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Centro de Investigaciones del Mar yla Atmósfera CIMA/CONICET-UBA

Proyecto AIACC LA2G

Informe CIMA/Oc-02-01 Septiembre 2002

C. Simionato, M. Nuñez y V. Meccia

Estudio de la respuesta del Modelo HamSOM/CIMA a vientos intensos

sobre el Río de la Plata

Resumen:

El objetivo del presente trabajo es estudiar la respuesta del conjunto de modelos oceánicos

anidados unidireccionalmente HamSOM/CIMA a situaciones de viento intensas sobre el

Río de la Plata. Con ese fin los parámetros del modelo fueron ajustado para reproducir

adecuadamente la altura de la superficie libre observada en distintas estaciones del Río de la

Plata cuando la superficie del océano es forzada con vientos de los reanálisis de

NCEP/NCAR. Estos datos demostraron ser los más apropiados para los objetivos de este

trabajo. Una vez logrado un ajuste adecuado, el modelo es utilizado para estudiar su

respuesta a situaciones de viento intenso sobre el Río de la Plata. Se concluye que el

conjunto de conjunto de modelos HamSOM/CIMA forzado por los reanálisis es apropiado

para realizar estudios para la determinación de escenarios climáticos.

Informe producido por:

Dra. Claudia G. Simionato

Dr. Mario N. Nuñez

Srta. Virna Meccia

i

ÍNDICE

1. OBJETIVOS Y ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO ..................................................... 1

2. DESCRIPCIÓN DEL MODELO..................................................................................... 4

3. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL CONJUNTO DE MODELOS

ANIDADOS..................................................................................................................... 8

4. EL FORZANTE DEL VIENTO..................................................................................... 15

5. AJUSTE DEL MODELO OCEÁNICO A LOS REANÁLISIS DE

NCEP/NCAR ................................................................................................................. 29

6. SIMULACIÓN DEL EFECTO DE LOS VIENTOS INTENSOS EN LA

ELEVACIÓN DE LA SUPERFICIE LIBRE EN EL RÍO DE LA PLATA .................. 37

7. RESUMEN DE CONCLUSIONES Y DISCUSIÓN..................................................... 46

8. REFERENCIAS............................................................................................................. 51

ii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Dominio de los tres modelos anidados que componen el sistema

HamSOM/CIMA............................................................................................................. 10

Figura 2: Batimetría de los tres modelos anidados utilizados en las simulaciones....................... 13

Figura 3a: Comparación entre la evolución de la velocidad del viento a lo largo de la

tormenta del 6 de diciembre de 1982 proporcionada por los reanálisis del

NCEP/NCAR y el modelo anidado de alta resolución ETA. El panel superior

muestra en rojo la componente zonal y en verde la componente meridional de la

velocidad del viento derivada de los reanálisis a 35º S y 57º W, mientras que el

panel inferior muestra las mismas variables en el mismo punto derivadas de las

soluciones proporcionadas por el Modelo ETA. Ambos gráficos han sido realizados

conservando la escala a fin de facilitar la comparación. ..................................................... 18

Figura 3b: idem Figura 3a para la tormenta del 6 de marzo de 1988 .......................................... 19

Figura 3c: idem Figura 3a para la tormenta del 11 de noviembre de 1989. ................................. 20

Figura 3d: idem Figura 3a para la tormenta del 30 de agosto de 1991. ....................................... 21

Figura 3e: idem Figura 3a para la tormenta del 16 de mayo de 2000.......................................... 22

Figura 4a: Comparación entre el seudo-esfuerzo del viento en el momento de máximo

desarrollo de la tormenta del 6 de diciembre de 1982 proporcionada por los

reanálisis del NCEP/NCAR y el modelo anidado de alta resolución ETA. El panel

superior muestra el seudo-esfuerzo del viento derivado de los reanálisis, mientras

que el panel inferior muestra la misma variable derivada de las soluciones

proporcionadas por el Modelo ETA. Ambos gráficos han sido realizados

conservando la escala a fin de facilitar la comparación. ..................................................... 23

Figura 4b: idem Figura 4a para la tormenta del 6 de marzo de 1988. ......................................... 24

iii

Figura 4c: idem Figura 4a para la tormenta del 11 de noviembre de 1989. ................................. 25

Figura 4d: idem Figura 4a para la tormenta del 30 de agosto de 1991. ....................................... 26

Figura 4e: idem Figura 4a para la tormenta del 16 de mayo de 2000.......................................... 27

Figura 5a: Comparación entre la simulación de invierno realizada con el conjunto de

modelos HamSOM/CIMA y observaciones en la Estación Palermo. ................................... 32

Figura 5b: Comparación entre la simulación de invierno realizada con el conjunto de

modelos HamSOM/CIMA y observaciones en la Estación Oyarvide................................... 33

Figura 6a: Comparación entre la simulación de verano realizada con el conjunto de

modelos HamSOM/CIMA y observaciones en la Estación Oyarvide................................... 35

Figura 6b: Comparación entre la simulación de invierno realizada con el conjunto de

modelos HamSOM/CIMA y observaciones en la Estación San Clemente............................ 36

Figura 7. Comparación de las simulaciones realizadas con el conjunto de modelos

HamSOM/CIMA y observaciones en las Estaciones Palermo y Oyarvide durante la

tormenta de diciembre de 1982. Las observaciones se muestran en negro. En rojo se

muestra la solución del modelo cuando el viento sólo se aplica sobre los dominios B

y C, mientras que en rojo se indica la solución del modelo cuando el viento se aplica

sobre los tres dominios, A, B y C. .................................................................................... 39


HamSOM/CIMA y observaciones en las Estaciones Palermo, Oyarvide y San

Clemente durante la tormenta de marzo de 1988. Las observaciones se muestran en

negro. En rojo se muestra la solución del modelo cuando el viento sólo se aplica

sobre los dominios B y C, mientras que en rojo se indica la solución del modelo

cuando el viento se aplica sobre los tres dominios, A, B y C. ............................................. 40


iv

HamSOM/CIMA y observaciones en las Estaciones Palermo, Oyarvide, San

Clemente y Montevideo durante la tormenta de noviembre de 1989. Las

observaciones se muestran en negro. En rojo se muestra la solución del modelo

cuando el viento sólo se aplica sobre los dominios B y C, mientras que en rojo se

indica la solución del modelo cuando el viento se aplica sobre los tres dominios, A,

B y C.............................................................................................................................. 41


HamSOM/CIMA y observaciones en las Estaciones Palermo, Oyarvide y San

Clemente durante la tormenta de agosto de 1991. Las observaciones se muestran en

negro. En rojo se muestra la solución del modelo cuando el viento sólo se aplica

sobre los dominios B y C, mientras que en rojo se indica la solución del modelo

cuando el viento se aplica sobre los tres dominios, A, B y C. ............................................. 42


