𝑚0 cercana a los 3.75 metros.

Figura 2. Serie temporal de 𝐻𝑚0 pronosticada por SIPROL® en la boya #516, durante el año 2015 y eventos extremos identificados mediante la aplicación de la metodología POT.

En particular, SIPROL® previó el excepcional e intenso tren de marejadas que azotó las costas de la Quinta Región a partir de la madrugada del día sábado 08 de agosto de 2015.



2.1. Desempeño año 2016

Durante el año 2016 SIPROL® anticipó la llegada de 38 eventos extremos a las costas de la Quinta Región (Figura 3). De estos, 31 corresponden a marejadas provenientes de la dirección Sur-oeste, 4 a la dirección Oste, 2 a la dirección Nor-Oeste y 1 a la dirección Norte. La mayor cantidad de eventos identificados, acontecieron durante las estaciones de primavera y verano con 12 y 11 eventos respectivamente.

Un 79% (30 eventos) del total de eventos identificados provinieron de la dirección Sur-Oeste, con alturas 𝐻𝑚0 que oscilan entre los 3.0 y 5.0 metros. Un 19% del total de eventos (7 eventos) superan los 4.5 metros de altura. De éstos, 6 incidieron de la dirección Sur-oeste y uno de la dirección norte. Este último corresponde a la marejada del día 13 de julio, donde se registraron alturas cercanas a los 6.0 metros y periodos entre 10 y 12.5 segundos.

Un 50% de los eventos identificados (19 eventos), presentan periodos peak superiores a los 15 segundos, de los cuales solo 4 sobrepasan los 4.5 metros de altura. De los 19 eventos con periodos superiores a los 15 segundos, 15 incidieron de la dirección Sur-oeste y 5 de las direcciones Oeste y Nor-oeste.

Figura 3. Serie temporal de 𝐻𝑚0 pronosticada por SIPROL® en la boya #516, durante el año 2016 y eventos extremos identificados mediante la aplicación de la metodología POT.



3. COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

El año 2015, SIPROL® anticipó la ocurrencia de 45 eventos extremos frente a las costas de la Quinta Región. De estos, 37 corresponden a marejadas provenientes de la dirección Sur-Oeste, 6 a la dirección Oeste, 1 a la dirección Nor-oeste y 1 a la dirección Norte. Análisis de recurrencia años 2015 y 2016. Durante el año 2016 SIPROL® anticipó 38 eventos extremos a las costas de la Quinta Región (Figura 3). De estos, 31 corresponden a marejadas provenientes de la dirección Sur-oeste, 4 a la dirección Oste, 2 a la dirección Nor-Oeste y 1 a la dirección Norte. En función de los resultados obtenidos tras la aplicación de la metodología de selección de eventos propuesta por Goda (1988), el año 2015 el umbral de alturas 𝐻𝑚0 de eventos extremos fue 3.12 metros, mientras que para el año 2016 2.93 metros. En términos generales el año 2016 fue un año menos energético considerando la cantidad e intensidad de los eventos extremos acontecidos.



4. REFERENCIAS

Goda, Y. (1988). On the methodology of selecting design wave heights, Chapter 67. Coastal Engineering, 899-913.



ANEXO A DETALLE DE EVENTOS EXTREMOS BOYA #516 AÑO 2015

Tabla 2. Detalle de eventos extremos identificados durante el año 2015, en la boya #516, ubicada frente a la bahía de Valparaíso, a partir de la aplicación de la metodología POT.

