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1Oceanógrafo. Programa de Oceanografía y Variabilidad Climática.2Oceanógrafo. Sección Estudios Ambientales.
GÉNESIS, EVOLUCIÓN Y TÉRMINO DEL FENÓMENO “El NIÑO”
1Mónica Bello
2Jenny Maturana
Este fenómeno natural es asociado
a una perturbación interanual del
sistema climático, donde el océano
y la atmósfera actúan
acopladamente en la cuenca del
océano Pacífico tropical. Además,
se conoce como ciclo ENOS,
porque oscila entre una fase cálida
(El Niño) y una fase fría (La Niña).
Ciertamente, hasta ahora no se
conoce cuál es la causa que gatilla el
comienzo de un ciclo ENOS. Sin
embargo, las investigaciones han
identificado los signos que preceden
la aparición de uno de estos eventos
en sus componentes oceánica y
atmosférica.
Actualmente, puede inferirse la
ocurrencia de eventos ENOS desde
hace varios milenios atrás y antes de
que se tuvieran registros escritos de
ellos. Esto último es debido a que el
impacto causado por las lluvias e
inundaciones ocurridas posiblemente
Historia
Introducción
En la actualidad, diversas inves-
tigaciones oceanográficas y me-
teorológicas demuestran la exis-
tencia de eventos cl imáticos
extremos de escala global asociados
a interacciones inestables entre el
océano y la atmósfera.
Uno de los eventos de interacción
océano-atmósfera más importantes,
que se desarrolla a escala interanual,
se conoce en la comunidad científica
con el nombre de El Niño - Oscilación
del Sur (ENOS), o comúnmente, con
el nombre de “El Niño”.
La versión más aceptada de la
expresión “El Niño”, se refiere al
hecho de que pescadores arte-
sanales identificaron la ocurrencia
estacional de agua inusualmente
cálida en las costas del Perú. Esta
agua más cálida solía aparecer
alrededor de la festividad de la
Navidad, por este motivo hicieron
referencia al recién nacido Niño
Jesús.
123
durante los años de El Niño dejaron
sus marcas en el ambiente natural,
principalmente en Perú y en Ecuador.
Por ejemplo, a fines de la década de
los 70', William Quinn y sus colegas
identificaron y categorizaron eventos
de El Niño hacia atrás en la historia,
hasta los comienzos de los años
1500. Ellos reunieron información de
la temperatura del océano y las
precipitaciones desde una variedad
de fuentes, incluyendo los diarios
personales de viajeros de la región,
registros de la minería del guano,
registros de plantaciones en
Indonesia, bitácoras de buques y
evidencias físicas e históricas de las
inundaciones y deslizamientos de
tierra que se produjeron siglos atrás.
Por otra parte, existen antecedentes
de que la civilización Inca se
encontraba adaptada exitosamente a
este tipo de eventos, porque ellos
incluían en sus construcciones redes
de acueductos que redirigían el
exceso de agua producido por las
fuertes precipitaciones durante los
años de "El Niño", para así evitar
atmosférica cambia de sentido hacia
la fase negativa, la presión se eleva
en el oeste y disminuye en el este.
Esta alternancia entre las fases
positiva y negativa de la OS,
contribuye a cambiar la intensidad de
la circulación de los vientos descrito
anteriormente, debido a que un
aumento/disminución de esta
diferencia de presión causa que el
aire superficial, que normalmente
sopla hacia el oeste, se inten-
sifique/debilite dependiendo de la
fase que experimente la OS.
Las ondas ecuatoriales de Kelvin son
ondas planetarias, cuya longitud de
onda es grande en relación con la
profundidad del mar. Éstas se
propagan por el océano ecuatorial
hacia el este a velocidades del orden
de los 200 kilómetros por día.
Generalmente, un intenso pulso de
viento del oeste asociado con una
perturbación atmosférica de carácter
intraestacional (osci lación de
Madden-Jul ian) en el sector
occ iden ta l de l Pac í f i co , es
responsable del inicio y propagación
de ondas internas ecuatoriales u
ondas Kelvin.
Una onda Kelvin parece ser uno de
los factores principales para un
proceso de retroalimentación positiva
entre el océano y la atmósfera,
conducente al desarrollo de la fase
Ondas
puede asociar con un año de
expresión del evento en cuestión.
