Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Aportes al conocimiento de la dinámica y el modelado de las ondas de tormenta en el estuario del Río de la Plata y la Plataforma Continental adyacente |
| Título alternativo: | Contributions to the knowledge of the dynamics and the modelling of storms surges in the Río de la Plata estuary and the adjacent Continental Shelf |
| Autor: | Dinápoli, Matías Gabriel |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA)
|
| Publicación en la Web: | 2022-03-29 |
| Fecha de defensa: | 2021-02-25 |
| Fecha en portada: | 2020-09-18 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos |
| Director: | Simionato, Claudia Gloria |
| Consejero: | Dragani, Walter César |
| Jurado: | Palma, Elbio Daniel; Menéndez, Angel Nicolás; Etala, María Paula |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | NIVEL DEL AGUA DEL RIO DE LA PLATA; MODELADO HIDRODINAMICO; INTERACCIONES NO LINEALES; ONDAS DE TORMENTAS; PRONOSTICOS Y HINDCAST; PRONOSTICOS Y HINDCAST POR ENSAMBLESRIO DE LA PLATA WATER LEVEL; HYDRODYNAMIC MODELING; NONLINEAR INTERACTIONS; STORM SURGE; FORECAST AND HINDCAST; ENSEMBLE FORECAST AND HINDCAST |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6791_Dinapoli |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n6791_Dinapoli.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n6791_Dinapoli |
| Ubicación: | Dep.ATM 006791 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Dinápoli, Matías Gabriel. (2020). Aportes al conocimiento de la dinámica y el modelado de las ondas de tormenta en el estuario del Río de la Plata y la Plataforma Continental adyacente. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6791_Dinapoli |
Resumen:
El estuario del Río de la Plata (RdP) es una de las regiones costeras más importantes del cono sur de Sudamérica, con una población que se cuenta en muchos millones de habitantes. Varias de las ciudades más importantes de la Argentina y el Uruguay, incluyendo las capitales de ambos países y los más importantes polos industriales, puertos y balnearios se encuentran en su zona de influencia. La someridad del RdP y su convergencia hacia la parte superior, exponen al estuario a intensas anomalías del nivel del agua forzadas por la atmósfera denominadas ondas de tormenta (ODT). En la parte superior del estuario, las ODT positivas intensas (mayores a 2,5 m) son conocidas como “Sudestadas”; estos eventos son una amenaza recurrente para la región ya que cuando suceden inhiben la descarga de los ríos y arroyos tributarios generando inundaciones que afectan a las ciudades en sus costas, especialmente si se suman a precipitaciones intensas. Las ODT negativas intensas (menores a -2,5 m), por otro lado, inhiben el acceso a los principales puertos y vías fluviales y a las tomas de agua potable del Área Metropolitana de Buenos Aires, afectando la economía y la vida cotidiana de los habitantes. Pese a la importancia socio-económica de las ODT para los millones de personas que viven en la región de influencia del RdP, el tema ha recibido relativamente poca atención de la comunidad científica en los últimos años. El conocimiento de la dinámica asociada con este proceso aún no es completo y los pronósticos que se proporcionan, aunque cumplen con el fin de brindar avisos y alertas, no se encuentran a la altura de las posibilidades del estado del arte a nivel global. Por ello, el objetivo de esta Tesis ha sido contribuir a aumentar el conocimiento científico y la calidad de los productos modelados para las ODT en el RdP y la Plataforma Continental adyacente (PCA). Este objetivo es alcanzado a través de una serie de objetivos particulares (OP) que involucraron (i) el desarrollo de una herramienta computacional moderna y su optimización, y (ii) a través de estudios teóricos basados en el análisis de observaciones históricas de mareógrafos y en simulaciones numéricas orientadas a procesos, comprender completamente los complejos procesos que ocurren en la naturaleza y que contribuyen al nivel del agua en este estuario. Más específicamente, los OP fueron: (OP-1) implementar un modelo numérico para la simulación de las ODT al estado del arte para la región de interés; (OP-2) determinar de una arquitectura de modelado óptima para la región del RdP y la PCA; (OP-3) ajustar el modelo y validar su desempeño general en el pronóstico y el hindcast (simulación de condiciones pasadas) del nivel del agua y las corrientes de modo objetivo a través del cálculo de una serie de estadísticos, para demostrar que el sistema cumple con los estándares internacionales actuales en la materia; (OP-4) comprender los aspectos de la física relacionada a las ODT que aún no fueron estudiados en la región; (OP-5) producir desarrollos científicos que contribuyan a proporcionar un producto más útil tanto a la comunidad científica (hindcasts) como a los tomadores de decisión y al público en general (pronósticos). Este conjunto de objetivos condujo al diseño, como producto final, un modelo hidrodinámico versátil, computacionalmente económico y con la mejor representatividad de la dinámica barotrópica del RdP. La construcción de la herramienta final, considerada adecuada a los objetivos propuestos, fue un desarrollo que requirió recorrer un camino no lineal y necesariamente iterativo, que incluso llevó a reconsiderar aspectos e ideas preconcebidas respecto de la dinámica barotrópica del RdP. La implementación numérica desarrollada está a la altura de los modelos de última generación desarrollados para otras partes del mundo y es una herramienta útil y robusta para el modelado de la ODT en el RdP y la PCA, que se encuentra en condiciones de ser implementado de forma operativa-experimental en el Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera para fines científicos y/o transferida a las instituciones responsables de los pronósticos para su implementación operativa.