HamSOM/CIMA y observaciones en las Estaciones Palermo, Oyarvide, San

Clemente y La Plata durante la tormenta de mayo de 2000. Las observaciones se

muestran en negro. En rojo se muestra la solución del modelo cuando el viento sólo

se aplica sobre los dominios B y C, mientras que en rojo se indica la solución del

modelo cuando el viento se aplica sobre los tres dominios, A, B y C. ................................. 43

v

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla I: Fechas de las situaciones asociadas a vientos intensos del sudeste analizadas en

el presente trabajo. ........................................................................................................... 15

Tabla II: Estaciones utilizadas para validar las simulaciones de verano e invierno de

ajuste del conjunto de modelos HamSOM/CIMA. .............................................................. 30

Tabla III. Observaciones directas de altura en el Río de la Plata durante las situaciones de

tormentas con vientos intensos del sudeste utilizadas para comparar con las

simulaciones. ................................................................................................................... 38

Estudio de la respuesta del modelo HamSOM/CIMA a vientos intensos sobre el Río de la Plata

C. Simionato, M. Núñez y V. Meccia Pagina 1

1. OBJETIVOS Y ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO

Antes de que un modelo oceánico pueda ser utilizado para realizar simulaciones bajo

diferentes escenarios climáticos, es necesario proceder a un adecuado ajuste del mismo y a

su validación bajo situaciones conocidas. El modelo debe demostrar ser capaz de reproducir

adecuadamente las observaciones no sólo bajo situaciones medias sino también bajo

situaciones extremas.

El objetivo del presente trabajo es, particularmente, estudiar la respuesta del conjunto de

modelos oceánicos anidados unidireccionalmente HamSOM/CIMA durante situaciones de

vientos intensos sobre el Río de la Plata, así como determinar el dominio necesario para una

adecuada modelación de la propagación de las ondas de tormenta hacia el estuario.

A tal efecto, cinco situaciones, ocurridas en diciembre de 1982, marzo de 1988,

noviembre de 1989, agosto de 1991 y mayo de 2000, en las cuales se observaron intensas

crecidas en el Río de la Plata fueron seleccionadas por el Proyecto para ser estudiadas. La

evolución de estas situaciones en la atmósfera fue modelada utilizando el modelo regional

ETA en el contexto del Proyecto y las soluciones fueron provistas al CIMA para ser

utilizadas como forzante de su modelo oceánico.

Dado que las soluciones del modelo ETA sólo se guardaron durante 72 horas,

comenzando 24 horas antes del pico del evento atmosférico, tiempo claramente insuficiente

para acelerar un modelo oceánico de gran escala, y además el dominio de estos datos es

menor que nuestro modelo de mayor escala, fue necesario complementar estos datos con

otros de alguna fuente adicional. Como el modelo ETA fue corrido tomando condiciones de



contorno de los reanálisis de NCEP/NCAR, esta última parece ser la fuente de datos

complementaria más razonable. Como primer paso entonces, se procedió a una

comparación entre ambos conjuntos de datos y se seleccionó la base más adecuada para

nuestras simulaciones.

Una vez conformada la base de datos de vientos, se realizó un ajuste del modelo

oceánico a los mismos. El ajuste se realizó a través de una serie de experimentos de

sensibilidad en dos simulaciones largas, una de invierno y otra de verano, efectuadas para

años en los cuales se disponía de observaciones de elevación de la superficie libre del mar

en el Río de la Plata con las que realizar comparaciones durante un período de tiempo

significativamente largo y bajo diferentes condiciones de viento.

Finalmente la respuesta del modelo HamSOM/CIMA a las cinco situaciones de vientos

intensos seleccionadas fue estudiada. Con el fin de determinar el dominio necesario para

una adecuada modelación de la onda de tormenta, el modelo se corrió en dos

configuraciones diferentes. En la primera de estas configuraciones, el dominio sobre el cuál

se aplica el efecto del viento empieza a los 42º S. En la segunda, el efecto del viento se

aplica al norte de 56.5º S. Las soluciones proporcionadas por el modelo fueron finalmente

comparadas con observaciones de la elevación de la superficie libre adquiridas en distintos

puntos del estuario.

Este trabajo está organizado de la siguiente manera. En la Sección 2, se describen las

ecuaciones y la parametrización del modelo HamSOM/CIMA. En la Sección 3 se detalla la

estructura del conjunto de modelos anidados y sus diferentes formas de funcionamiento. En

La Sección 4 se comparan los vientos proporcionados por el Modelo ETA con los reanálisis



de NCEP/NCAR y se selecciona una base de datos adecuada para el forzado del modelo

oceánico. En la Sección 5, se describe el ajuste del modelo HamSOM/CIMA a la base de

datos de viento. En la Sección 6 se estudia la respuesta del modelo oceánico a las cinco

situaciones de vientos intensos seleccionadas. Finalmente, en la Sección 7 se realiza una

discusión y se resumen las conclusiones principales.



2. DESCRIPCIÓN DEL MODELO

El modelo utilizado para realizar las simulaciones numéricas que se describen en el

presente informe es el HamSOM/CIMA (Hamburg Shelf Ocean Model – Versión CIMA)

Model), desarrollado por Backhaus (1983,1985) en el Institut für Meereskunde (IfM) de

Hamburg, Alemania.

Aunque este modelo ha sido descrito en muchas publicaciones (Backhaus, 1983, 1985;

Backhaus y Hainbucher, 1987; Rodriguez y Alvarez, 1991; Rodriguez et al., 1991; Stronach

et al., 1993; Alvarez et al., 1997), una breve reseña de las principales ecuaciones resueltas y

de la parametrización se realiza a continuación. Se trata de un modelo tridimensional

multinivel (coordenada z) en diferencias finitas, escrito en la grilla C de Arakawa. En su

versión barotrópica, el modelo está basado en el siguiente conjunto de ecuaciones de

Reynolds:

zyv

xvAfu

yp

zvw

yvv

xvu

tv

zyu

xuAfv

xp

zuw

yuv

xuu

tu

yh

xh

∂∂

+

∂∂+

∂∂+−=

∂∂+

∂∂+

∂∂+

∂∂+

∂∂

∂∂

+

∂∂+

∂∂+=

∂∂+

∂∂+

∂∂+

∂∂+

∂∂

τρ

τρ

2

2

2

2

2

2

2

2

1

1

(1)

donde u y v son las componentes del vector velocidad; t es el tiempo; P es la presión; ρ es

la densidad del agua; f la frecuencia de Coriolis; τx y τy las componentes del vector esfuerzo

del viento y Ah es la viscosidad turbulenta horizontal.

Siguiendo la aproximación de Alvarez et al. (1997), quienes utilizaron el mismo



modelo para estudiar la propagación de mareas en la costa española, el forzante

astronómico es despreciado.

La formulación se completa con las ecuaciones hidrostática y de continuidad:

gzp

zw

yv

xu

ρ−=∂∂

=∂∂+

∂∂+

∂∂ 0

(2)

donde g es la aceleración de la gravedad.