N° Tormenta

Año Mes Día Hora 𝑯𝒎𝟎 𝑻𝒎 𝑻𝒑 𝑫𝒎 𝑫𝒑 𝑽𝒘 𝑫𝒘

1 2015 1 2 8 3.668 9.57 16.09 223.33 280.45 12.13 216.6 2 2015 1 7 23 3.718 12.41 16.69 221.64 230.2 3.93 352.4 3 2015 1 13 1 3.792 8.55 10.92 210.36 211.93 12.15 208.8 4 2015 1 29 2 3.197 10.58 13.12 229.41 234.6 8.98 215.6 5 2015 2 3 1 3.636 11.17 15.55 228.06 256.9 10.07 210.6 6 2015 2 9 0 3.181 10.25 12.87 221.51 223.31 11.22 208.7 7 2015 2 13 11 4.329 11.67 15.75 213.7 213.67 12.1 214.6 8 2015 2 19 4 4.72 11.21 14.43 216.71 222.24 13.87 200.5 9 2015 3 4 20 3.209 10.89 14.38 220.9 232.06 9.82 215.3

10 2015 3 9 13 4.692 12.61 16.46 227.25 235.68 9.44 216.4 11 2015 3 15 0 4.303 11.22 14.69 220.6 223.77 11.32 205.3 12 2015 3 21 0 3.736 11.88 14.78 214.53 214.97 10.54 199.9 13 2015 3 26 7 3.668 16.44 17.26 242.01 242.99 3.92 359.2 14 2015 3 30 23 3.839 10.06 13.7 221.38 230.09 11.87 200.5 15 2015 4 4 12 3.228 11.82 14 219.64 217.79 8.9 209.1 16 2015 4 11 17 3.798 11.92 15.94 232.98 236.94 10.75 205.4 17 2015 4 22 7 3.282 11.58 13.97 214.1 212.48 8.27 202.6 18 2015 5 1 6 5.489 16 21.31 228.06 229.86 10.28 213.1 19 2015 5 11 7 4.464 14.12 19.09 239.05 241.46 8.88 205.3 20 2015 5 18 2 3.779 12.42 14.52 237.94 236.39 3.18 235.6 21 2015 5 23 23 4.433 13.25 14.87 223.1 222.35 10.21 207.9 22 2015 5 30 12 3.699 12.92 16.32 255.48 262.15 6.78 204.2 23 2015 6 7 7 4.166 12.82 14.82 248.16 249.63 7.27 205.6 24 2015 6 17 22 3.703 12.05 15.37 216.49 218.76 10.14 184.8 25 2015 6 22 20 3.93 12.97 17.67 217.31 228.72 8.7 212.7 26 2015 6 30 1 4.772 14.19 17.2 213.28 212.66 9.3 196.8 27 2015 7 7 8 3.541 11.71 12.72 233.87 233.12 7.17 214.4 28 2015 7 15 0 5.255 13.46 15.39 220.14 218.96 6.75 249.1 29 2015 7 20 5 5.7 14.22 16.23 220.73 218.55 9.74 204.1 30 2015 7 28 4 4.254 12.74 15.77 271.01 258.99 7.7 354.3 31 2015 8 3 0 5.652 13.48 15.19 238.2 233.47 7.71 323.6 32 2015 8 8 21 6.495 10.23 14.45 341.75 347.58 20.72 339 33 2015 8 17 10 4.324 13.04 17.37 214.68 215.83 11.67 197.9 34 2015 8 29 2 3.262 11.19 12.94 254.5 249.59 5.41 358 35 2015 9 4 2 4.468 13.66 18.9 216.44 217.97 11.18 199.1 36 2015 9 9 21 3.422 11.68 13.48 221.26 221.76 10.08 190 37 2015 9 15 7 3.14 13.35 15.52 211.42 212.51 7.41 320.6 38 2015 10 7 11 3.784 12.69 14.84 223.92 220.12 9.25 213.9 39 2015 10 15 12 3.743 11.14 13.49 234.53 230.59 9.29 241.3 40 2015 10 31 0 3.832 9.8 14.19 217.29 225.3 14.43 196.8 41 2015 11 15 3 3.964 11.62 16.02 220.34 222.03 11.4 208.4 42 2015 11 27 6 4.093 14.53 17.55 214.22 215.32 11.51 222 43 2015 12 9 2 3.912 10.18 17.51 223.88 246.59 12.3 206.3 44 2015 12 19 3 3.567 8.89 16.3 226.3 300.16 13.2 208.7 45 2015 12 25 1 3.166 9.56 11.79 218.51 222.8 9.74 210.5



