Interacción de vórtices de mesoescala y topografía marina en un sistema rotante

STEPHANIE MÜLLER; JUAN IGNACIO GOSSN

San Carlos de Bariloche

Congreso; 98a. ENEF; 2013

Asociacion Fisica Argentina

En   el contexto oceanográfico, los vórtices de mesoescala son estructuras de   vorticidad monopolar de mediano tamaño (entre 10 y 500 km) que se   desprenden de corrientes oceánicas. Estas estructuras encapsulan en su   interior las propiedades físicas, químicas y biológicas de la masa de   fluido en las cuales fueron originadas, y las transportan consigo hacia   otras regiones del océano, en donde finalmente se mezclan. De esta forma,   los vórtices de mesoescala tienen una influencia fundamental en el medio   ambiente marítimo, ya que son responsables en buena medida por el   transporte de calor y salinidad en diversas regiones del océano. Un   estudio detallado realizado in situ en el Estrecho de Gibraltar mostró   que casi el 90% de los vórtices de mesoescala observados (de un total   de 27) son destruidos tiempo después producto del choque de dichas   estructuras con la topografía submarina, mientras que el 10% restante   se fracciona dando lugar a un par de vórtices de menor tamaño e   intensidad. Este escenario fisico motivó un estudio experimental de la   dinámica detallada de dicha interacción, a fin de establecer las   condiciones bajo las cuales dichas estructuras se fraccionan (dando   lugar a otras más pequeñas y cualitativamente diferentes) o bien se   disipan mezclándose en el medio circundante.\Se realizaron las   experiencias en un sistema modelo de laboratorio, con agua destilada en   el interior de una cuba de paredes laterales transparentes de acrílico.   Dicha cuba se montó sobre una plataforma rotante con eje de rotación   vertical a fin de incorporar los efectos asociados a la rotación   terrestre, incluyendo también el efecto beta, por el cual se incorporó   una placa plana ligeramente inclinada en el fondo de la cuba. La   presencia de topografía marina fue representada por un obstáculo   cilíndrico circular recto. La ciclogénesis del vórtice se indujo   inyectando un pequeño volumen del mismo fluido en estado sólido (i.e., a   la temperatura de congelamiento).\La evolución espacio-temporal del   sistema fue estudiada por medio de dos técnicas de alta resolución. La   deformación de la superficie libre fue registrada mediante profilometría   por proyección de patrones (fringe projection profilometry, o FPP),   mientras que el campo de velocidades en el fluido se obtuvo por medio de   velocimetría por imágenes de partículas (particle image velocimetry, o   PIV).