Solitones en el Mar Caribe
Paquetes de solitones salen de la Cresta Submarina de Aves y atraviesan el Mar Caribe hasta alcanzar las pendientes submarinas de La Orchila, Puerto Rico y la Republica Dominicana. Estas olas internas no-lineales generalmente tienen un tiempo de travesía de entre 3.6 a 5.1 dias hasta Puerto Rico y tienen una rapidez de entre 1.22 m/s a 1.75 m/s. Aunque, se ha calculado que las más rápidas pueden alcanzar el doble de los valores anteriores. Se han medido solitones con una amplitud de 100 metros en aguas oceánicas, a unos 6 km afuera del veril de La Parguera. Estas olas internas no-lineales son responsables de excitar seiches costeros extremos en la costa sur de Puerto Rico. La señal superficial asociada al paso de los solitones internos fue registrada por el sensor MODIS Aqua y MODIS Terra y la imagen es producto de LANCE. Paquetes de solitones han sido detectadas por el mismo sensor en el Mar de Sulu. Las imágenes fueron georeferenciadas en Google Earth.
We acknowledge the use of data products or imagery from the Land Atmosphere Near-real time Capability for EOS (LANCE) system operated by the NASA/GSFC/Earth Science Data and Information System (ESDIS) with funding provided by NASA/HQ. http://earthdata.nasa.gov/data/nrt-data/rapid-response/
We acknowledge the use of data products or imagery from the Land Atmosphere Near-real time Capability for EOS (LANCE) system operated by the NASA/GSFC/Earth Science Data and Information System (ESDIS) with funding provided by NASA/HQ. http://earthdata.nasa.gov/data/nrt-data/rapid-response/
La línea vertical azul marca el día cuando el componente semidiurno M2 domina la forma de la marea de superficie (barotrópica). Fuertes corrientes semidiurnas son necesarias para la generación de la marea interna semidiurna (baroclínica) y el subsecuente desprendimiento de solitones. Data from the Sea Level Data Facility of the IOC/UNESCO. http://www.ioc-sealevelmonitoring.org/index.php
Corriente mareal semidiurna zonal (este-oeste) en la Cresta Submarina de Aves. La línea azul marca el momento en que se observa un solitón localizado a unos 7.4 km al Oeste de Aves. Tiempo en GMT. We acknowledge the use of TPX08.2-Atlas obtained with OTIS and processed by TMD developed by Dr. Lana Erofeeva and Dr. Gary D. Egbert. http://volkov.oce.orst.edu/tides/
Primera Evidencia de Solitones llegando a Puerto Rico procedentes de la Cresta Submarina de Aves
En el 1982, el Dr. Graham S. Giese y colaboradores establecieron una novedosa hipótesis para explicar la ocurrencia de seiches costeros en Isla Magueyes, La Parguera. Explicaron que las oscilaciones costeras eran excitadas por la llegada de gigantescas olas internas llamadas solitones, generadas en la Cresta Submarina de Aves a una profundidad alrededor de 500 m, éstas recorrían una distancia de aproximadamente 540 km hasta llegar a 6 km a las afueras del veril de la Parguera, Puerto Rico. En el 1989, el Dr. Giese logró detectar estas olas a 600 m de profundidad. Las olas tenían una altura de 75 m y 100 m (246 y 328 pies). Ahora 23 años más tarde, es posible por primera vez, ver los paquetes de solitones alcanzar las aguas del suroeste de Puerto Rico y a la Republica Dominicana, gracias a las imágenes satelitales de los Sensores MODIS Aqua y MODIS Terra de la NASA.
En el extremo sur de la Sierra Submarina de Aves (Aves Ridge) se generan los solitones internos. Las líneas de colores representan la posición de la ola delantera del paquete de solitones. Se usaron 20 imágenes de MODIS entre los años 2010 y 2012. Las olas al Este de la Sierra de Aves y al Oeste de St. Lucia no forman paquetes. Pudieran estar asociados a la marea interna semidiurna o a un lee wave. El mapa batimétrico del Caribe muestra la distancia de aproximadamente 540 km que separa el area de generación de los solitones en la Cresta Submarina de Aves de el veril de la Parguera, Isla Magueyes, Puerto Rico. El paquete de solitones puede viajar 900 km hasta llegar a la costa de Barahona en la Republica Dominicana.
El paquete de solitones llamado Giese180 comienza a golpear las pendientes submarinas del suroeste de Puerto Rico el 29 de junio del 2009 15:15 UTC. Estas gigantescas olas alcanzaron una velocidad de 3.14 m/s (7 MPH) provenientes del SE. Las crestas tienen un largo de 30-50 km. La distancia que separa los solitones entre si es de 3 a 7 km.Generando al siguiente dia un seiche extremo en Isla Maqueyes, La Parguera. Toque sobre la imágen para ver el seiche. Imagen: LesserAntilles.2009180.terra.721.250m
Resonant Shelf Response for Two Incident Pulses Impinging upon the Shelf
The time interval between the pulses (solitons) are multiples of the period of the lowest mode seiche oscillation (scaled time 60 is equivalent to 51 minutes). The following animations are based on the analytical model of Chapman and Giese (1990). The MATLAB m-files of the model can be downloaded: shelf_response_twopulse and shelf_response. The m-files are a courtesy of Ocean Physics Education, Inc.
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Amplitud del Solitón KdV que excita el seiche costero en Isla Magueyes, La Parguera.
Si substituimos el pulso Gaussiano en el modelo de Chapman y GIese (1990) por un solitón KdV, podemos usar el modelo mejorado para calcular la amplitud negativa del solitón, justo antes de golpear la pendiente submarina a las afueras de la Parguera, Puerto Rico. La siguiente tabla muestra la amplitud del solitón KdV, calculada para algunos eventos de seiches costeros extremos y grandes registrados en el mareógrafo de Isla Magueyes. La rapidez del solitón se consigue mediante el análisis de imágenes subsecuentes de MODIS Aqua/Terra.
Esta gráfica de burbuja representa la amplitud del solitón interno KdV expresada en metros. Al lado de cada burbuja se indica el valor exacto. Estos solitones llegaron a las aguas afuera de La Parguera entre los años 1999 al 2015. El eje horizontal indica el mes en que ocurrió el evento. Note que entre diciembre hasta mediados de marzo no hay eventos. Los eventos de mayor amplitud se concentran a partir de septiembre hasta finales de noviembre.
Parámetros del Modelo del Solitón KdV
Se muestran los parámetros ambientales alfa y beta que controlan la no-linealidad y dispersión del solitón, respectivamente. Así como la rapidez no-lineal y la anchura característica del solitón. Estos valores se pueden comparar con los modelados para los solitones del Mar de Sulu. Tessler et al. (2012) reporta un valor de alfa igual a -1.7E-02 s-1 y beta igual a 3.7E+05 m3 s-1. Una rapidez de 2.69 m/s y una anchura de 4.20E+03 m. Los solitones a las afueras de la Parguera parecen ser más estrechos y más lentos que los del Mar de Sulu. Aunque es de esperar que cuando los solitones se acercan a la plataforma reduzcan su anchura y velocidad.