HamSOM está escrito en coordenadas Cartesianas. A fin de tener en cuenta la

convergencia de los meridianos debida a la esfericidad de la Tierra, todas las distancias a lo

largo del eje horizontal se computan como una función de la latitud y la celda de volumen

considerada de esta manera de distorsiona en la ecuación de conservación de masa.

El código utiliza un esquema numérico temporal de dos niveles (presente y futuro).

A fin de evitar inestabilidades, algunos términos de las ecuaciones son tratados de forma

semi-implícita (el gradiente de presión y la difusión vertical) y el resto de los términos de

forma explícita. El término de Coriolis es tratado utilizando la aproximación propuesta por

Wais (1985).

A fin de derivar y resolver las ecuaciones discretizadas del modelo, primero se

integran verticalmente las ecuaciones de conservación de la cantidad de movimiento en

cada capa. De esta forma se encuentra una expresión para los transportes en cada capa, que

contiene la elevación de la superficie libre desconocida (lo que hace que la ecuación para la

primera capa sea no lineal) y el esfuerzo debido a la fricción vertical. Integrando en la



vertical nuevamente, a lo largo de la columna de agua, se cancela el esfuerzo debido a la

fricción vertical y se obtiene una expresión para el transporte integrado verticalmente.

Cuando se sustituye esta expresión en la ecuación de continuidad integrada verticalmente

(aplicada a una celda en volumen) se obtiene una ecuación elíptica para el incremento del

nivel del agua. Esta última ecuación se resuelve por medio de una técnica de sobre

relajación iterativa, que se combina con un algoritmo de eliminación directa a fin de

acelerar la convergencia. De este modo, después de una parametrización de los términos

difusivos y de la fricción en el fondo, se pueden resolver las ecuaciones para la velocidad en

cada una de las capas por eliminación directa.

Siguiendo la analogía de la viscosidad turbulenta ‘eddy’, los esfuerzos debidos a la

fricción vertical se parametrizan como una función de la velocidad de las capas; los

coeficientes de mezcla turbulenta vertical ‘eddy’ se actualizan utilizando una expresión para

la longitud de mezcla (Pohlmann, 1991). La fricción en el fondo se parametriza por medio

de una ley cuadrática en términos de la velocidad de la corriente:

bLbb uuC ρρρ =τ (3)

donde buρ es el vector velocidad horizontal en la capa de fondo del modelo y Luρ es la

velocidad horizontal promediada verticalmente en una capa friccional cercana al fondo. Cb

es el coeficiente adimensional de arrastre o de fricción de fondo. Por razones de estabilidad,

este término es tratado de forma semi-implícita, siendo buρ computado en el tiempo futuro y

Luρ en el presente.

A fin de evitar valores excesivamente grandes de la fricción en áreas donde la



profundidad de la capa de fondo es muy delgada, el transporte en el fondo es computado en

una capa de espesor constante (30 m) en todos aquellos lugares en los que la profundidad

total sea mayor a ese espesor (Rodriguez y Alvarez, 1991).



3. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL CONJUNTO DE

MODELOS ANIDADOS

Debido a la carencia de observaciones directas que permitan proporcionar condiciones

de contorno adecuadas a un modelo de pequeña escala del Río de la Plata, el modelo

HamSOM/CIMA es trabajado como un conjunto de modelos anidados unidireccionalmente.

De esta manera, el estuario del Río de la Plata es alcanzado a través de un conjunto de tres

modelos. El ‘Modelo A’, de mayor escala cubre el área que se extiende entre 56.5º S y

23.5º S y 69.5º W y 45.5º W (Figura 1). La resolución horizontal es de 20’ en la dirección

zonal y de 15’ en la meridional, lo que representa aproximadamente unos 27 Km. En la

vertical se emplean diez capas, cuyos fondos se encuentran a 10, 20, 30, 60, 100, 200, 500,

1000, 3000 y 6000 m. Esta discretización vertical fue seleccionada a fin de proporcionar

una buena resolución de las capas superiores y, por lo tanto, resolver apropiadamente la

circulación forzada por el viento. La profundidad mínima permitida, a fin de evitar el

vaciado de capas es de 5 m. Dado que los datos de batimetría ETOPO5 muestran

características irrealmente muy someras sobre la Plataforma Continental Argentina, la

topografía se construyó combinando este último conjunto de datos con datos

proporcionados por el Servicio de Hidrografía Naval de Argentina (SHN, 1986) para

profundidades menores de 200 m. La batimetría así obtenida se muestra en el panel

izquierdo de la Figura 2, en la cual pueden apreciarse las características más relevantes de la

amplia Plataforma Continental Argentina.

El Modelo A proporciona condiciones de contorno a un modelo de mayor resolución del



Río de la Plata y la Plataforma Continental Argentina (‘Modelo B’, Figura 1). Este modelo

cubre la región entre 42º S y 31.4º S, y 61.5º W y 51.5º W, con resoluciones de 6.66’ y 5’,

aproximadamente 9 Km, respectivamente. En este caso de utilizan 13 niveles verticales,

con fondos a 7, 10, 15, 20, 40, 60, 100, 150, 250, 500, 1000, 3000 y 6000 m. La

profundidad mínima permitida en este caso es de 4 m. Aunque la profundidad de la primera

capa es demasiado alta para resolver apropiadamente las regiones someras del Río de la

Plata, ésta ha sido seleccionada para ser lo suficientemente profunda para resolver la

primera capa en la parte sudoccidental del dominio del modelo, donde se sabe que las

amplitudes de la marea son grandes.

Finalmente, el Modelo B proporciona condiciones de contorno al ‘Modelo C’ de

mayor resolución (Figura 1) del Río de la Plata. Este cubre la región entre 36.5º S y 34.0º S

y 59.0º W y 54.5º W, con resoluciones horizontales de 1.8’ y 1.5’, aproximadamente 3 Km,

respectivamente. Este modelo tiene 13 capas verticales con fondos a 2, 4, 6, 8, 10, 14, 18,

22, 26, 30, 35, 45 y 55 m. La elección de estos niveles permite una buena resolución

vertical aún en las zonas muy someras del Río de la Plata superior. La profundidad mínima

permitida en este dominio es de 1 m.

Datos de batimetría de alta resolución para los modelos B y C fueron

proporcionados por el SHN y provienen de digitalización de cartas (SHN, 1992, 1993,

1999a, 199b). Las topografías correspondientes se muestran en los paneles superior e

inferior derechos de la Figura 2, respectivamente.



Figura 1: Dominio de los tres modelos anidados que componen el sistema HamSOM/CIMA.



Los grandes gradientes batimétricos presentes en la región de interés son evidentes

en la figura. Aún el Modelo B, de relativamente pequeña escala, tiene profundidades del

fondo que varían de los pocos centímetros en la parte superior del estuario a 5500 metros en

la plataforma exterior.

