Control topográfico de la circulación inducida por el viento y térmica en un cuerpo de agua cerrado
Autores: Koue, Jinichi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control topográfico de la circulación inducida por el viento y térmica en un cuerpo de agua cerradoCategoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Forzamiento del viento
Gradientes térmicos
Topografía de la costa
Simulaciones numéricas
Lago Biwa
Asimetría batimétrica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La dinámica de las circulaciones en grandes lagos está fuertemente modulada por la fuerza del viento, los gradientes térmicos y la topografía de la costa, sin embargo, sus efectos integrados siguen siendo insuficientemente cuantificados. Para abordar esto, se realizaron simulaciones numéricas en el Lago Biwa para aclarar los mecanismos subyacentes a los giros impulsados por el viento y térmicamente, con un enfoque en la influencia de la asimetría batimétrica. En los casos impulsados por el viento, se impusieron gradientes de tensión del viento zonales y meridionales, revelando que el corte de viento ciclónico generaba una fuerte vorticidad superficial (hasta 2.0 x 10 s) en regiones con costas suavemente inclinadas, mientras que las pendientes pronunciadas suprimían las respuestas anticiclónicas. La fuerza ciclónica inducía afloramiento en el centro del lago, con flujos de retorno baroclínicos estabilizando la estructura de circulación vertical. En experimentos térmicos sin viento, se aplicaron gradientes de temperatura superficial de +/-2.5 grados C para simular el calentamiento y enfriamiento estacional. La circulación ciclónica predominó en las estaciones cálidas debido a la convergencia y acumulación de calor a lo largo de costas suavemente inclinadas, mientras que el enfriamiento invernal producía flujos divergentes y giros anticiclónicos. Los márgenes sur y este del lago, caracterizados por pendientes suaves, mejoraron consistentemente la convergencia y la mezcla vertical, mientras que las pendientes pronunciadas del oeste y norte limitaron la intensidad de la circulación. Estos resultados demuestran que la asimetría de la pendiente de la costa juega un papel decisivo en la regulación de las circulaciones inducidas tanto por el viento como térmicamente, ofreciendo información sobre los controles físicos en el transporte y la estratificación en sistemas lacustres cerrados.
Descripción
La dinámica de las circulaciones en grandes lagos está fuertemente modulada por la fuerza del viento, los gradientes térmicos y la topografía de la costa, sin embargo, sus efectos integrados siguen siendo insuficientemente cuantificados. Para abordar esto, se realizaron simulaciones numéricas en el Lago Biwa para aclarar los mecanismos subyacentes a los giros impulsados por el viento y térmicamente, con un enfoque en la influencia de la asimetría batimétrica. En los casos impulsados por el viento, se impusieron gradientes de tensión del viento zonales y meridionales, revelando que el corte de viento ciclónico generaba una fuerte vorticidad superficial (hasta 2.0 x 10 s) en regiones con costas suavemente inclinadas, mientras que las pendientes pronunciadas suprimían las respuestas anticiclónicas. La fuerza ciclónica inducía afloramiento en el centro del lago, con flujos de retorno baroclínicos estabilizando la estructura de circulación vertical. En experimentos térmicos sin viento, se aplicaron gradientes de temperatura superficial de +/-2.5 grados C para simular el calentamiento y enfriamiento estacional. La circulación ciclónica predominó en las estaciones cálidas debido a la convergencia y acumulación de calor a lo largo de costas suavemente inclinadas, mientras que el enfriamiento invernal producía flujos divergentes y giros anticiclónicos. Los márgenes sur y este del lago, caracterizados por pendientes suaves, mejoraron consistentemente la convergencia y la mezcla vertical, mientras que las pendientes pronunciadas del oeste y norte limitaron la intensidad de la circulación. Estos resultados demuestran que la asimetría de la pendiente de la costa juega un papel decisivo en la regulación de las circulaciones inducidas tanto por el viento como térmicamente, ofreciendo información sobre los controles físicos en el transporte y la estratificación en sistemas lacustres cerrados.