ANEXO B ANÁLISIS DE EVENTOS EXTREMOS BOYA #516 AÑO 2015

De los 45 eventos identificados, 37 corresponden a marejadas provenientes de la dirección Sur-oeste, 6 a la dirección Oeste, 1 a la dirección Nor-oeste y 1 a la dirección Norte. En términos generales, cerca de un 67% (30 eventos) del total de eventos identificados provinieron de la dirección Sur-oeste, con alturas 𝐻𝑚0 que oscilan entre los 3.0 y 4.5 metros. Un 17.8% del total de eventos (8 eventos) superan los 4.5 metros de altura, de los cuales un 87.5% de ellos provino de la dirección Sur-oeste, mientras que el 12.5% restante (un evento) provino de la dirección norte, presentando alturas 𝐻𝑚0 cercanas a los 6.5 metros (marejada del 08 de Agosto 2015).

Un 53% del total de eventos identificados (24 eventos), presentan periodos peak superiores a los 15 segundos, de los cuales solo el 25% de estos (6 eventos) sobrepasan los 4.5 metros de altura. De los 24 eventos con periodos superiores a los 15 segundos, 19 provinieron de la dirección Sur-oeste, 4 de la dirección Oeste y uno de la dirección Nor-Oeste, este último presentó alturas 𝐻𝑚0 cercana a los 3.75 metros.

Figura 4. Histogramas de variables oceanográficas pronosticadas por SIPROL® durante la ocurrencia de eventos extremos. Dirección peak (Arriba-izquierda), Altura (Arriba-derecha) y Periodo peak (Abajo-izquierda). Gráfico polar de

alturas 𝐻𝑚0 máximas v/s periodo peak y dirección peak (Abajo-derecha).



Tabla 3. Tablas de incidencia de eventos extremos identificados en la boya #516 durante el año 2015 a la derecha en términos de la cantidad de datos y a la izquierda en términos de la frecuencia relativa. Rangos de altura 𝐻𝑚0 v/s marca

de dirección (Arriba). Rangos de periodo peak v/s marca de dirección (Centro). Rangos de 𝐻𝑚0 v/s periodo peak (Abajo).

Boya #516 Marca de Dirección

Total S SW W NW N

Ran

gos

𝑯𝒎

𝟎 [

m] 3-3.5 8 1 9

3.5-4 15 3 1 19 4-4.5 7 2 9 4.5-5 3 3 5-5.5 2 2 5.5-6 2 2 6-6.5 1 1

Total 0 37 6 1 1 45


Total S SW W NW N

Ran

gos

𝑯𝒎

𝟎 [

m] 3-3.5 18% 2% 20%

3.5-4 33% 7% 2% 42% 4-4.5 16% 4% 20% 4.5-5 7% 7% 5-5.5 4% 4% 5.5-6 4% 4% 6-6.5 2% 2%

Total 0% 82% 13% 2% 2% 100%


Total S SW W NW N

Ran

gos

𝑻𝒑

[s]

10-12.5 2 2

12.5-15 16 2 1 19

15-17.5 13 4 1 18

17.5-20 5 5

20-22.5 1 1

Total 0 37 6 1 1 45


Total S SW W NW N

Ran

gos

𝑻𝒑

[s]

10-12.5 4% 4%

12.5-15 36% 4% 2% 42%

15-17.5 29% 9% 2% 40%

17.5-20 11% 11%

20-22.5 2% 2%

Total 0% 82% 13% 2% 2% 100%

Boya #516

Rangos 𝑻𝒑 [s]

Total 10-12.5

12.5-15

15-17.5

17.5-20

20-22.5

Ran

gos

𝑯𝒎

𝟎 [

m] 3-3.5 1 7 1 9

3.5-4 1 7 9 2 19 4-4.5 3 3 3 9 4.5-5 1 2 3 5-5.5 1 1 2 5.5-6 2 2 6-6.5 1 1

Total 2 19 18 5 1 45

Boya #516

Rangos 𝑻𝒑 [s]