Los vientos Alisios en general se
dirigen de este (América del Sur) a
oeste (Indonesia). Durante los
eventos de El Niño, los Alisios se
relajan o debilitan en el oeste y centro
Mecanismos Generadores
Vientos Alisios
inundaciones. Las primeras colonias
humanas que se asentaron en la
costa Pacífico de América del Sur
documentaron algunos de los efectos
ocasionados por "El Niño", fue así
como uno de los primeros registros
escritos en base a los cuales se puede
tener evidencia indirecta de la
manifestación de "El Niño" se
atribuyen al conquistador español
Francisco Pizarro, quien reportó que
el año 1525 fue un año de fuertes
lluvias para Sudamérica, lo que se
del océano Pacífico o invierten
completamente su di rección,
soplando de oeste a este (Fig. 1).
Cuando la presión atmosférica
aumenta en el lado este del Pacífico (y
desciende en el lado oeste), se dice
que la Oscilación del Sur ( OS) está en
su fase positiva. Por el contrario,
cuando la variación de la presión
Presión Atmosférica
Ecuador
120°E 80°W
CONDICIÓN "MEDIA”
Capa oceánica superficial cálida(pobre en nutrientes)
Capa oceánica subsuperficial fría(rica en nutrientes)
Su
rgen
cia
alde C de W
alker
CONDICIÓN "EL NIÑO"
Ecuador
120°E 80°W
Ecuador
120°E 80°W
Capa oceánica superficial cálida(pobre en nutrientes)
Capa oceánica subsuperficial fría(rica en nutrientes)
Celda de Wa
lker
Celd
a de
Walker
Fig. 1: Modelo de viento, precipitación y temperatura del mar en condición “MEDIA” y “El NIÑO”.
cálida de un ciclo ENOS. En ese caso,
la onda Kelvin se propagará hasta
chocar con la costa del continente
Americano (Fig. 2), transportando
energía hacia el este y produciendo
profundización de la termoclina,
aumento del nivel del mar e
incrementos en los valores de
temperatura superficial del mar
(TSM) entre otros factores. Una vez
en la costa, la onda Kelvin se dividirá
en una onda Rossby que se reflejará
hacia el oeste y en dos nuevas ondas
Kelvin que viajarán atrapadas a la
costa en dirección hacia los polos.
Onda KelvinEcuatorial
300 Km
50 Km
20º N
15º
15º
10º
10º
20ºS
5º
5º
0º
Costa
50 Km
Onda KelvinCostera
Onda KelvinCostera
Onda RossbyRefelejada
Fig. 2: Modelo de Ondas en el ecuador.
Temperatura Superficial
del Mar y Termoclina
A lo largo del ecuador, el océano
tropical está compuesto por tres
capas : una somera que se
caracteriza por ser cálida y bien
mezclada; otra profunda, fría y
estratificada, y entre estas capas una
zona de transición denominada
“termoclina”, donde la temperatura
del agua disminuye bruscamente con
la profundidad. La termoclina se
localiza al oeste del Pacífico
ecuatorial, aproximadamente a 200
124 125
atmosférica cambia de sentido hacia
la fase negativa, la presión se eleva
en el oeste y disminuye en el este.
Esta alternancia entre las fases
positiva y negativa de la OS,
contribuye a cambiar la intensidad de
la circulación de los vientos descrito
anteriormente, debido a que un
aumento/disminución de esta
diferencia de presión causa que el
aire superficial, que normalmente
sopla hacia el oeste, se inten-
sifique/debilite dependiendo de la
fase que experimente la OS.
Las ondas ecuatoriales de Kelvin son
ondas planetarias, cuya longitud de
onda es grande en relación con la
profundidad del mar. Éstas se
propagan por el océano ecuatorial
hacia el este a velocidades del orden
de los 200 kilómetros por día.
Generalmente, un intenso pulso de
viento del oeste asociado con una
perturbación atmosférica de carácter
intraestacional (osci lación de
Madden-Jul ian) en el sector
occ iden ta l de l Pac í f i co , es
responsable del inicio y propagación
de ondas internas ecuatoriales u
ondas Kelvin.