Este anidado de modelos es utilizado de dos maneras diferentes. En el caso en que el

Modelo A sea necesario para proporcionar condiciones de contorno que incluyan tanto el

efecto de la marea como el del viento al Modelo B y éste a su vez al Modelo C, salidas de la

elevación de la superficie libre modelada son guardadas de forma automática cada media

hora cuando se corren los modelos más grandes. Los modelos subsecuentes son entonces

forzados en los bordes con estas salidas, que son automáticamente interpoladas espacial y

temporalmente por el paquete de rutinas.

En el caso en los que los dominios B y C son suficientemente extensos como para

reproducir el fenómeno que interesa, el modelo de mayor envergadura, A, aún es necesario

a fin de proporcionar adecuadamente la condición de borde asociada a la onda de marea en

el Modelo B.

Debido a la carencia de observaciones de la marea en áreas no costeras, éstas no

pueden ser utilizadas para forzar directamente la marea en los bordes de los modelos

excepto a través de aproximaciones groseras. Aunque los modelos globales de marea tienen

suficiente grado de desarrollo como para proveer aproximaciones muy adecuadas a esta

onda en aguas profundas (Le Provost et al., 1995, 1998), su resolución es muy baja (del

orden de 1º usualmente) lo que no permite una adecuada resolución de la marea en la

Plataforma Continental Argentina, conocida como una de las áreas de mayor disipación y



resonancia de esta onda en el mundo (Andersen et al., 1995; Glorioso y Flather, 1997;

Simionato et al., 2002). Por lo tanto, el forzante de marea debe ser introducido lo más lejos

posible de la Plataforma Continental, procurando no atravesar la plataforma patagónica. En

nuestro conjunto de modelos esto se hace en el modelo de mayor envergadura (A).

Amplitudes y fases de las componentes armónicas derivadas del modelo global de mareas

de Zahel (1997) que asimila observaciones de altura de la superficie libre del mar

provenientes del altímetro de la misión Topex/Poseidón son utilizadas con este fin. Una

rutina de interpolación bilineal se utilizó para convertir las soluciones del modelo de Zahel

(1997) con 1º de resolución a amplitudes y fases a una resolución de 20’ X 15’ en los

bordes abiertos del Modelo A. Las ocho componentes más importantes de la marea se

incluyen en las simulaciones a fin de asegurar la calidad de las condiciones de borde que se

aplican a los modelos B y C de mayor resolución. Estas componentes son: M2, S2, K2, N2,

O1, P1, K1 y Q1. Rutinas que incorporan el cómputo de las constantes astronómicas fueron

incorporadas al modelo a fin de realizar las correcciones a la fase y la amplitud (factor

nodal) de la marea por fecha.

El paso de tiempo utilizado en las simulaciones con el Modelo A fue de 5 minutos

(300 segundos). Con este paso de tiempo relativamente pequeño se garantiza la estabilidad

y la ausencia de difusión computacional o desfasajes computacionales que podrían ocurrir

de ser éste mayor (Kowalik y Murty, 1993). La viscosidad turbulenta horizontal fue

ajustada a un valor de 100 m2 s-1, aunque experimentos de sensibilidad indican que la

solución es poco sensible a este parámetro (Simionato et al., 2002).



Figura 2: Batimetría de los tres modelos anidados utilizados en las simulaciones.

Cuando el Modelo A es utilizado únicamente para proveer la marea al Modelo B, sólo

se requiere del primero proporcionar valores adecuados de las constantes armónicas al

segundo. Con este fin el Modelo A se corrió por un equivalente a 48 meses desde el reposo.

Después de aproximadamente 10 días de simulación, la mayor parte de los transientes

debidos a la aceleración del modelo se habían disipado. A fin de asegurar la estabilidad de

la solución, el análisis se hizo descartando los primeros 4 meses de la simulación y



utilizando salidas semi-horarias de la elevación de la superficie libre del mar. El análisis se

realizó por medio de rutinas de análisis que siguen la aproximación de Foreman (1977,

1978) para convertir las elevaciones de la superficie libre en amplitudes y fases de las ocho

componentes de la marea consideradas. Una vez que las amplitudes y las fases fueron

obtenidas para el Modelo A, se utilizaron técnicas de interpolación a fin de obtener

condiciones de contorno de marea para el Modelo B.

En el caso de este modelo, se eligió un valor de 50 m2s-1 para la fricción turbulenta

horizontal. El paso de tiempo fue de 5 minutos (300 segundos), suficientemente pequeño

para garantizar la estabilidad y la ausencia de problemas numéricos.

Finalmente para el caso del Modelo C de alta resolución la viscosidad turbulenta

horizontal fue ajustada a 50 m2s-1 y el paso de tiempo fue de 2.5 minutos (150 segundos).

El efecto de la descarga de los ríos Paraná y Uruguay fue considerado en las

simulaciones realizadas con los modelos de mayor resolución (B y C). A tal efecto, se

utilizaron datos mensuales de estas descargas proporcionados por el INA (Instituto

Nacional del Agua).



4. EL FORZANTE DEL VIENTO

Para la elaboración del presente informe se trabajó sobre cinco situaciones asociadas a

vientos intensos sobre la región del Río de la Plata seleccionadas por el Proyecto, que se

resumen en la Tabla I. Cuatro de estas situaciones mostraron picos en la intensidad del

viento que corresponden a las siguientes fechas: 6 de diciembre de 1982, 6 de marzo de

1988, 12 de noviembre de 1989, 31 de agosto de 1991. La última situación, ocurrida

durante mayo de 2000, corresponde a una situación de vientos intensos del este sostenidos a

lo largo de varios días.

Situación Dia y Mes AñoA 5 a 9 de Diciembre 1982B 5 a 9 de Marzo 1988C 10 a 15 de Noviembre 1989D 29 de Agosto a 5 de Septiembre 1991E 14 a 20 de Mayo 2000

Tabla I: Fechas de las situaciones asociadas a vientos intensos del sudeste analizadas en el presentetrabajo.

Datos de viento a 10 metros de altura provenientes de simulaciones de alta resolución

realizadas con el Modelo ETA fueron proporcionadas por el Proyecto. En estos casos, el

modelo regional fue anidado a los reanálisis del NCEP/NCAR (Escobar, Comunicación

Personal). Detalles acerca del Proyecto NCEP/NCAR y el conjunto de datos se

proporcionan en Kalnay et al., 1996 y discusiones acerca de su calidad sobre el Hemisferio

Sur se proporcionan en Simmonds y Keay, 2000.



Debido a que la región en la cual se realizaron las simulaciones proporcionadas no

cubre completamente el área correspondiente al Modelo HamSOM/CIMA y que sólo se

recibieron datos correspondientes a 72 horas (tiempo insuficiente para acelerar

correctamente un modelo oceánico de gran escala), resultó indispensable complementar

estas simulaciones con otros datos en las regiones en las que hubiera información faltante.

Dado que estas simulaciones fueron realizadas utilizando como condición de borde los

reanálisis del NCEP/NCAR, este conjunto parece ser la fuente complementaria más

adecuada.