Total 10-12.5

12.5-15

15-17.5

17.5-20

20-22.5

Ran

gos

𝑯𝒎

𝟎 [

m] 3-3.5 2% 16% 2% 20%

3.5-4 2% 16% 20% 4% 42% 4-4.5 7% 7% 7% 20% 4.5-5 2% 4% 7% 5-5.5 2% 2% 4% 5.5-6 4% 4% 6-6.5 2% 2%

Total 4% 43% 40% 11% 2% 100%

La Figura 5, presenta la cantidad de eventos extremos mensuales, acontecidos durante el año 2015 y los valores de 𝐻𝑚0 mínimos, medios y máximos alcanzados. La Figura 6, expone la cantidad de eventos extremos por estación y los valores de 𝐻𝑚0 mínimos, medios y máximos alcanzados. Durante el año 2015, la mayor cantidad de eventos extremos fueron pronosticados durante las estaciones de otoño (13 eventos), invierno (13 eventos) y verano (12 eventos). En términos generales, los promedios de altura 𝐻𝑚0 de los eventos identificados durante las estaciones de otoño e invierno, sobrepasan los 4.0 metros de altura, mientras que en las estaciones de primera y verano se encuentran cercanos a los 3.5 metros. De igual forma, los máximos valores de 𝐻𝑚0 pronosticados durante las estaciones de otoño e invierno sobrepasan los 5.3 metros de altura, mientras que en primavera y verano estas no sobrepasan los 5.0 metros de altura.



Durante el mes de marzo se pronosticó la mayor cantidad de eventos extremos acontecidos, alcanzando un total de 6 eventos, cuyo promedio de alturas 𝐻𝑚0 se encuentra cercano a los 4.0 metros. Los meses de febrero, marzo, mayo, junio, julio y agosto, presentaron alturas 𝐻𝑚0 promedios cercanas a los 4.0 metros y alturas máximas que sobrepasaron los 4.5, alcanzado un máximo de 6.5 durante el mes de agosto.

Figura 5. Cantidad de eventos extremos mensuales pronosticados por SIPROL® (Arriba). Valores mínimos, medios y

máximos de eventos extremos por mes (Abajo).

Figura 6. Cantidad de eventos extremos estacionales pronosticados por SIPROL® (Izquierda). Valores mínimos medios y máximos de eventos extremos por estación (Derecha).



ANEXO C DETALLE DE EVENTOS EXTREMOS BOYA #516 AÑO 2016

Tabla 4. Detalle de eventos extremos identificados durante el año 2015, en la boya #516, ubicada frente a la bahía de Valparaíso, a partir de la aplicación de la metodología POT.

N° Tormenta

Año Mes Día Hora 𝑯𝒎𝟎 𝑻𝒎 𝑻𝒑 𝑫𝒎 𝑫𝒑 𝑽𝒘 𝑫𝒘

1 2016 1 4 13 3.22 10.59 12.97 220.44 226.24 8.82 210.8 2 2016 1 18 0 2.985 11.04 17.67 234.91 235.25 9.98 217.9 3 2016 1 26 4 3.319 12.91 15.51 237.48 275.17 7.38 227.6 4 2016 2 4 11 3.699 11.03 13.3 234.34 234.61 10 213.2 5 2016 2 9 7 3.238 10.08 17.56 224.03 238.53 10.42 211.7 6 2016 2 15 0 3.834 9.89 14.22 218.64 236.64 13.02 201.8 7 2016 2 24 0 4.123 11.82 13.7 225.27 228.5 10.9 210 8 2016 2 28 0 3.444 10.42 14.45 214.29 225.65 11.03 204.6 9 2016 3 5 10 3.565 12.98 19.05 240.91 296.42 8.93 221.4