Una onda Kelvin parece ser uno de
los factores principales para un
proceso de retroalimentación positiva
entre el océano y la atmósfera,
conducente al desarrollo de la fase
Ondas
puede asociar con un año de
expresión del evento en cuestión.
Los vientos Alisios en general se
dirigen de este (América del Sur) a
oeste (Indonesia). Durante los
eventos de El Niño, los Alisios se
relajan o debilitan en el oeste y centro
Mecanismos Generadores
Vientos Alisios
inundaciones. Las primeras colonias
humanas que se asentaron en la
costa Pacífico de América del Sur
documentaron algunos de los efectos
ocasionados por "El Niño", fue así
como uno de los primeros registros
escritos en base a los cuales se puede
tener evidencia indirecta de la
manifestación de "El Niño" se
atribuyen al conquistador español
Francisco Pizarro, quien reportó que
el año 1525 fue un año de fuertes
lluvias para Sudamérica, lo que se
del océano Pacífico o invierten
completamente su di rección,
soplando de oeste a este (Fig. 1).
Cuando la presión atmosférica
aumenta en el lado este del Pacífico (y
desciende en el lado oeste), se dice
que la Oscilación del Sur ( OS) está en
su fase positiva. Por el contrario,
cuando la variación de la presión
Presión Atmosférica
Ecuador
120°E 80°W
CONDICIÓN "MEDIA”
Capa oceánica superficial cálida(pobre en nutrientes)
Capa oceánica subsuperficial fría(rica en nutrientes)
Su
rgen
cia
alde C de W
alker
CONDICIÓN "EL NIÑO"
Ecuador
120°E 80°W
Ecuador
120°E 80°W
Capa oceánica superficial cálida(pobre en nutrientes)
Capa oceánica subsuperficial fría(rica en nutrientes)
Celda de Wa
lker
Celd
a de
Walker
Fig. 1: Modelo de viento, precipitación y temperatura del mar en condición “MEDIA” y “El NIÑO”.
cálida de un ciclo ENOS. En ese caso,
la onda Kelvin se propagará hasta
chocar con la costa del continente
Americano (Fig. 2), transportando
energía hacia el este y produciendo
profundización de la termoclina,
aumento del nivel del mar e
incrementos en los valores de
temperatura superficial del mar
(TSM) entre otros factores. Una vez
en la costa, la onda Kelvin se dividirá
en una onda Rossby que se reflejará
hacia el oeste y en dos nuevas ondas
Kelvin que viajarán atrapadas a la
costa en dirección hacia los polos.
Onda KelvinEcuatorial
300 Km
50 Km
20º N
15º
15º
10º
10º
20ºS
5º
5º
0º
Costa
50 Km
Onda KelvinCostera
Onda KelvinCostera
Onda RossbyRefelejada
Fig. 2: Modelo de Ondas en el ecuador.
Temperatura Superficial
del Mar y Termoclina
A lo largo del ecuador, el océano
tropical está compuesto por tres
capas : una somera que se
caracteriza por ser cálida y bien
mezclada; otra profunda, fría y
estratificada, y entre estas capas una
zona de transición denominada
“termoclina”, donde la temperatura
del agua disminuye bruscamente con
la profundidad. La termoclina se
localiza al oeste del Pacífico
ecuatorial, aproximadamente a 200
124 125
la costa (ondas de Kelvin). (Fig. 7) Una vez que estas ondas arriban a las costas del Pacífico Sudoriental producen una
profundización de la termoclina, una elevación del nivel del mar, un aumento en la temperatura superficial del mar y flujos de
corrientes hacia el polo. Un evento El Niño termina cuando se reestablecen las condiciones, se eleva la termoclina en el Pacífico
Sudoriental, disminuye el nivel del mar y las aguas inician un proceso de enfriamiento. En consecuencia aguas superficiales
más frías en el Pacífico oriental incrementan el gradiente de presión atmosférico este-oeste, se intensifican los vientos Alisios y
el proceso de surgencia ecuatorial. Esta interacción océano-atmósfera pone término a las condiciones El Niño, iniciando un
período normal o, la intensificación de estas condiciones pueden ser el precursor de La Niña.
Fig. 5: Temperatura del mar en el océano Pacífico Ecuatorial durante una condición “Media”. (Fuente: NOAA/PMEL/TAO).
