Corrientes residuales
Se procede a mostrar los resultados de corrientes obtenidos a partir de los registros de los equipos instalados en la desembocadura (Figura 8.9), ordenados de S a N. La circulación de baja frecuencia en la plataforma interior está gobernada principalmente por (i) el viento, (ii) las descargas de Alcalá del Río y (iii) la corriente regional del Golfo de Cádiz.
El ADCP Salmedina se encuentra ubicado, aproximadamente, junto a la Baliza de Salmedina. Para representar la corriente en la superficie libre (o lo más próximo a ella), se ha puesto el sistema de referencia en la misma superficie libre. Hecho esto, hubo que reajustar las celdas y los datos de corriente con respecto a la más próxima a la superficie libre.
Figura 8.44. Comparación por componentes N (columna izquierda) y E (columna derecha) de las corrientes instantáneas registradas en el ADCP Salmedina en la superficie libre (fila superior) y en el fondo (fila inferior) frente a la dirección del viento. Las profundidades en las que se muestran los datos, dadas por z, están condicionadas por la precisión del equipo. Cada punto de la línea amarilla representa la corrientes residuales (medias) cada 7.5º.
En la Figura 8.44 se muestra la correlación entre el viento de la desembocadura y las corrientes registradas en la superficie libre y en el fondo. En primer lugar, se observa que las corrientes son mayores cerca de la superficie libre, disminuyendo éstas al desplazarnos hacia el fondo. Las direcciones dominantes de viento (NO, OSO, ESE, NE) se pueden identificar por los sectores donde la nube de puntos es más densa.
En superficie, los valores máximos instantáneos (en módulo) para ambas componentes, que son del orden de
−0.6 /m s
, se obtienen para vientos dominantes de procedencia NO y OSO, siendo por tanto la corriente resultante de dirección SO. En el fondo, las corrientes son menores y la corriente resultante es SSO.En superficie (Figura 8.44), los valores máximos de la componente N se tienen bajo vientos del E (positivos) y del NO y OSO (negativos), mientras que para la componente E, la corriente es siempre negativa excepto cuanto se tienen vientos procedentes del S. A
z
= −12m
, el patrón es similar, pero las corrientes medias son muy inferiores.Los datos de corriente del ADCP Salmedina muestra correlaciones claras con los registros de viento en la Baliza de Salmedina; ambos se encuentran separados unos escasos centenares de metros. Los eventos más significativos se han numerado y marcado con líneas negras en la Figura 8.45. Los eventos se describen en la Tabla 8.13.
Figura 8.45. ADCP Salmedina. De arriba abajo: (1) componente N de la corriente promediada en ciclo semidiurno; (2) componente E de la corriente promediada en ciclo semidiurno; (3) velocidad del viento; (4) dirección de procedencia del viento [0º=N, 90º=E, 180º=S, 270º=O, 360º=N] en Salmedina y en el Wana 5446 de la REDINT; (5) hidrograma de descarga de Alcalá del Río.
Tabla 8.13. Descripción de los eventos seleccionados para el ADCP Salmedina. Véase la Figura 8.45.
Línea Viento de procedencia Descarga Induce corriente en dirección media Observaciones
Línea 1 ONO,
15 /m s
30m
3/s
OSOLínea 2 ESE,
15 /m s
15m
3/s
NOLínea 3 ONO,
12.5 /m s
3
15m
/s
OSO Similar a línea 1Línea 4 ONO,
15 /m s
40m
3/s
OSO Similar a línea 1 y 3. Sigueen línea 5.
Línea 5 SSE,
15 /m s
75m
3/s
NE Continuación línea 4. El viento rola y cambia la dirección de la corriente. Línea 6 O,11 /m s
500m
3/s
OSO Efecto descarga, quizássuperpuesto a viento Línea roja
horizontal
- - - Umbral de activación por
El efecto del viento se deja notar en toda la columna de agua, no sólo en las primeras capas más próximas a la superficie libre. Este hecho es común a todos los equipos. Los datos meteorológicos del punto Wana 5446 Int mostrados en la Figura 8.45 no presentan tantas oscilaciones como los de Salmedina pudiendo considerarse como valores medios.
El equipo ADP Sontek se encuentra ubicado, aproximadamente, en la prolongación al SO del canal de navegación, al N de la Baliza de Salmedina (véase Figura 8.9 y Tabla 8.4). Este equipo es el que presenta mayores velocidades medias y, junto con el equipo ADCP Salmedina, el que mayor variabilidad frente a la dirección de procedencia del viento.