10 2016 3 19 5 4.376 10.93 15.68 222.59 236.42 11.21 206.2 11 2016 3 26 7 3.693 12.96 15.86 222.45 218.69 5.97 257.5 12 2016 3 31 22 3.862 12.34 15.49 233.87 254.16 10.76 204.6 13 2016 4 10 0 3.9 11.34 15.47 218.4 231.48 10.36 207.7 14 2016 4 15 12 3.833 12.44 13.97 249.91 243.59 7.16 358.1 15 2016 4 24 18 3.528 11.36 13.08 236.73 231.57 5.21 301 16 2016 6 20 0 4.743 15.71 19.49 227.25 226.59 4.18 230.6 17 2016 6 25 11 4.72 13.01 17.85 227.74 230.3 9.19 218 18 2016 7 13 22 5.738 9.85 11.87 314.84 341.33 18 342.3 19 2016 7 19 11 4.048 13.33 15 237.86 231.35 6.51 297.2 20 2016 7 29 17 4.103 14.05 15.87 246.88 243.61 5.76 207.6 21 2016 8 9 4 4.741 12.77 15.78 233.18 239.11 11.04 190.6 22 2016 8 16 4 4.787 14.07 17.35 240.89 241.58 5.74 288.7 23 2016 8 23 0 3.628 13.4 18.95 236.66 250.3 8.5 350.8 24 2016 8 31 19 4.034 10.7 13.08 228 237.62 12.93 196.1 25 2016 9 13 3 4.545 11.04 12.69 244.96 245.68 10.62 248.9 26 2016 9 21 0 4.101 14.01 17.06 221.99 222.94 11.36 202.6 27 2016 9 27 8 3.303 12.97 15.47 227.95 229.21 8.8 207.7 28 2016 10 10 10 3.746 12.26 14.51 228.89 233.87 9.71 214.2 29 2016 10 17 0 4.091 10.22 12.41 271.45 283.54 7.46 281.8 30 2016 10 27 0 3.174 8.12 8.27 219.47 214.72 11.61 203.3 31 2016 11 2 0 4.672 12.08 14.47 223.93 226.04 12.92 193.8 32 2016 11 9 0 3.713 9.59 12.4 217.61 216.85 11.83 210 33 2016 11 17 0 3.904 9.73 11.97 220.31 225.62 12.98 199.6 34 2016 11 29 0 3.13 9.04 10.83 221.1 221.57 12.11 201 35 2016 12 7 0 3.336 8.72 10.7 221.77 227.76 11.66 206 36 2016 12 13 8 4.12 9.94 15.98 221.97 304.73 12.85 201.2 37 2016 12 18 9 3.842 13.05 15.39 224.59 224.1 12.25 216.9 38 2016 12 23 5 3.607 8.97 12.13 221.76 232.52 12.25 208.4



ANEXO D ANÁLISIS DE EVENTOS EXTREMOS BOYA #516 AÑO 2016

El año 2016 se identificaron 38 eventos extremos, 31 corresponden a marejadas provenientes de la dirección Sur-oeste, 4 a la dirección Oeste, 2 a la dirección Nor-Oeste y 1 a la dirección Norte. Cerca de un 79% (30 eventos) del total de eventos identificados incidieron desde la dirección Sur-Oeste, con alturas 𝐻𝑚0 que oscilan entre los 3.0 y 5.0 metros. Solo un 16% (6 eventos), provinieron de las direcciones Oeste y Nor-Oeste, con alturas entre los 3.0 y 4.0 metros. Un 19% (7 eventos) presentaron alturas de ola 𝐻𝑚0 superiores a los 4.5 metros. De éstos, 6 incidieron desde la dirección Sur-Oeste y uno de la dirección Norte, siendo este último el evento del día 13 de julio.

El 50% del total de eventos identificados (19 eventos), presentan periodos peak superiores a los 15 segundos, de los cuales solo 4 eventos superan los 4.5 metros de altura. De los 19 eventos con periodos superiores a los 15 segundos, incidieron de la dirección Sur-Oeste y 5 desde las direcciones Oeste y Nor-oeste. El evento del día 13 de julio presentó un periodo peak inferior a los 12.5 segundos.

Figura 7. Histogramas de variables oceanográficas pronosticadas por SIPROL® durante la ocurrencia de eventos extremos. Dirección peak (Arriba-izquierda), Altura (Arriba-derecha) y Periodo peak (Abajo-izquierda). Gráfico polar de

alturas 𝐻𝑚0 máximas v/s periodo peak y dirección peak (Abajo-derecha).