Figura 5
Fig. 6: Temperatura del mar en el océano Pacífico Ecuatorial durante una condición “El Niño”. (Fuente: NOAA/PMEL/TAO).
Figura 6
128
Líi
na a de
nea magi ri l ecuador
na d
Línea imagi ria el ecuador
Fig. 7: Proceso de inicio de onda Kelvin y su desplazamiento desde el oeste del Pacífico hacia la zona costera del Ecuador.
Comentarios
Referencias
Con respecto a la predicción de un evento El Niño, las investigaciones aun buscan comprender mejor este fenómeno y las
interacciones existentes entre la atmósfera y el océano. Para ello, se han desarrollado diversos modelos numéricos y
estadísticos de la atmósfera y del océano los cuales están siendo utilizados en combinación con datos de satélite. El
principal objetivo de este tipo de estudios es la predicción de futuros eventos ENOS para llegar a advertir a tiempo a los
agricultores, pescadores y a la sociedad en general de sus posibles efectos, pudiendo así minimizar los daños y aprovechar
sus potenciales beneficios.
BELLO, M., Mª A. BARBIERI, L. SOTO & S. SALINAS. 2004. Surgencia costera en la zona central de Chile, durante el ciclo
El Niño/La Niña (1997-99). En: S. Avaria, J. Carrasco, J. Rutllant & E. Yáñez (Eds.). El Niño-La Niña 1997-2000. Sus
Efectos en Chile, CONA, Valparaíso, pp. 77-94.
CAPEL, J. 1999. “El Niño” y el sistema climático terrestre. Editorial Ariel, S.A. Barcelona, Primera Edición, 154 pp.
ENFIELD, D. B. 1989. El Niño, Past and Present. Reviews of Geophysics, 27: 159-87.
GLANTZ, M. 1996. Corrientes de Cambio: El Impacto de “El Niño” sobre el Clima y la Sociedad. Cambridge University Press,
Estados Unidos, 141 pp.
Ondas Kelvin Ecuatoriales
Ondas Kelvin Costeras
Figura 7
Cambio en los vientos
129
la costa (ondas de Kelvin). (Fig. 7) Una vez que estas ondas arriban a las costas del Pacífico Sudoriental producen una
profundización de la termoclina, una elevación del nivel del mar, un aumento en la temperatura superficial del mar y flujos de
corrientes hacia el polo. Un evento El Niño termina cuando se reestablecen las condiciones, se eleva la termoclina en el Pacífico
Sudoriental, disminuye el nivel del mar y las aguas inician un proceso de enfriamiento. En consecuencia aguas superficiales
más frías en el Pacífico oriental incrementan el gradiente de presión atmosférico este-oeste, se intensifican los vientos Alisios y
el proceso de surgencia ecuatorial. Esta interacción océano-atmósfera pone término a las condiciones El Niño, iniciando un
período normal o, la intensificación de estas condiciones pueden ser el precursor de La Niña.
Fig. 5: Temperatura del mar en el océano Pacífico Ecuatorial durante una condición “Media”. (Fuente: NOAA/PMEL/TAO).
Figura 5
Fig. 6: Temperatura del mar en el océano Pacífico Ecuatorial durante una condición “El Niño”. (Fuente: NOAA/PMEL/TAO).
Figura 6
128
Línea imna ia de ec dor
agi r l ua
Línea ina a de c
magi ri l e uador
Fig. 7: Proceso de inicio de onda Kelvin y su desplazamiento desde el oeste del Pacífico hacia la zona costera del Ecuador.
Comentarios
Referencias
Con respecto a la predicción de un evento El Niño, las investigaciones aun buscan comprender mejor este fenómeno y las
interacciones existentes entre la atmósfera y el océano. Para ello, se han desarrollado diversos modelos numéricos y
estadísticos de la atmósfera y del océano los cuales están siendo utilizados en combinación con datos de satélite. El
principal objetivo de este tipo de estudios es la predicción de futuros eventos ENOS para llegar a advertir a tiempo a los
agricultores, pescadores y a la sociedad en general de sus posibles efectos, pudiendo así minimizar los daños y aprovechar
sus potenciales beneficios.