Abstract:
The Río de la Plata estuary (RdP) is one of the most important coastal regions of southern South America, with a population of many millions. Several of the most important cities of Argentina and Uruguay, including the capitals of both countries and the most important industrical poles, ports and resorts are located in its area of influence. The shallowness of the RdP and the convergence towards its upper part, expose the estuary to strong water level anomalies forced by the atmosphere, called storm surges (SS). In the upper part of the estuary, strong positive SS (greater than 2.5 m) are known as “Sudestadas”; these events are a recurring threat to the region since when they occur they inhibit the discharge of tributary rivers and streams, generating floods that affect the cities on the coasts, especially if they are added to intense rainfall. Strong negative SS (less than -2.5 m), on the other hand, inhibit the access to the main harbors and waterways and disable the drinking water intakes of the Metropolitan Area of Buenos Aires, affecting the economy and daily life of the population. Despite the socio-economic importance of SS for the millions of people that inhabit the region of influence of the RdP, the topic has received relatively little attention from the local scientific community in recent years. The knowledge of the dynamics associated with this process is not yet complete and although the forecasts available comply with the purpose of providing warnings and alerts, they are not at the level of the possibilities of the state-of-theart at a global level. Therefore, the aim of this Thesis has been to contribute to increasing the scientific knowledge and the quality of the modelling products for the SS in the RdP and the adjacent Continental Shelf (ACS). This aim is achieved through a series of particular goals (PG) that involved (i) the development of a modern computational tool and its optimization, and (ii) through theoretical studies based on the analysis of historical tide gauge observations and on numerical simulations, fully understand the complex processes that occur in the nature and that contribute to the water level in this estuary. More specifically, the PGs were: (PG-1) to implement a state-of-the-art numerical model for the region of interest; (PG-2) to determine an optimal modeling architecture for the RdP and ACS regions; (PG-3) to adjust the model and to validate its general performance in the forecasting and hindcasting (simulation of past conditions) of the water level and currents in an objective way through the calculation of a series of statistics scores, to demonstrate that the system complies with current international standards on the matter; (PG-4) to understand the aspects of physics related to SS that have not been studied in the region yet; (PG-5) to produce scientific developments that contribute to provide a more useful product both to the scientific community (hindcasts) and to decision makers and the general public (forecasts). This set of objectives led to the design, as a final product, of a versatile hydrodynamic model, computationally cheap and with the best representation of the barotropic dynamics of the RdP. The construction of the final tool, considered adequate to the proposed objectives, was a development that required a no straightforward and necessarily iterative path, which even led to reconsidering aspects and preconceptions regarding the barotropic dynamics of the RdP. The numerical implementation developed is at the level of the ultimate generation models developed for other parts of the world and is a useful and robust tool for modeling the SS in the RdP and the ACS, which is ready to be implemented into a operative-experimental phase at the Research Center for the Sea and the Atmosphere for scientific purposes and/or to be transferred to the institutions responsible for the forecasts for its operational implementation.
Citación:
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Dinápoli, Matías Gabriel. (2020). Aportes al conocimiento de la dinámica y el modelado de las ondas de tormenta en el estuario del Río de la Plata y la Plataforma Continental adyacente. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6791_Dinapoli
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Dinápoli, Matías Gabriel. "Aportes al conocimiento de la dinámica y el modelado de las ondas de tormenta en el estuario del Río de la Plata y la Plataforma Continental adyacente". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2020.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6791_Dinapoli
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