Como primer paso, a fin de estudiar la viabilidad de la superposición de ambos

conjuntos de forzantes, se procedió a una comparación entre los mismos. Las Figuras 3 a-e

muestran la evolución de la velocidad del viento a lo largo de la tormenta para cada una de

las situaciones estudiadas según ambos conjuntos de datos. En cada uno de los gráficos el

panel superior muestra en línea llena la componente zonal y en línea punteada la

componente meridional de la velocidad del viento derivada de los reanálisis en 35º S y 57º

W (un punto elegido arbitrariamente sobre el Río de la Plata), mientras que el panel inferior

muestra las mismas variables en el mismo punto derivadas de las soluciones obtenidas del

Modelo ETA. Ambos gráficos han sido realizados en la misma escala a fin de facilitar la

comparación.

Como puede apreciarse en las figuras, con excepción de la tormenta del 6 de

diciembre de 1982, hay una importante diferencia en la evolución del viento proporcionada

por ambos modelos. En varios de los casos, los vientos derivados del Modelo ETA son no

sólo muy poco intensos sino que no alcanzan un pico acompañando el momento de máximo



desarrollo de la tormenta, como se observa en los reanálisis de NCEP/NCAR. Esta

característica es notable, puesto que en general se cree que los vientos de los reanálisis son

de por sí débiles.

Dado que el Modelo ETA ha sido forzado en los bordes con datos provenientes de los

reanálisis, éstas últimas son características muy curiosas que parecen sugerir algún tipo de

error en las simulaciones de alta resolución o en las soluciones archivadas.

El océano es forzado por el esfuerzo del viento y no por el viento directamente. Este

esfuerzo es proporcional al cuadrado de la velocidad del viento. Por lo tanto, el efecto de la

subestimación en los campos de vientos sería multiplicado al utilizar los campos derivados

del Modelo ETA. A fin de ilustrar el grado de diferencia en los forzantes que implica el uso

de cada una de las alternativas (reanálisis de NCEP/NCAR y Modelo ETA), las Figuras 4 a-

e muestran el seudo-esfuerzo del viento derivado de cada una de ellas para los momentos de

máximo desarrollo de todas las tormentas bajo análisis.

El seudo-esfuerzo del viento se define como el vector velocidad del viento

multiplicado por el módulo de dicho vector y es proporcional al esfuerzo del viento a través

del coeficiente de arrastre. Puede observarse en las figuras, que la solución del Modelo

ETA no sólo subestima intensamente el principal forzante oceánico cuando se lo compara

con los reanálisis, sino que además ambos conjuntos de datos presentan diferencias

significativas en la ubicación del máximo de esta variable. Esta última diferencia es

evidente, por ejemplo, en el caso de la tormenta de noviembre de 1989 (Figura 4c).

Teniendo en cuenta tanto estas últimas figuras, como la Figura 3, los reanálisis

parecen ser más representativos del desarrollo real de las tormentas.



Figura 3a: Comparación entre la evolución de la velocidad del viento a lo largo de la tormenta del6 de diciembre de 1982 proporcionada por los reanálisis del NCEP/NCAR y el modelo anidado de

alta resolución ETA. El panel superior muestra en rojo la componente zonal y en verde lacomponente meridional de la velocidad del viento derivada de los reanálisis a 35º S y 57º W,

mientras que el panel inferior muestra las mismas variables en el mismo punto derivadas de lassoluciones proporcionadas por el Modelo ETA. Ambos gráficos han sido realizados conservando

la escala a fin de facilitar la comparación.



Figura 3b: idem Figura 3a para la tormenta del 6 de marzo de 1988



Figura 3c: idem Figura 3a para la tormenta del 11 de noviembre de 1989.



Figura 3d: idem Figura 3a para la tormenta del 30 de agosto de 1991.



Figura 3e: idem Figura 3a para la tormenta del 16 de mayo de 2000.



Figura 4a: Comparación entre el seudo-esfuerzo del viento en el momento de máximo desarrollode la tormenta del 6 de diciembre de 1982 proporcionada por los reanálisis del NCEP/NCAR y elmodelo anidado de alta resolución ETA. El panel superior muestra el seudo-esfuerzo del vientoderivado de los reanálisis, mientras que el panel inferior muestra la misma variable derivada de

las soluciones proporcionadas por el Modelo ETA. Ambos gráficos han sido realizadosconservando la escala a fin de facilitar la comparación.



Figura 4b: idem Figura 4a para la tormenta del 6 de marzo de 1988.



Figura 4c: idem Figura 4a para la tormenta del 11 de noviembre de 1989.



Figura 4d: idem Figura 4a para la tormenta del 30 de agosto de 1991.



Figura 4e: idem Figura 4a para la tormenta del 16 de mayo de 2000.



Por esta razón se decidió no proseguir el estudio utilizando los resultados

provenientes de las simulaciones realizadas con el Modelo ETA y, a cambio, se lo realizó

sobre la base de los reanálisis de NCEP/NCAR.



5. AJUSTE DEL MODELO OCEÁNICO A LOS REANÁLISIS DENCEP/NCAR

El ajuste de conjunto de modelos HamSOM/CIMA a los reanálisis de NCEP/NCAR

y la prueba de su adecuado funcionamiento fue realizado a través de dos simulaciones

largas, una de verano y una de invierno, para la cual se disponía de observaciones

simultáneas de la elevación de la superficie en algunos puntos sobre el estuario para realizar

comparaciones. Estas pruebas fueron realizadas utilizando los Modelos A, B y C, en la

configuración en que el modelo A sólo proporciona la condición de contorno de marea a los

otros modelos.

La simulación de invierno cubre el período abril a septiembre de 1996. Para este

caso se disponía de observaciones en las estaciones Oyarvide y Palermo (Buenos Aires). La

simulación de verano cubre el período diciembre de 1999 a abril de 2000. En este caso las

observaciones disponibles correspondían a las estaciones Oyarvide y San Clemente del

Tuyú. La Tabla II muestra la posición geográfica de dichas estaciones. Los datos fueron

proporcionados por el Servicio de Hidrografía Naval de Argentina.

Aunque en general se sostiene que los vientos de los reanálisis de NCEP/NCAR son

débiles respecto de los observados, se desconoce el grado de subestimación con precisión

suficiente como para realizar un ajuste de los mismos. Por esta razón el ajuste se realizó en

este caso de forma inversa, buscando el coeficiente necesario para que los vientos de

NCEP/NCAR reproduzcan razonablemente las alturas observadas en el Río de la Plata. Se

encontró que el mejor ajuste se obtiene cuando se utiliza un coeficiente de la forma



)/15/(1 smVe−+ , donde V es el módulo de la velocidad del viento. De esta manera el

coeficiente adquiere un valor de 2 para vientos muy débiles y tiende a caer a 1 para vientos

muy intensos. El ajuste de este coeficiente parece indicar que los reanálisis subestiman en

un 100% los vientos más débiles, pero captan en forma más realistas los eventos de mayor

intensidad.

