Estudios de la circulación forzada por el viento en el estuario del Río de la Plata y sus implicancias en la estratificación: resultados del análisis de datos y simulaciones numéricas

En esta Tesis, por primera vez, se combina el análisis de los datos históricos de salinidad disponibles con series de tiempo de corriente y simulaciones numéricas de alta resolución, en un esfuerzo por comprender los procesos que ocurren en el activo e importante sistema estuarino del Río de la Plata. Con ese fin, se analizan las primeras series relativamente largas de corrientes ADCP colectadas en dos puntos del estuario. Se encuentra que la marea sólo explica alrededor de un 25% de la varianza. Aproximadamente otro 25% está asociado con actividad de ondas internas en los puntos de adquisición de datos, que corresponden a zonas de fuerte estratificación. Estas ondas son forzadas por la brisa tierra-mar y por la marea y son muy frecuentes durante la primavera y el verano. El 50% restante de energía está forzado por el viento en las escalas de tiempo sinóptica a intra-estacional. El estuario responde en una escala de tiempo de alrededor de 6 horas a la variabilidad del viento, con una estructura esencialmente barotrópica frente a vientos con una componente dominante perpendicular al eje del estuario y con una fuerte estructura baroclínica, con inversión en la dirección de las corrientes entre capas superiores e inferiores, para vientos con una componente paralela al eje del estuario. Aunque este tipo de respuesta es característica de cuencas semi-cerradas, no es típica de estuarios y es observada en el Río de la Plata como consecuencia de su gran ancho. Se utilizó el modelo hidrodinámico Estuary Coastal and Ocean Model (ECOM) juntos con datos CTD de campañas sinópticas históricas para evaluar las implicancias de la circulación forzada por el viento en la estratificación. Se encuentra que, aunque la estructura de cuña salina es una consecuencia de la intensa descarga continental en la región, los vientos predominantes favorecen su mantenimiento. Solamente bajo vientos intensos o persistentes del sudeste la estratificación puede quebrarse completamente. Sin embargo, la estructura vuelve a establecerse en un período de tiempo relativamente corto después de que los vientos se relajan. Los eventos con estas características son poco frecuentes en la región. Esto tiene un fuerte impacto sobre la biología ya que las especies que alberga el estuario requieren de ciertas condiciones de salinidad para su reproducción exitosa. Además, se caracterizó la respuesta de los campos de salinidad al forzante del viento y se encontraron indicios de eventos de surgencia a lo largo de la costa uruguaya frente a vientos del noreste, característicos de la estación cálida. Los resultados modifican el esquema conceptual vigente respecto de la señal estacional como principal característica del campo de salinidad en el Río de la Plata. Esta señal es el resultado de la mayor frecuencia de ocurrencia de vientos provenientes de direcciones determinadas a lo largo de las diversas estaciones. Situaciones caracterizadas como típicas de “invierno” o “verano” pueden ocurrir a lo largo de todo el año con gran variabilidad. La pluma de agua de baja salinidad impactaría en la plataforma continental en forma de pulsos alternativos hacia el noreste o el sudoeste en una escala del orden de los tres a cuatro días. Se identificaron los principales forzantes de variabilidad en las diferentes escalas de tiempo mediante una simulación de largo período realizada con el modelo Hamburg Shelf Ocean Model (HamSOM). Se encuentra que el primer modo de variabilidad en la escala interanual de la elevación de la superficie libre está forzado simultáneamente por la descarga continental y por el viento y ambos están asociados a los ciclos del ENSO. La variabilidad en la escala estacional explica un muy bajo porcentaje de varianza y está compuesta por una onda anual y una semianual, forzada por viento y descarga, respectivamente. La variabilidad en la escala subanual explica alrededor del 90% de la varianza y está forzada por el viento. Se encontró que los eventos extremos de crecidas en el estuario presentan a lo largo del tiempo una mayor frecuencia de ocurrencia y una mayor intensidad de respuesta. Por último, la arquitectura de modelado aplicada a la circulación barotrópica resultó exitosa mostrando ser una herramienta robusta para pronóstico y para el estudio de la variabilidad climática futura en respuesta al cambio climático