Modelación oceánica

Se realizó una simulación numérica de 21 años, de 1992 a 2012, en el Golfo de México con el modelo HYCOM (HYbrid Coordinate Ocean Model). Este modelo de circulación oceánica con ecuaciones primitivas combina las coordenadas verticales z, sigma e isopicnas. Permite el estudio detallado en la estructura vertical de las zonas estratificadas y de mezcla en ecosistemas marinos, tanto para aguas profundas como para regiones costeras. Para las coordenadas horizontales el modelo emplea mallas rectilíneas y curvilíneas ortogonales. HYCOM resuelve de manera de manera eficiente la difusión diapicna, que es la interacción entre capas diferentes densidades, así como la dinámica en la parte subsuperficial estratificada del océano y su ajuste con la capa de mezcla.
El modelo HYCOM ha sido mejorado en esta nueva versión (v2.2.98) siendo más eficiente en el uso de recursos computacionales, resultando en que la Corriente de Lazo mantiene sus desprendimientos. Se corrigió la temperatura superficial del océano e intercambio con las forzantes atmosféricas y se ha detallado más la estructura vertical. Para lo cual se rehicieron todas las bases de datos que lo alimentan, tanto en atmósfera como en océano y sus fronteras.
La simulación cuenta con una nueva batimetría y un diseño nuevo de la estructura vertical. Se mejoró la interacción océano-atmósfera en la presión de superficie, los flujos de calor y los esfuerzos cortantes del viento, así como la señal que alimenta al mar Caribe para formar la Corriente de Lazo en la parte de las fronteras abiertas. También se reguló la frontera norte del dominio de donde sale la corriente del Golfo de México.
AComparando los resultados de la simulación con las observaciones, hay una gran concordancia en casi todas las variables analizadas. El promedio de la superficie del mar tiene una gran correlación con AVISO. De manera similar, la temperatura superficial del mar presenta poca variación respecto a lo observado. Las velocidades para el canal de Yucatán también tienen alta correlación por lo presentado por Sheinbaum et al. (2002). El promedio mensual de la capa de mezcla muestra resultados similares a lo observado: para invierno la profundidad de la capa de mezcla o MLD (por sus siglas en inglés Mixed Layer Depth) presenta mayor profundidad y para verano menor.

Figura 1. Nivel medio del mar diario del Golfo de México para 2001.

Figura 2. Promedio mensual de la profundidad de la capa de mezcla del Golfo de México para 1997.

Figura 3. Climatología mensual de la magnitud de las corrientes en el Golfo de México para el período 1992-2012.

Existe también una concordancia general entre las métricas de la Corriente de Lazo y los Remolinos de la Corriente de Lazo de las simulaciones con HYCOM y datos de altimetría multisatélite CCAR. La circulación profunda simulada tiene gran similitud a lo reportado por Tenreiro et al. (2018), que indica que cuando un giro anticiclónico que viaja hacia el oeste del Golfo de México, éste está acoplado a un giro ciclónico profundo y que cuando el giro superficial decae, el profundo lo hace de forma similar, hasta que llegue otro giro anticiclónico y se presente el mismo fenómeno.
Además para la circulación profunda en la Bahía de Campeche, HYCOM reproduce la presencia de una circulación de giro ciclónico desde superficie hasta partes profundas, así como una corriente ciclónica pegada al talud continental, de acuerdo a lo reportado por Pérez-Brunis et al. (2018).

Referencias:
[1] Sheinbaum, J., Candela, J., Badan, A., Ochoa, J. 2002. Flow structure and transport in the Yucatan Channel. Geophysical Research Letters, vol. 29, No. 3, 1040.
[2] Hall C. 2014. The Seasonality of the Loop Current. PhD. Thesis, University of Colorado Boulder, United States.
[3] Leben, R. 2005. Altimeter-Derived Loop Current Metrics. Circulation in the Gulf of Mexico: Observation and Models, Geophys. Monogr., eds. W. Sturges and A. Lugo-Fernández, 161, Eos, Trans. Amer. Geophys. Union.
[4] Tenreiro, M., Candela, J., Pallás-Sanz, E., Sheinbaum, J., Ochoa, J. 2018. Near-Surface and Deep Circulation Coupling in the Western Gulf of Mexico. American Meteorological Society. January 2018, p. 145-161.
[5] Pérez-Brunius, P., Furey, H. & Bower, A., Hamilton, P., Candela, J., García-Carrillo, P., Leben, R. 2018. Dominant Circulation Patterns of the Deep Gulf of Mexico. American Meteorological Society. March 2018. p. 511-529.
AVISO - https://www.aviso.altimetry.fr/end/data/products/sea-surface-height-products.html