Vientos y Afloramiento Costero

El viento que, se define como aire en movimiento relativo a la superficie de la tierra (http://glossary.ametsoc.org/wiki/Wind), presenta múltiples efectos en la superficie marina. Por ejemplo, influye en la distribución y regulación de eventos y procesos en la superficie del mar, como la circulación marina costera y oceánica, la variación de la temperatura del mar, la mezcla vertical y la turbulencia a través de los cuales influye en la suspensión, retención y transporte de partículas y plancton. A su vez, el viento sobre la superficie del mar, es influenciado por la configuración de la línea de costa, la topografía costera, la época del año y la dinámica de procesos de mesoescala como los chorros costeros de vientos que ocurren frente a Talara y Pisco, así como estructuras y mecanismos de escala regional como el Anticiclón de Pacífico Sur (APS) y la Zona de Convergencia Inter-tropical (ZCIT).

El viento a lo largo del litoral y en el mar peruano presenta variaciones espacio-temporales. Al norte de 5°S, las condiciones atmosféricas están más relacionadas con el desplazamiento estacional de la ZCIT. Hacia el sur, el campo de vientos paralelo a la costa, generado por el Anticiclón del Pacífico Sur (APS) y el gradiente de presiones con el continente, exhibe su mayor intensidad entre Pisco (14°S) y San Juan (16°S). El principal centro de afloramiento costero en el Perú se ubica en este sector. Otros centros de afloramiento importantes se presentan hacia el norte entre 11-12°S, 7-8°S y 4-6°S (Gutiérrez et al, 2014).

Los vientos son más intensos durante el invierno y la primavera, cuando el APS se aproxima a la costa. Su dirección sigue la configuración de la línea de costa desde el extremo sur del Perú hasta ~4°30’S, donde la línea de costa tiene una dirección Noreste. La acción tangencial de los vientos paralelos a la costa y con dirección norte sobre la superficie marina y la influencia de la rotación terrestre (fuerza de Coriolis) provocan la divergencia de las aguas superficiales hacia mar adentro, cuyo transporte integrado es perpendicular a la costa (transporte Ekman). Este transporte es reemplazado por el ascenso de aguas subsuperficiales dando lugar al proceso de afloramiento costero. Las aguas que afloran son más frías y generalmente ricas en nutrientes. Pero además, el aumento de la velocidad del viento con la distancia a la costa induce el ascenso de las capas subsuperficiales frías de la columna de agua (succión Ekman). Mientras que el transporte Ekman propiamente dicho se presenta muy cerca de la costa, la succión Ekman alcanza mayor distancia, dependiendo de la extensión del gradiente de los vientos.

Diagrama conceptual de la circulación asociada al sistema de afloramiento costero peruano. Los vientos cercanos a la costa inducen el transporte Ekman (TEK), perpendicular a la dirección de los vientos y al afloramiento. Un gradiente positivo de la intensidad del viento hacia fuera de la costa (rotacional del viento, R) induce la succión Ekman (SEK), que consiste en la elevación de la termoclina a la superficie, permitiendo un bombeo de nutrientes más eficiente, que se extiende a mayor distancia de la costa. Además, los vientos inducen el arrastre superficial de la corriente costera, compensado por una corriente subsuperficial con dirección al sur (Tomado de Gutierrez, et al (2014)).

Debido a las implicancias del viento en el mar peruano, el IMARPE realiza un monitoreo permanente del viento en base a observaciones in situ y fuentes satelitales. Las mediciones directas se realizan en las plataformas móviles y en estaciones dedicadas en los laboratorios costeros de la institución. La información de viento satelital es obtenida a través del escaterómetro ASCAT del Instituto de Investigación Francés para la Exploración del Mar (IFREMER en francés). El escaterómetro mide la rugosidad del mar y a partir de ella calcula la velocidad y la dirección del viento a una altura promedio de 10 m sobre la superficie del mar. El procesamiento de la información de vientos satelitales se describe en Bentamy & Croize-Fillon (2012). La información está disponible en ftp://ftp.ifremer.fr/ifremer/cersat/products/gridded/MWF/L3/ASCAT/Daily/Netcdf.

Con el fin de monitorear las condiciones ambientales frente y en la costa peruana se emplea información del viento a 10 m de la superficie del mar para una escala temporal de 1 día manteniendo la resolución espacial de ~25 x 25 km (en longitud y latitud).

Los mapas espaciales y series de tiempo latitudinales (diagramas Hovmöller) a continuación expresan la variabilidad promedio del viento para una frecuencia diaria y cada tres días, respectivamente.

  • Velocidad (m/s) y dirección del viento (°) frente a la costa peruana y su anomalía.
  • Series de tiempo latitudinales de la velocidad del viento (m/s)
  • Series de tiempo latitudinales de la anomalía de la velocidad del viento (m/s)
  • - Series de tiempo latitudinales del Índice de Afloramiento (m3/s)

 

Distribución espacial de: a) la velocidad (m/s) y dirección del viento (°) y b) anomalías de la velocidad (m/s) y dirección del viento (°) frente a la costa peruana. La velocidad del viento y su anomalía se presentan en matices de colores. La dirección del viento y su anomalía se presentan con flechas. Fuente de los datos: ASCAT-QuikSCAT (ftp://ftp.ifremer.fr/ifremer/cersat/products/gridded/MWF/L3/ASCAT/Daily/Netcdf). Elaborado por: LHFM/AFIOF/DGIOCC/IMARPE.

Diagrama Hovmöller de la velocidad (m/s) y la dirección (°) del viento promedio en la banda de 111 km adyacente a la costa peruana durante los últimos seis meses. La velocidad del viento se presenta en matices de colores y la dirección del viento se representa con flechas. Fuente de los datos: ASCAT-QuikSCAT (ftp://ftp.ifremer.fr/ifremer/cersat/products/gridded/MWF/L3/ASCAT/Daily/Netcdf). Elaborado por: LHFM/AFIOF/DGIOCC/IMARPE.

Diagrama Hovmöller de la anomalía de la velocidad (m/s) y la dirección (°) del viento promedio en la banda de 111 km adyacente a la costa peruana durante los últimos seis meses. La anomalía de la velocidad del viento se presenta en matices de colores y la anomalía de la dirección del viento se representa con flechas. Fuente de los datos: ASCAT-QuikSCAT (ftp://ftp.ifremer.fr/ifremer/cersat/products/gridded/MWF/L3/ASCAT/Daily/Netcdf). Elaborado por: LHFM/AFIOF/DGIOCC/IMARPE.

Diagrama Hovmöller del Índice de Afloramiento (m3/s) en la banda de 111 km adyacente a la costa peruana durante los últimos seis meses. Fuente de los datos: ASCAT-QuikSCAT (ftp://ftp.ifremer.fr/ifremer/cersat/products/gridded/MWF/L3/ASCAT/Daily/Netcdf). Elaborado por: LHFM/AFIOF/DGIOCC/IMARPE.