Figura 8.46. Comparación por componentes N (columna izquierda) y E (columna derecha) de las corrientes instantáneas registradas en el ADP Sontek en la superficie libre (fila superior) y en el fondo (fila inferior) frente a la dirección del viento. Las profundidades en las que se muestran los datos, dadas por z, están condicionadas por la precisión del equipo. Cada punto de la línea amarilla representa la corrientes medias cada 7.5º.
En este caso (Figura 8.46), las corrientes instantáneas registradas a
z
= −11.5m
no tienen valores muy inferiores a aquéllas de la superficie libre. En superficie, la distribución de puntos varía notablemente con la dirección del viento. Las corrientes instantáneas de componente N máximas (en módulo) se tienen con vientos del SE y del NO, alcanzando los0.5 /m s
y0.5 /m s
−
, respectivamente. Las máximas instantáneas en la componente E se observan con vientos de procedencia O y NE, siendo sus valores, aproximadamente,0.4m s/
y0.3 /m s
−
.Los valores medios (Figura 8.46) cerca del fondo están muy próximos a cero indicando que, dada una dirección de procedencia del viento, la distribución de los valores de corriente tiene su centro próximo al cero de corriente. Esto se observa para ambas componentes, la E y la N. Cerca de la superficie la variabilidad es mayor. La componente N de la velocidad presenta valores medios positivos entre vientos del NE y SO (giro horario) y negativos en el resto. En ambos casos, las corrientes medias máximas llegan a los
0.2 /m s
(módulo). Estos valoresson los mayores de entre todos los equipos analizados. Respecto a la componente E, corrientes positivas se obtienen desde el SE al NO (giro horario), siendo negativas en otro caso.
En la Figura 8.47 se muestran eventos concretos, numerados y marcados con líneas negras, que han sido registrados en este equipo. Los eventos se describen en la Tabla 8.14.
Figura 8.47. Equipo ADP de Sontek. De arriba abajo: (1) Altura columna de agua; (2) promedio mareal M2 de la componente N de la corriente a 0.5m por debajo de la superficie libre; (3) promedio mareal M2 de la componente E de la corriente a 0.5m por debajo de la superficie libre; (4) velocidad del viento; (5) dirección de procedencia del viento [0º/360º=N, 90º=E, 180º=S, 270º=O] en Salmedina y en el Wana 5446 de la REDINT; (6) hidrograma de descarga de Alcalá del Río.
Línea Viento de
procedencia
Descarga Induce corriente en dirección media
Observaciones
Tabla 8.14. Descripción de los eventos seleccionados para el ADP Sontek y asociados a la Figura 8.47.
8.6.3. Campo bidimensional de corriente
Con los siguientes mapas de corrientes medias asociadas a una dirección de procedencia del viento (Figura 8.48 y Figura 8.49), calculados en la superficie libre (lo más próximo a la superficie que permiten los instrumentos), se tiene una idea más concreta de la respuesta de la plataforma interior a los vientos. Asimismo, conocer el campo de corrientes en la superficie es importante para predecir el comportamiento del penacho boyante y de la cuña.
Aunque en algunos casos la dirección de la corriente en superficie es próxima a los 45º (hacia su derecha) respecto de la dirección del viento y que la corriente vertical se desarrolle según una espiral de Ekman, las profundidades reducidas de la desembocadura hacen que el fricción del fondo afecte a toda la columna de agua. Asimismo, la orientación de la corriente en superficie depende, sobre todo, de la magnitud y dirección del viento, de la magnitud de la descarga, del oleaje en la zona de rotura y del grado de estratificación.
Como se puede ver en la Figura 8.48, vientos de componente N inducen una corriente media en dirección SSO, especialmente importante en la prolongación del canal de navegación del Puerto de Sevilla. El equipo ADCP Coto muestra una corriente de superficie en dirección SE. La proximidad a la costa de este equipo hace que la dinámica registrada sea distinta al resto; en esta zona, los procesos costeros cobran especial importancia. La corriente que registra el ADCP Coto está más bien asociada a la corriente de rotura.
Vientos de procedencia E inducen una corriente en superficie en dirección NE, aproximadamente, en los equipos en los que el fetch es suficiente (ADP Sontek, AWAC ICMAN). La corriente costera reduce su magnitud, pero no cambia el sentido. La corriente residual obtenida en el Argo Sontek es prácticamente nula. En la Figura 8.48 también se muestran los vientos procedentes del S que inducen en todos los puntos una corriente de componente N positiva, especialmente importante en el ADP Sontek, incluso en el ADCP Coto, llegando a invertir el sentido de la corriente longitudinal a la costa.
