Modelación numérica estacional de la circulación costera aplicada a la gestión y conservación en la Bahía del Callao utilizando el modelo Coherens

Abstract

Modelar los patrones estacionales de las corrientes marinas en el ecosistema de la Bahía de Callao para el año 2014 y pueda servir como antecedente para futuras investigaciones en los procesos biogeoquímicos y el transporte de contaminantes. Las simulaciones se realizaron con el modelo computacional COHERENS (Coupled Hydrodynamical Ecological Model for Regional and Shelf Seas). El modelo es un sistema de modelamiento numérico diseñado para diferentes aplicaciones en ecosistemas costeros de aguas poco profundas. COHERENS resuelve las ecuaciones de Navier-Stokes, basándose en la técnica del modo de división o “splitting mode”, este método separa el cálculo del movimiento de las masas de agua en un modo externo, que es barotrópico y bidimensional, del cálculo de los valores de las corrientes en cada una de las capas o niveles sigma en que se haya discretizado el eje vertical en el modo interno, que es baroclínico y tridimensional. El modelo se aplicó sobre una malla rectangular uniforme de 92 filas y 98 columnas, con una resolución espacial de 368 metros y 20 niveles sigma, los niveles sigma se adaptan a la superficie libre y a la batimetría y nos permite una mayor resolución en la columna de agua, y sobre un paso de tiempo dt = 40s. Se realizaron campañas de mediciones para obtener una batimetría detallada de la Bahía de Callao, y se procesaron datos de vientos y constituyentes armónicos de marea, para utilizar estas series de tiempo con condiciones iniciales y de frontera respectivamente. Se consiguió implementar el modelo en el área de estudio, reproduciendo así las características generales de la circulación y distribución de las corrientes con datos horarios en cada una de las grillas del área de estudio. Los resultados mostraron la predominancia de los flujos hacia el noroeste, influenciados por los vientos del sureste, así como por la Corriente Peruana Costera. En superficie las corrientes fueron más intensas en verano que en invierno, con valores promedios mensuales que varían entre 5.83 y 10.53 cm/s y en invierno oscilaron entre 4.29 y 6.18 cm/s. Se validó el modelo con la variable simulada del nivel del mar, aplicándole una regresión lineal con los datos medidos por la Universidad de Hawaii Sea Level Center obteniéndose valores mayores a 0.9 del coeficiente de Pearson para todos los escenarios evaluados.