Resultados de la comparación entre la solución del conjunto de modelos

HamSOM/CIMA y las observaciones correspondientes a la simulación de invierno se

muestran en las Figuras 5 a (Estación Palermo) y b (Estación Oyarvide). El panel superior

corresponde a una comparación directa entre los resultados de las simulaciones y las

observaciones, a las cuales no se les aplicó ningún tipo de suavizado; la altura media de

carta fue extraída de las observaciones. En ambos casos la comparación visual es

sumamente satisfactoria, reproduciendo el modelo adecuadamente no sólo la evolución de

la marea en el punto sino las excursiones asociadas al efecto del viento. El coeficiente de

correlación entre el producto de la simulación y la altura resultó de 0.82 en Oyarvide y 0.86

en Palermo.

Estación Latitud (S) Longitud (W)Buenos Aires 34° 34’ 58° 23’Torre Oyarvide 35° 06’ 57° 08’San Clemente 36° 21’ 56° 23’

Tabla II: Estaciones utilizadas para validar las simulaciones de verano e invierno de ajuste delconjunto de modelos HamSOM/CIMA.



A fin de evaluar la capacidad del modelo oceánico de reproducir el efecto del viento,

de baja frecuencia respecto de la marea, promedios móviles con una ventana de 24 horas

fueron aplicados a las series. Los resultados correspondientes se muestran en los paneles

centrales de las Figuras 5 a (Palermo) y b (Oyarvide). Puede observarse que aunque el

modelo no reproduce todos los detalles de la variabilidad observada, el ajuste entre las

observaciones y las simulaciones es sumamente satisfactorio, sobre todo teniendo en cuenta

que el modelo fue forzado en la superficie del mar con reanálisis y no con observaciones

directas de viento. Las correlaciones, en este caso, resultaron de 0.88 para la Estación

Oyarvide y 0.83 para la Estación Palermo.

Finalmente, los paneles inferiores de las Figuras 5 a y b muestran la variabilidad de

alta frecuencia, definida como la diferencia entre las series originales y las derivadas de

aplicar promedios móviles. Estas series representan entonces esencialmente la variabilidad

con períodos inferiores a las 24 horas. Esta variabilidad está ligada no únicamente a la

marea, sino que representa además toda la variabilidad forzada por las altas frecuencias de

la atmósfera (como por ejemplo el efecto de brisa) y el ruido de las observaciones .

La comparación también resulta satisfactoria en este caso. En particular puede

apreciarse que modelo demuestra ser capaz de reproducir con precisión la fase y el batido

de la marea. Las correlaciones entre las series observadas y simuladas resultaron de 0.83 en

ambas estaciones.

Las Figuras 6 a (Oyarvide) y b (San Clemente) son análogas a las 5 a y b pero para

el caso de la simulación de verano. Los resultados obtenidos son asimismo comparables.



Figura 5a: Comparación entre la simulación de invierno realizada con el conjunto de modelosHamSOM/CIMA y observaciones en la Estación Palermo.



Figura 5b: Comparación entre la simulación de invierno realizada con el conjunto de modelosHamSOM/CIMA y observaciones en la Estación Oyarvide.



Cuando se considera toda la variabilidad, tanto la de alta como la de baja frecuencia,

los coeficientes de correlación obtenidos resultan de 0.84 y 0.83 para las Estaciones

Oyarvide (panel superior de la Figura 6 a) y San Clemente (panel superior de la Figura 6 b)

respectivamente.

La variabilidad de baja frecuencia es también bien representada por el modelo como

indican los paneles centrales de las Figuras 6 a (Oyarvide) y 6 b (San Clemente). Los

coeficientes de correlación resultaron para estas frecuencias de 0.89 y 0.79 en Oyarvide y

San Clemente respectivamente.

Finalmente, los paneles inferiores de las Figuras 6 a y b muestran la variabilidad de

alta frecuencia para ambas estaciones. Los coeficientes de correlación resultaron en este

caso de 0.78 en Oyarvide y 0.88 en San Clemente. El valor relativamente bajo de la

correlación en la comparación de estas frecuencias en la Estación Oyarvide con respecto al

caso de invierno podría estar asociada al hecho de que en verano el efecto de la brisa es

especialmente importante cerca de las costas Uruguayas, como es el caso de esta estación.

El efecto de la brisa está claramente ausente en el forzante, si se utilizan los reanálisis de

NCEP/NCAR.

Sobre la base de lo expuesto se concluye que el conjunto de modelos

HamSOM/CIMA forzado por los reanálisis de NCEP/NCAR es apropiado para reproducir

las características de la variabilidad de la altura de la superficie libre debidas a los efectos

conjuntos del viento y la marea.



Figura 6a: Comparación entre la simulación de verano realizada con el conjunto de modelosHamSOM/CIMA y observaciones en la Estación Oyarvide.



Figura 6b: Comparación entre la simulación de invierno realizada con el conjunto de modelosHamSOM/CIMA y observaciones en la Estación San Clemente.



6. SIMULACIÓN DEL EFECTO DE LOS VIENTOS INTENSOS EN

LA ELEVACIÓN DE LA SUPERFICIE LIBRE EN EL RÍO DE LA

PLATA

A fin de estudiar la capacidad del modelo HamSOM/CIMA de reproducir la elevación

de la superficie libre observada durante situaciones de vientos intensos, se llevaron a cabo

un conjunto de simulaciones que corresponden a las tormentas discutidas en la Sección 3 y

resumidas en la Tabla 1. Las soluciones proporcionadas por el modelo fueron comparadas

con observaciones directas de la elevación de la superficie libre en el Río de la Plata

proporcionadas por el Servicio de Hidrografía Naval (SHN) de Argentina y el Servicio de

Oceanografía e Hidrografía de la Marina (SOHMA) de Uruguay. Los datos disponibles para

cada una de las situaciones, indicando la Estación y la extensión de las series se muestra en

la Tabla 3.

Para evaluar la extensión del dominio necesario para simular apropiadamente las

situaciones, el conjunto de modelos oceánicos fue corrido en cada caso en dos maneras:

1. Sólo se simula el efecto del esfuerzo del viento sobre el océano en los dominios B y C

(Figura 1). En este caso el Modelo A sólo proporciona la condición de contorno de

marea al Modelo B.

2. Se simula el efecto del esfuerzo del viento sobre el océano en los tres dominios, A, B y

C.

En lo que sigue nos referiremos al primero de los modos como ‘Dominio B’ y al

segundo de los modos como ‘Dominio A’.



Para asegurar la estabilidad de las soluciones y la apropiada propagación de la señal

debida al viento en el océano, en todos los casos las simulaciones fueron comenzadas un

mes antes del inicio del evento atmosférico.