BELLO, M., Mª A. BARBIERI, L. SOTO & S. SALINAS. 2004. Surgencia costera en la zona central de Chile, durante el ciclo
El Niño/La Niña (1997-99). En: S. Avaria, J. Carrasco, J. Rutllant & E. Yáñez (Eds.). El Niño-La Niña 1997-2000. Sus
Efectos en Chile, CONA, Valparaíso, pp. 77-94.
CAPEL, J. 1999. “El Niño” y el sistema climático terrestre. Editorial Ariel, S.A. Barcelona, Primera Edición, 154 pp.
ENFIELD, D. B. 1989. El Niño, Past and Present. Reviews of Geophysics, 27: 159-87.
GLANTZ, M. 1996. Corrientes de Cambio: El Impacto de “El Niño” sobre el Clima y la Sociedad. Cambridge University Press,
Estados Unidos, 141 pp.
Ondas Kelvin Ecuatoriales
n
n
Odas Kelvi Costeras
Figura 7
Cambio en los vientos
129
KILADIS G. N., & H. F. DÍAZ, 1989: Global climatic anomalies associated with extremes in the Southern Oscillation. J.
Climate, 2, 1.069-1.090.
MATURANA, J., M. BELLO & M. MANLEY. 2004. Antecedentes históricos y descripción del fenómeno EL Niño-Oscilación
del Sur. En: S. Avaria, J. Carrasco, J. Rutllant & E. Yáñez (Eds.). El Niño-La Niña 1997-2000. Sus Efectos en Chile,
CONA, Valparaíso, pp. 13-27.
Mc PHADEN, M. 1999. Genesis and Evolution of the 1997-98 El Niño. Science, 283: 950-954.
MCPHADEN, M. 2001. El Niño and La Niña: causes and global consequences. En: M. Cracken & J. Perry (ed). Encyclopedia
of global environmental change, 1, John Wiley & Sons, New York, pp. 353-370.
NOAA/PMEL/TAO. El Niño Theme Page. www.pmel.noaa.gov/tao/elnino/nino-home.html, revisado el 10 diciembre de
2004.
PHILANDER, S. G. 1989. El Niño, La Niña and the Southern Oscillation. International Geophysics series. Academic Press,
Inc. Vol. 46, 293 pp.
RUTLLANT, J. & H. FUENZALIDA. 1991. Synoptic Aspects of the Central Chile Rainfall Variability associated with the
Southern Oscillation. International Journal of Climatology, 11: 63-76.
VOITURIEZ, B. & G. JACQUES. 2000. El Niño: Realidad y Ficción, UNESCO, Francia, 142 pp.
130
1Oceanógrafo. Sección Estudios Ambientales.2Teniente 2º Oficial Hidrógrafo-Oceanógrafo.
CRUCERO OCEANOGRÁFICO HIDRATOS DE GAS AÑO 2004
1Jenny Maturana A.
2Juan Pablo Olivares A.
orden de 1 a 3 °C, mientras que, para
los de origen termogénico se nece-
sitan presiones sobre los 2000 me-
tros de profundidad y temperaturas
que excedan los 100 °C.
De esta manera cuando los
sedimentos cumplen con las
condiciones adecuadas, el agua que
inunda los poros de los sedimentos
atrapa al metano existente, de forma
que éste se asocia con el agua y
genera un compuesto sólido en forma
de hielo conocido comúnmente como
“hidrato de gas”.
Antecedentes
Los hidratos de gas constituyen una
fuente de energía alternativa de gran
proyección mundial, con reservas
estimadas que prácticamente
duplican las reservas convencionales
actualmente reconocidas, como
petróleo, carbón y gas natural.
Contienen una mezcla de gases, de
entre los cuales el metano es el que
se presenta en mayor proporción, por
ello se les conoce también como
hidratos de metano o hidratos de gas
metano.
Los hidratos de gas se forman por
descomposición bacteriana de
materia orgánica en condiciones
anóxicas dentro de los sedimentos
marinos (origen biogénico), o bien
por descomposición térmica de
h i d r o c a r b u r o s a g r a n d e s
profundidades dentro de las cuencas
sedimentarias (origen termogénico),
en ambos casos se requiere de
ciertas condiciones de presión y
temperatura adecuadas. Para los de
origen biogénico se necesitan
presiones sobre los 200 metros de
profundidad y temperaturas bajas del
Sedimentos de hidratos de gas a lo largo de los márgenes continentales.