Vientos del O inducen corrientes paralelas a la costa de Doñana en todos los equipos excepto en el ADCP Salmedina, que está en la zona de la descarga principal del estuario. Aún cuando la descarga del estuario es pequeña en el periodo, la circulación principal en dirección SE gira 90º en sentido horario al encontrarse el saliente de Chipiona. Esto queda reflejado en la dirección residual SO en el ADCP Salmedina.
Línea 2 ESE (
4m s/
)30m
3/s
NNOLínea 3 SE
40m
3/s
NNOLínea 4 O
15m
3/s
SSO Según rola el viento al N, lacorriente se desplaza al SO Varias
zonas
Figura 8.48. Corrientes residuales con viento procedente de los cuatro puntos cardinales principales: N, panel superior izquierda, E, superior derecha, S, inferior izquierda y O, inferior derecha. Las escalas espacial y de velocidad se indican en cada panel.
Figura 8.49. Corrientes residuales bajo vientos dominantes: NO, panel superior izquierda, OSO, superior derecha, ESE, inferior izquierda y NE, inferior derecha. Las escalas espacial y de velocidad se indican en cada panel.
Una de las direcciones de procedencia de viento más frecuentes, la del NO, da lugar a las mayores corrientes residuales en todas las ubicaciones. Vientos del NO refuerzan la corriente regional el Golfo de Cádiz. El sentido de las corrientes residuales varía de SE a SO según nos desplazamos de N a S. Con vientos de componente OSO, que es una de las direcciones predominantes de la región, el patrón de circulación residual es muy similar al observado con vientos del O.
Vientos procedentes de Tierra de dirección ESE induce en los equipos ADCP Salmedina, ADP Sontek y AWAC-ICMAN una corriente residual en dirección ONO. En las otras estaciones, la corriente es prácticamente nula. Esto puede ser indicativo de que los vientos de ESE bloquean la corriente longitudinal a la costa. En cambio, vientos del NE generan una corriente E residual negativa en todos los equipos. Las corrientes mayores con vientos del NE se tienen en la prolongación del canal de navegación (ADP Sontek).
En la Figura 8.50 y Figura 8.51 se muestran las corrientes medias promediadas en la vertical relacionadas con la dirección de procedencia del viento. Las corrientes medias son relevantes para el transporte de masa en la plataforma interior y para el intercambio de masas de agua y sustancias en con el estuario. El procedimiento para determinar las corrientes medias es idéntico al descrito anteriormente para las corrientes superficiales. Para cada dirección de referencia
Θ
, se recogen los datos de corriente para cada equipo simultáneos a vientos en un arco de 20º centrado enΘ
. Esos datos de corriente se promedian en el tiempo y en la vertical, resultando lo que se muestra en la Figura 8.50 (para ángulos de procedencia de los cuatro puntos cardinales principales) y en la Figura 8.51 (para los ángulos de procedencia más frecuentes). Se asume que la respuesta de la columna de agua a la acción del viento es casi inmediata debido a las profundidades reducidas de la zona de estudio.Figura 8.50. Corrientes residuales promediadas en la vertical bajo vientos procedentes de los 4 puntos cardinales principales: N, panel superior izquierda, E, superior derecha, S, inferior izquierda y O, inferior derecha. Las escalas espacial y de velocidad se indican en cada panel.
Figura 8.51. Corrientes residuales promediadas en la vertical bajo vientos procedentes de los 4 puntos cardinales principales: N, panel superior izquierda, E, superior derecha, S, inferior izquierda y O, inferior derecha. Las escalas espacial y de velocidad se indican en cada panel.
La Figura 8.50 y la Figura 8.51 muestran que, para vientos en el intervalo OSO – N (giro horario) la corriente resultante es fundamentalmente longitudinal a la costa y en dirección SE hasta llegar a la Broa, donde las descargas del estuario y el saliente de Chipiona desvían la corriente en dirección SSO. En el intervalo complementario, de N a OSO (giro horario), las corrientes siguen siendo longitudinales a la costa en los equipos situados más al Norte (Argo Sontek y ADCP Coto), aunque de magnitud algo inferior. En el resto de equipos, la corriente toma en este caso una componente Norte positiva, apuntando los vectores hacia el NO. La corriente de la plataforma interior en este caso tiene esa dirección y las corrientes costeras y la descarga del estuario realimientan el flujo en esa dirección. Las mayores corrientes se dan en los bajos de Salmedina (ADCP Salmedina), en la prolongación del canal de navegación (ADP Sontek) y, en menor medida, en el AWAC ICMAN.
En todos los casos la corriente en el ADCP Coto es a lo largo de la línea de costa en dirección SE. El transporte de sedimentos (esencialmente de arena) no es despreciable y su efecto se observa en el avance de la arena el interior del estuario y la reducción de la sección de la desembocadura en la Punta del Malandar.