Tabla 5. Tablas de incidencia de eventos extremos identificados en la boya #516 durante el año 2016 a la derecha en términos de la cantidad de datos y a la izquierda en términos de la frecuencia relativa. Rangos de altura 𝐻𝑚0 v/s marca

de dirección (Arriba). Rangos de periodo peak v/s marca de dirección (Centro). Rangos de 𝐻𝑚0 v/s periodo peak (Abajo).


Total SW W NW N

Ran

gos

𝑯𝒎

𝟎 [

m] 2.5-3 1 1

3-3.5 7 1 8

3.5-4 11 2 1 14

4-4.5 6 1 1 8

4.5-5 6 6

5.5-6 1 1

Total 31 4 2 1 38


Total SW W NW N

Ran

gos

𝑯𝒎

𝟎 [

m] 2.5-3 3% 3%

3-3.5 18% 3% 21% 3.5-4 29% 5% 3% 37% 4-4.5 16% 3% 3% 21% 4.5-5 16% 16% 5.5-6 3% 3%

Total 82% 11% 5% 3% 100%


Total SW W NW N

Ran

gos

𝑻𝒑

[m

] <10 1 1

10-12.5 5 1 1 7

12.5-15 11 11

15-17.5 10 2 1 13

17.5-20 4 1 1 6

Total 31 4 2 1 38


Total SW W NW N

Ran

gos

𝑻𝒑

[m

]

<10 3% 3% 10-12.5 13% 3% 3% 18% 12.5-15 29% 29% 15-17.5 26% 5% 3% 34% 17.5-20 11% 3% 3% 16%

Total 82% 11% 5% 3% 100%

Boya #516

Rangos 𝑻𝒑 [m]

Total <10

10-12.5

12.5-15

15-17.5

17.5-20

Ran

gos

𝑯𝒎

𝟎 [

m] 2.5-3 1 1

3-3.5 1 2 2 2 1 8

3.5-4 3 5 4 2 14

4-4.5 1 2 5 8

4.5-5 2 2 2 6

5.5-6 1 1

Total 1 7 11 13 6 38

Boya #516

Rangos 𝑻𝒑 [m]

Total <10

10-12.5

12.5-15

15-17.5

17.5-20

Ran

gos

𝑯𝒎

𝟎 [

m] 2.5-3 3% 3%

3-3.5 3% 5% 5% 5% 3% 21%

3.5-4 8% 13% 11% 5% 37%

4-4.5 3% 5% 13% 21%

4.5-5 5% 5% 5% 16%

5.5-6 3% 3%

Total 3% 18% 29% 34% 16% 100%

La Figura 8, presenta la cantidad de eventos extremos mensuales, acontecidos durante el año 2016 y los valores de 𝐻𝑚0 mínimos, medios y máximos alcanzados. La Figura 6, expone la cantidad de eventos extremos por estación y los valores de 𝐻𝑚0 mínimos, medios y máximos alcanzados. La mayor cantidad de eventos extremos fueron pronosticados durante las estaciones de primavera y verano (12 y 11 eventos respectivamente). Durante el invierno, se anticiparon 9 eventos con una altura 𝐻𝑚0 promedio cercana a los 4.5 metros.



Figura 8. Cantidad de eventos extremos mensuales pronosticados por SIPROL® (Arriba). Valores mínimos, medios y

máximos de eventos extremos por mes (Abajo).

Figura 9. Cantidad de eventos extremos estacionales pronosticados por SIPROL® (Izquierda). Valores mínimos medios y máximos de eventos extremos por estación (Derecha).



ANEXO E VALIDACIÓN DE LA HERRAMIENTA TECNOLÓGICA SIPROL®

E-1 Comparación SIPROL® con información satelital periodo 2015 (V-Región)

Se realizó una comparación de las alturas 𝐻𝑚0 pronosticadas por el sistema SIPROL® con datos de altura significativa obtenidos a partir de registros de altímetros de los satélites Jason-2 y Cryosat. Los datos utilizados corresponden a los registros del satélite cuyas coordenadas de paso se encuentran dentro de una circunferencia de radio 0.5° centrada en las coordenadas de la boya virtual #516. La Figura 10, ilustra la metodología de extracción utilizada, tomando como ejemplo los registros del año 2015 del satélite Jason-2.