Depósitos de hidratos de gas en las regiones de permafrost.
Fuente: World Oil EL PAIS
Fig. 1: Depósitos de Hidratos de Gas en el Mundo.
131
ODP 1234 ODP 1235
PC5PC6
PC4
Margen de Chile DTAGS CH03.2
Shot Point
PC7?
POSIBLEPUNTO DEHIDRATO
Tw
o-w
ay
Tim
eF
rom
Su
rfa
ce (
s)
0
1.5
1.0
5 10
GRADIENTE TÉRMICO (mk/m)
(Grevemeyer et al 2003)
Distance (Km)
BSR
(This line and DanishHigs-Res. Surface-Tow)
El área de trabajo elegida para la
realización de este crucero fue la zona
comprendida entre los 36° y 40° de
latitud S y desde la costa hasta los 74°
de longitud W (Fig. 2), esto debido a
que durante los dos años de estudios
previos, se realizaron perfiles
sísmicos en esa región, los cuales
mostraban características del
subsuelo marino y la evidencia de un
Bottom Simulating Reflector (BSR),
reflector sísmico o “eco” que
usualmente está asociado a la
presencia de hidratos de gas (Fig. 3).
El principal objetivo de esta inves-
tigación fue detectar y caracterizar los
hidratos de gas existentes en el
margen continental chileno. Para ello
se realizaron mediciones con equipos
oceanográficos tales como, Pistón
Corer, Sonda de Flujo de Calor, Red
Agazziz, Roseta oceanográfica y
CTD.
Durante el crucero participó personal
científico multidisciplinario (geofí-
sicos, geoquímicos, biogeoquímicos,
microbió logos, oceanógrafos,
biólogos marinos e ingenieros), perte-
necientes a las siguientes institu-
ciones: Naval Research Laboratory
(NRL), Pontificia Universidad Católica
de Valparaíso (PUCV), Universidad
de Concepción (UDEC) y el Servicio
Hidrográfico y Oceanográfico de la
Armada de Chile.
Actualmente se conoce que la
mayoría de los hidratos de gas se
concentran en los márgenes
continentales, donde las aguas ricas
en nutrientes descargan residuos
orgánicos que se acumulan rápida-
mente en el sedimento para que las
bacterias los conviertan en metano, y
también en las regiones polares,
específicamente en las zonas de
“permafrost” del Ártico (Fig. 1).
Algunos de los países que están
desarrollando investigaciones sobre
hidratos de gas son Japón, India,
Estados Unidos, Canadá, Noruega y
Rusia. Chile no es la excepción, ya
que desde el año 2002 los estudios
realizados en el marco del Proyecto
FONDEF D00I1104 “Hidratos de Gas
Submarinos, una nueva fuente de
energía para el siglo XXI”, liderado por
la Pontifica Universidad Católica de
Valparaíso, han permitido identificar la
presencia de este importante recurso
frente a nuestras costas.
Entre el 7 y el 23 de octubre de 2004,
se realizó la tercera etapa del
P royec to “H id ra tos de Gas
Submarinos, una nueva fuente de
energía para el siglo XXI”, a través de
la realización de un crucero de
investigación oceanográfica a bordo
del AGOR “Vidal Gormaz”. Esta etapa
fue financiada por la Office of Naval
Research (ONR) de la Marina de los
Estados Unidos de Norteamérica y se
realizó en conjunto con la Pontifica
Universidad Católica de Valparaíso
(PUCV), el SHOA y otras instituciones
nacionales y extranjeras.
Introducción
Resultados
La mayoría de los muestreos se realizaron al NW de Concepción a 30 millas
náuticas de la costa frente a la desembocadura del río Itata en la Octava región.
Allí se obtuvieron muestras del fondo marino y de la columna de agua en distintos
puntos dentro del margen continental (Fig. 4).