Situación Estación Latitud (S) Longitud (W) PeríodoA - 1982 Oyarvide 35° 06’ 57° 08’ 5 al 9 de Diciembre

Palermo 34º 34’ 58° 23’ 5 al 9 de DiciembreB – 1988 Oyarvide 35° 06’ 57° 08’ 5 al 9 de Marzo

Palermo 34º 34’ 58° 23’ 5 al 9 de MarzoSan Clemente 36° 21’ 56° 23’ 5 al 9 de Marzo

C – 1989 Oyarvide 35° 06’ 57° 08’ 10 al 14 de NoviembrePalermo 34º 34’ 58° 23’ 10 al 14 de NoviembreSan Clemente 36° 21’ 56° 23’ 10 al 14 de NoviembreMontevideo 34° 55’ 56° 13’ 10 al 11 de Noviembre

D – 1991 Oyarvide 35° 06’ 57° 08’ 29 de Agosto – 4 de SeptiembrePalermo 34º 34’ 58° 23’ 29 de Agosto – 4 de SeptiembreSan Clemente 36° 21’ 56° 23’ 29 de Agosto – 4 de Septiembre

E – 2000 Oyarvide 35° 06’ 57° 08’ 14 al 19 de MayoPalermo 34º 34’ 58° 23’ 14 al 19 de MayoSan Clemente 36° 21’ 56° 23’ 14 al 19 de MayoLa Plata 34° 50’ 57° 53’ 14 al 19 de Mayo

Tabla III. Observaciones directas de altura en el Río de la Plata durante las situaciones de tormentascon vientos intensos del sudeste utilizadas para comparar con las simulaciones.

Una vez obtenidas las soluciones, se extrajeron series temporales correspondientes a

cada uno de los puntos en los cuales se dispone de observaciones para comparar (Tabla III).

El resultado de las comparaciones para las situaciones A a E (Tabla I) se muestran en las

Figuras 7 a 11 respectivamente. En todos los casos, se ha dibujado en negro los datos, en

rojo la solución del modelo utilizando el ‘Dominio B’ y en azul la solución del modelo

utilizando el ‘Dominio A’. Todos los gráficos fueron realizados en la misma escala para

facilitar la comparación.



Figura 7. Comparación de las simulaciones realizadas con el conjunto de modelosHamSOM/CIMA y observaciones en las Estaciones Palermo y Oyarvide durante la tormenta dediciembre de 1982. Las observaciones se muestran en negro. En rojo se muestra la solución del

modelo cuando el viento sólo se aplica sobre los dominios B y C, mientras que en rojo se indica lasolución del modelo cuando el viento se aplica sobre los tres dominios, A, B y C.



Figura 8. Comparación de las simulaciones realizadas con el conjunto de modelosHamSOM/CIMA y observaciones en las Estaciones Palermo, Oyarvide y San Clemente durante la

tormenta de marzo de 1988. Las observaciones se muestran en negro. En rojo se muestra lasolución del modelo cuando el viento sólo se aplica sobre los dominios B y C, mientras que en rojo

se indica la solución del modelo cuando el viento se aplica sobre los tres dominios, A, B y C.



Figura 9. Comparación de las simulaciones realizadas con el conjunto de modelosHamSOM/CIMA y observaciones en las Estaciones Palermo, Oyarvide, San Clemente y

Montevideo durante la tormenta de noviembre de 1989. Las observaciones se muestran en negro.En rojo se muestra la solución del modelo cuando el viento sólo se aplica sobre los dominios B yC, mientras que en rojo se indica la solución del modelo cuando el viento se aplica sobre los tres

dominios, A, B y C.



Figura 10. Comparación de las simulaciones realizadas con el conjunto de modelosHamSOM/CIMA y observaciones en las Estaciones Palermo, Oyarvide y San Clemente durante la

tormenta de agosto de 1991. Las observaciones se muestran en negro. En rojo se muestra lasolución del modelo cuando el viento sólo se aplica sobre los dominios B y C, mientras que en rojo

se indica la solución del modelo cuando el viento se aplica sobre los tres dominios, A, B y C.



Figura 11. Comparación de las simulaciones realizadas con el conjunto de modelosHamSOM/CIMA y observaciones en las Estaciones Palermo, Oyarvide, San Clemente y La Plata

durante la tormenta de mayo de 2000. Las observaciones se muestran en negro. En rojo se muestrala solución del modelo cuando el viento sólo se aplica sobre los dominios B y C, mientras que enrojo se indica la solución del modelo cuando el viento se aplica sobre los tres dominios, A, B y C.



Una primera e interesante observación es que las soluciones modeladas, con

excepción de la correspondiente a mayo de 2000, reproducen adecuadamente los tiempos de

comienzo y fin de la onda de tormenta en el estuario, indicando que el timing de los vientos

es correcto en los reanálisis. En el caso de la última tormenta (mayo de 2000), el modelo

adelanta ligeramente la crecida en Palermo y por varias horas las crecidas en La Plata y

Oyarvide. En este caso es también notable que, como indican los datos, el pico de la crecida

se produce antes en Palermo que en Oyarvide y La Plata, lo cual no se observa en ninguna

de las otras situaciones analizadas.

Se observa, además, que una importante mejora en la predicción de la altura

máxima se consigue utilizando el ‘Dominio A’ (azul en las figuras) respecto del ‘Dominio

B’ (rojo) en casi todos los casos.

Respecto de la altura máxima, en tres de los cinco casos (1988, 1991 y 2000,

Figuras 8, 10 y 11, respectivamente) el modelo provee una predicción de excelente calidad.

En el caso de la tormenta de diciembre de 1982 (Figura 7), el modelo subestima la altura

máxima de la onda de tormenta tanto en la estación Palermo como en la Estación Oyarvide.

Una posible explicación para esta discrepancia puede obtenerse del análisis de la Figura 3a,

que muestra la evolución de la intensidad del viento a lo largo del tiempo durante esta

situación. Puede verse en esta figura, que el evento atmosférico alcanzó según los reanálisis

un pico alrededor de las 12z del 6 de diciembre, con una rápida caída inmediatamente

después, a diferencia de todas las otras situaciones analizadas (figuras 3b a 3e) que

corresponden a situaciones de viento más sostenidas a lo largo del tiempo. Es posible que la

resolución temporal de los reanálisis no sea suficiente para definir apropiadamente la



duración del pico. Otra explicación es que, sencillamente, los reanálisis subestimen la

intensidad de la tormenta más que en las demás situaciones analizadas. Finalmente, para el

caso de 1989 (Figura 9), el modelo reproduce adecuadamente la onda de tormenta en

Oyarvide, San Clemente y Montevideo, pero subestima la altura en Palermo. Es notable que

en este caso la altura máxima observada en Palermo fue intensamente mayor que en

Oyarvide; esto parece sugerir la presencia de un fuerte efecto local en los vientos no

reflejado por los reanálisis.



7. RESUMEN DE CONCLUSIONES Y DISCUSIÓN

El objetivo del presente trabajo fue estudiar la respuesta del conjunto de modelos

oceánicos anidados unidireccionalmente HamSOM/CIMA durante situaciones de vientos

intensos sobre el Río de la Plata, así como determinar el dominio necesario para una

adecuada modelación de la propagación de las ondas de tormenta hacia el estuario.