Figura 10. Esquema de metodología de extracción de datos satelitales. Se muestra la superposición de los track del satélite Jason-2 para el año 2015 y el área de extracción de datos definida en una circunferencia de radio de 0.5° con

centro en las coordenadas de la boya virtual #516 de la herramienta SIPROL®.

La Figura 11, muestra gráficos de dispersión de 𝐻𝑚0, resultantes de la comparación de los datos de altura significativa registrados por los altímetros de los satélites Jason-2 y Cryosat con las previsiones de 𝐻𝑚0 del sistema SIPROL® en la boya virtual #516. Se expone una tabla resumen de indicadores estadísticos resultantes de las comparaciones, lo que fueron utilizados para cuantificar el desempeño de las previsiones de oleaje.



Jason-2 Cryosat ∑Satélites

𝑪𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝒅𝒂𝒕𝒐𝒔 37 13 49

�̅�𝑺𝒂𝒕é𝒍𝒊𝒕𝒆 [𝒎] 2.490 2.640 2.529

�̅�𝑺𝑰𝑷𝑹𝑶𝑳® [𝒎] 2.888 3.038 2.925

𝝈𝑺𝒂𝒕é𝒍𝒊𝒕𝒆 [𝒎] 0.635 0.860 0.711

𝝈𝑺𝑰𝑷𝑹𝑶𝑳® [𝒎] 0.654 0.821 0.711

𝑴𝑨𝑬 [𝒎] 0.422 0.502 0.442

𝑹𝑴𝑺𝑬 [𝒎] 0.505 0.550 0.518

𝑩𝑰𝑨𝑺 [𝒎] 0.398 0.398 0.396

𝑺𝒌𝒊𝒍𝒍 0.804 0.802 0.803

𝑹𝟐 0.782 0.808 0.793

𝑹𝟐(𝟎,𝟎) 0.727 0.723 0.727

Figura 11. Gráficos de dispersión de 𝐻𝑚0 registradas por altímetros satelitales v/s 𝐻𝑚0 pronosticadas por la herramienta SIPROL® en la boya #516, durante el año 2015. Satélite Jason-2 v/s SIPROL® (Arriba-izquierda), satélite Cryosat v/s SIPROL® (Arriba-derecha) y Combinación de registros de satélites Jason-2 y Cryosat v/s SIPROL® (abajo-izquierda).

Indicadores estadísticos resultantes de la comparación entre los registros satelitales y los pronósticos de la herramienta SIPROL® (abajo-derecha).



E-2 Comparación SIPROL® con ADCP-Yolanda Invierno de 2014 (Valparaíso)

Durante el periodo comprendido entre el 17 de junio de 2014 y el 29 de julio del mismo año, se realizó una campaña de medición dentro del puerto de Valparaíso, empleando un dispositivo ADCP fondeado a 15 metros de profundidad (Figura 12). La Figura 13 expone las comparaciones de 𝐻𝑚0 entre los datos instrumentales y los pronósticos de SIPROL®.

Figura 12. Ubicación referencial de ADCP-Yolanda y nodo de previsión SIPROL®.

Figura 13. Comparación de registros temporales de 𝐻𝑚0 ADCP-Yolanda v/s SIPROL®.



E-3 Comparación SIPROL® con boya Watchkeeper 08 de agosto de 2015 (Valparaíso)

Se realizó una comparación entre la información de la previsión de oleaje del sistema SIPROL® y los datos medidos in-situ mediante una boya Watchkeeper ubicada frente a la bahía de Valparaíso (Figura 14), los datos se encuentran disponibles en la página2 del Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada de Chile (SHOA). El evento corresponde a la marejada acontesida entre los días 07 y 08 de agosto de 2015. La Figura 15, muestra la comparación entre la previsión de SIPROL® y el registro la boya Watchkeeper para las variable 𝐻𝑚0, 𝐻𝑚𝑎𝑥, 𝑇𝑝 y 𝐷𝑚. La Tabla 6, presenta los indicadores estadísticos obtenidos al

comparar las los registros de 𝐻𝑚0.