-73º 42` -73º 41` -73º 40` -73º 39` -73º 38` -73º 37` -73º 36` -73º 35` -73º 34` -73º 33` -73º 32`
-73º 42` -73º 41` -73º 40` -73º 39` -73º 38` -73º 37` -73º 36` -73º 35` -73º 34` -73º 33` -73º 32`
-36º 08`
-36º 09`
-36º 10`
-36º 11`
-36º 12`
-36º 13`
-36º 14`
-36º 08`
-36º 09`
-36º 10`
-36º 11`
-36º 12`
-36º 13`
-36º 14`
-73º 44` -73º 43` -73º 42` -73º 41` -73º 40`
-73º 44` -73º 43` -73º 42` -73º 41` -73º 40`
-36º 21`
-36º 22`
-36º 23`
-36º 24`
-36º 21`
-36º 22`
-36º 23`
-36º 24`
Fig. 3: Perfil sísmico que muestra la presencia de un BSR en el margen de Chile.Fig. 4: Área geográfica donde se obtuvieron la mayoría de las muestras del fondo marino durante el
Crucero Oceanográfico Hidratos de Gas 2004.
Fig. 2: Área de Estudio, Crucero Oceanográfico Hidratos de Gas 2004.
36ºS
30`
37ºS
Concepción
Talcahuano
Golfode
Arauco
IslaMocha
Pto. Saavedra
Toltel
38ºS
39ºS
30`
30`
30`24` 12` 48` 36` 24` 12` 48`
73ºW74ºW 36`
36ºS
30`
37ºS
Concepción
Talcahuano
Golfode
Arauco
IslaMocha
Pto. Saavedra
Toltel
38ºS
39ºS
30`
30`
30`24` 12` 48` 36` 24` 12` 48`
73ºW74ºW 36`
132 133
ODP 1234 ODP 1235
PC5PC6
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Margen de Chile DTAGS CH03.2
Shot Point
PC7?
POSIBLEPUNTO DEHIDRATO
Tw
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0
1.5
1.0
5 10
GRADIENTE TÉRMICO (mk/m)
(Grevemeyer et al 2003)
Distance (Km)
BSR
(This line and DanishHigs-Res. Surface-Tow)
El área de trabajo elegida para la
realización de este crucero fue la zona
comprendida entre los 36° y 40° de
latitud S y desde la costa hasta los 74°
de longitud W (Fig. 2), esto debido a
que durante los dos años de estudios
previos, se realizaron perfiles
sísmicos en esa región, los cuales
mostraban características del
subsuelo marino y la evidencia de un
Bottom Simulating Reflector (BSR),
reflector sísmico o “eco” que
usualmente está asociado a la
presencia de hidratos de gas (Fig. 3).
El principal objetivo de esta inves-
tigación fue detectar y caracterizar los
hidratos de gas existentes en el
margen continental chileno. Para ello
se realizaron mediciones con equipos
oceanográficos tales como, Pistón
Corer, Sonda de Flujo de Calor, Red
Agazziz, Roseta oceanográfica y
CTD.
Durante el crucero participó personal
científico multidisciplinario (geofí-
sicos, geoquímicos, biogeoquímicos,
microbió logos, oceanógrafos,
biólogos marinos e ingenieros), perte-
necientes a las siguientes institu-
ciones: Naval Research Laboratory
(NRL), Pontificia Universidad Católica
de Valparaíso (PUCV), Universidad
de Concepción (UDEC) y el Servicio
Hidrográfico y Oceanográfico de la
Armada de Chile.
Actualmente se conoce que la
mayoría de los hidratos de gas se
concentran en los márgenes
continentales, donde las aguas ricas
en nutrientes descargan residuos
orgánicos que se acumulan rápida-
mente en el sedimento para que las
bacterias los conviertan en metano, y
también en las regiones polares,
específicamente en las zonas de
“permafrost” del Ártico (Fig. 1).
Algunos de los países que están
desarrollando investigaciones sobre
hidratos de gas son Japón, India,
Estados Unidos, Canadá, Noruega y
Rusia. Chile no es la excepción, ya
que desde el año 2002 los estudios
realizados en el marco del Proyecto
FONDEF D00I1104 “Hidratos de Gas
Submarinos, una nueva fuente de
energía para el siglo XXI”, liderado por
la Pontifica Universidad Católica de
Valparaíso, han permitido identificar la
presencia de este importante recurso
frente a nuestras costas.