A tal efecto, cinco situaciones, ocurridas en diciembre de 1982, marzo de 1988,

noviembre de 1989, agosto de 1991 y mayo de 2000, en las cuales se observaron intensas

crecidas en el Río de la Plata fueron seleccionadas por el Proyecto para ser estudiadas. La

evolución de estas situaciones en la atmósfera fue modelada utilizando el modelo regional

ETA en el contexto del Proyecto y las soluciones fueron provistas al CIMA para ser

utilizadas como forzante de su modelo oceánico.

Dado que las soluciones del modelo ETA sólo se guardaron durante 72 horas,

comenzando 24 horas antes del pico del evento atmosférico, tiempo claramente insuficiente

para acelerar un modelo oceánico de gran escala, y además el dominio de estos datos es

menor que nuestro modelo de mayor escala, fue necesario complementar estos datos con

otros de alguna fuente adicional. Como el modelo ETA fue corrido tomando condiciones de

contorno de los reanálisis de NCEP/NCAR, esta última parece ser la fuente de datos

complementaria más razonable. Como primer paso entonces, se procedió a una

comparación entre ambos conjuntos de datos. Se encontró que hay una importante

diferencia en la evolución del viento proporcionada por ambos modelos. Los vientos

derivados del Modelo ETA son no sólo muy poco intensos sino que no alcanzan un pico



acompañando el momento de máximo desarrollo de la tormenta, como se observa en los

reanálisis de NCEP/NCAR. Esta característica es notable, puesto que en general se cree que

los vientos de los reanálisis son de por sí débiles.

Dado que el Modelo ETA ha sido forzado en los bordes con datos provenientes de los

reanálisis, estas últimas son características muy curiosas que parecen sugerir algún tipo de

error en las simulaciones de alta resolución o en las soluciones archivadas.

El océano es forzado por el esfuerzo del viento y no por el viento directamente. Este

esfuerzo es proporcional al cuadrado de la velocidad del viento. Por lo tanto, el efecto de la

subestimación en los campos de vientos sería multiplicado al utilizar los campos derivados

del Modelo ETA.

Teniendo en cuenta este análisis se concluye que los reanálisis parecen ser más

representativos del desarrollo real de las tormentas. Por esta razón se decidió no proseguir

el estudio utilizando los resultados provenientes de las simulaciones realizadas con el

Modelo ETA y, a cambio, se lo realizó sobre la base de los reanálisis de NCEP/NCAR.

Una vez conformada la base de datos de vientos, se realizó un ajuste del modelo

oceánico a los mismos. El ajuste se realizó a través de una serie de experimentos de

sensibilidad en dos simulaciones largas, una de invierno y otra de verano, efectuadas para

años en los cuales se disponía de observaciones de elevación de la superficie libre del mar

en el Río de la Plata con las que realizar comparaciones durante un período de tiempo

significativamente largo y bajo diferentes condiciones de viento. Aunque en general se

sostiene que los vientos de los reanálisis de NCEP/NCAR son débiles respecto de los

observados, se desconoce el grado de subestimación con precisión suficiente como para



realizar un ajuste de los mismos. Por esta razón el ajuste se realizó en este caso de forma

inversa, buscando el coeficiente necesario para que los vientos de NCEP/NCAR

reproduzcan razonablemente las alturas observadas en el Río de la Plata.

Finalmente la respuesta del modelo HamSOM/CIMA a las cinco situaciones de vientos

intensos seleccionadas fue estudiada. Con el fin de determinar el dominio necesario para

una adecuada modelación de la onda de tormenta, el modelo se corrió en dos

configuraciones diferentes. En la primera de estas configuraciones, el dominio sobre el cuál

se aplica el efecto del viento empieza a los 42º S. En la segunda, el efecto del viento se

aplica al norte de 56.5º S. Las soluciones proporcionadas por el modelo fueron finalmente

comparadas con observaciones de la elevación de la superficie libre adquiridas en distintos

puntos del estuario. La comparación resulta exitosa, sobre todo teniendo en cuenta las

limitaciones en los forzantes utilizados, puesto que los vientos a 10 metros de altura de los

reanálisis no provienen directamente de observaciones sino que son un producto derivado

de modelo.

Las soluciones modeladas, con excepción de la correspondiente a mayo de 2000,

reproducen adecuadamente los tiempos de comienzo y fin de la onda de tormenta en el

estuario, indicando que el timing de los vientos es correcto en los reanálisis. En el caso de

la última tormenta (mayo de 2000), el modelo adelanta ligeramente la crecida en Palermo y

por varias horas las crecidas en La Plata y Oyarvide. En este caso es también notable que,

como indican los datos, el pico de la crecida se produce antes en Palermo que en Oyarvide y

La Plata, lo cual no se observa en ninguna de las otras situaciones analizadas.

Se observa, además, que una importante mejora en la predicción de la altura



máxima se consigue utilizando el ‘Dominio A’ respecto del ‘Dominio B’ en casi todos los

casos.

Respecto de la altura máxima, en cuatro de los cinco casos (1988, 1991 y 2000) el

modelo provee una muy buena predicción para todas las estaciones comparadas. En el caso

de la tormenta de diciembre de 1982, el modelo subestima la altura máxima de la onda de

tormenta tanto en la estación Palermo como en la Estación Oyarvide. Es posible que la

resolución temporal de los reanálisis no sea suficiente para definir apropiadamente la

duración del pico. Otra explicación es que, sencillamente, los reanálisis subestimen la

intensidad de la tormenta más que en las demás situaciones analizadas. Finalmente, para el

caso de 1989, el modelo reproduce adecuadamente la onda de tormenta en Oyarvide, San

Clemente y Montevideo, pero subestima la altura en Palermo. Es notable que en este caso la

altura máxima observada en Palermo fue intensamente mayor que en Oyarvide; esto parece

sugerir la presencia de un fuerte efecto local en los vientos no reflejado por los reanálisis.

Podrían conseguirse mejoras importantes en la calidad de las predicciones realizadas

con nuestro modelo en caso de disponer de datos de viento de mejor calidad que los

utilizados en este caso. Sería importante repetir las simulaciones atmosféricas de alta

resolución corrigiendo los errores que puedan haberse cometido, o utilizando otro modelo

atmosférico. También podrían conseguirse resultados más realistas, mejorando la

parametrización de la transferencia de cantidad de movimiento entre el océano y la

atmósfera en el modelo oceánico a través de la incorporación de un submodelo de olas. Este

trabajo se encuentra en etapa de desarrollo en el CIMA.

No obstante lo expuesto, el conjunto de modelos oceánicos HamSOM/CIMA



forzado con los reanálisis de NCEP/NCAR ha probado ser suficientemente realista como

para ser utilizado para estudios climáticos o de escenarios.



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