Figura 14. Ubicación referencial de Boya Watchkeeper y nodo de previsión SIPROL®.

2 http://www.shoa.cl/mareas/pdf/marejada_agosto_de_2015.pdf

http://www.shoa.cl/mareas/pdf/marejada_agosto_de_2015.pdf



Figura 15. Comparación registros de oleaje Boya Watchkeeper SHOA v/s previsión de oleaje entregada por SIPROL®.

Comparación de 𝐻𝑚0 (Arriba). Comparación de 𝑇𝑝 (Centro).Comparación de 𝐷𝑚 (Abajo).

Figura 16. Diagrama de dispersión 𝐻𝑚0 Boya Watchkeeper

SHOA v/s 𝐻𝑚0 SIPROL®. En gris, se presentan los datos comparados. La línea segmentada, representa la recta

identidad. En azul, el ajuste lineal entre datos. En rojo el ajuste lineal de datos con intersección en el origen.

Tabla 6. Indicadores estadísticos utilizados para cuantificar el desempeño de SIPROL® en la

representación de 𝐻𝑚0.

𝑪𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝒅𝒂𝒕𝒐𝒔 21

𝑹𝑴𝑺𝑬 0.754 [𝑚]

𝑩𝑰𝑨𝑺 -0.26 [𝑚]

𝑹𝟐 0.663

𝑹𝟐(𝟎,𝟎) 0.604



E-4 Comparación SIPROL® con boya Watchkeeper periodo octubre de 2015 a enero de 2016 (Valparaíso)

En el marco del desarrollo y confección de la memoria de tesis para optar al título de Ingeniero Civil Oceánico del Sr. Diego Becerra Godoy, se realizaron comparaciones con información registrada por la boya Watchkeeper ubicada frente a la bahía de Valparaíso (Figura 14) y los datos pronosticados por SIPROL®, durante el periodo comprendido entre octubre de 2015 y enero de 2016. La Figura 17 expone las comparaciones de 𝐻𝑚0 de SIPROL® con los registros de la boya.

Figura 17. Comparación de series temporales de 𝐻𝑚0 boya Watchkeeper SHOA v/s SIPROL®. Comparación de 𝐻𝑚0 con

datos brutos (Arriba). Comparación de 𝐻𝑚0 con datos instrumentales corregidos por sesgo (Abajo).



E-5 Comparación SIPROL® con boya NDBC-32012 (Frente a Arica)

Se compararon registros de 𝐻𝑚0 obtenidos de la boya NDBC-32012 (Figura 18) y la previsión de oleaje del sistema SIPROL®, durante el periodo comprendido entre el 01 de octubre de 2015 y el 01 de marzo de 2016. La Figura 19 expone la comparación entre 𝐻𝑚0 de SIPROL®

Figura 18. Ubicación referencial de boyas disponibles en la web de la National Data Buoy Center (NDBC/NOAA). En rojo,

ubicación referencial boya NDBC-32012 (fuente: http://www.ndbc.noaa.gov/)

http://www.ndbc.noaa.gov/



𝑪𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝒅𝒂𝒕𝒐𝒔 3382

𝑹𝑴𝑺𝑬 0.342 [𝑚]

𝑩𝑰𝑨𝑺 0.284 [𝑚]

𝑹𝟐 0.840

𝑹𝟐(𝟎,𝟎) 0.767

Figura 19. Comparación de series temporales de 𝐻𝑚0 boya NDBC-32012 v/s SIPROL® (Arriba) y Gráfico de dispersión 𝐻𝑚0 boya NDBC-32012 v/s SIPROL® (abajo-izquierda). Indicadores estadísticos resultantes de la comparación entre los

registros satelitales y los pronósticos de la herramienta SIPROL® (abajo-derecha).

desempeÑo de la herramienta tecnolÓgica … · de entregar la previsión diaria del oleaje...

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