Entre el 7 y el 23 de octubre de 2004,
se realizó la tercera etapa del
P royec to “H id ra tos de Gas
Submarinos, una nueva fuente de
energía para el siglo XXI”, a través de
la realización de un crucero de
investigación oceanográfica a bordo
del AGOR “Vidal Gormaz”. Esta etapa
fue financiada por la Office of Naval
Research (ONR) de la Marina de los
Estados Unidos de Norteamérica y se
realizó en conjunto con la Pontifica
Universidad Católica de Valparaíso
(PUCV), el SHOA y otras instituciones
nacionales y extranjeras.
Introducción
Resultados
La mayoría de los muestreos se realizaron al NW de Concepción a 30 millas
náuticas de la costa frente a la desembocadura del río Itata en la Octava región.
Allí se obtuvieron muestras del fondo marino y de la columna de agua en distintos
puntos dentro del margen continental (Fig. 4).
-73º 42` -73º 41` -73º 40` -73º 39` -73º 38` -73º 37` -73º 36` -73º 35` -73º 34` -73º 33` -73º 32`
-73º 42` -73º 41` -73º 40` -73º 39` -73º 38` -73º 37` -73º 36` -73º 35` -73º 34` -73º 33` -73º 32`
-36º 08`
-36º 09`
-36º 10`
-36º 11`
-36º 12`
-36º 13`
-36º 14`
-36º 08`
-36º 09`
-36º 10`
-36º 11`
-36º 12`
-36º 13`
-36º 14`
-73º 44` -73º 43` -73º 42` -73º 41` -73º 40`
-73º 44` -73º 43` -73º 42` -73º 41` -73º 40`
-36º 21`
-36º 22`
-36º 23`
-36º 24`
-36º 21`
-36º 22`
-36º 23`
-36º 24`
Fig. 3: Perfil sísmico que muestra la presencia de un BSR en el margen de Chile.Fig. 4: Área geográfica donde se obtuvieron la mayoría de las muestras del fondo marino durante el
Crucero Oceanográfico Hidratos de Gas 2004.
Fig. 2: Área de Estudio, Crucero Oceanográfico Hidratos de Gas 2004.
36ºS
30`
37ºS
Concepción
Talcahuano
Golfode
Arauco
IslaMocha
Pto. Saavedra
Toltel
38ºS
39ºS
30`
30`
30`24` 12` 48` 36` 24` 12` 48`
73ºW74ºW 36`
36ºS
30`
37ºS
Concepción
Talcahuano
Golfode
Arauco
IslaMocha
Pto. Saavedra
Toltel
38ºS
39ºS
30`
30`
30`24` 12` 48` 36` 24` 12` 48`
73ºW74ºW 36`
132 133
Las muestras de sedimentos se recolectaron utilizando un Piston Corer, o sacatestigo cilíndrico de 3 m de longitud, el cual era
enterrado en el fondo marino por medio de un cable liberado desde el buque. Una vez en cubierta se seccionaba la muestra
de sedimento en pedazos de menor tamaño (20, 30 y 50 cm) para luego ser sometidos a distintos análisis químicos de
laboratorio, entre ellos porosidad, nutrientes (nitritos, nitratos, silicatos), metales trazas (cobre, cadmio, zinc), ADN bacterial y
otros.
Por otra parte, se recolectaron muestras biológicas utilizando una red Agazziz, con el fin de detectar organismos asociados a
la presencia de metano. Ésta era arrastrada por el fondo marino por aproximadamente 45 minutos. Una vez en cubierta los
organismos eran seleccionados para su posterior identificación y análisis.
134
Fragmentos de conchas, brechas y chimeneas carbonatadas recolectadas durante el Crucero Oceanográfico Hidratos de Gas 2004. Estos materiales muestran la evidencia de la actividad microbiológica asociada con la oxidación anaeróbica del metano dentro del sedimento.
El día 11 de octubre de 2004, aproximadamente a 850 m de profundidad, fue encontrado el primer organismo vivo de una especie nueva de “Calyptogena”, un bivalvo asociado a los sectores del suelo marino con hidratos de gas.
El Sr. Director del SHOA, CN. Roberto Garnham P., junto a los científicos Sr. Javier Sellanes (Universidad de Concepción) y Juan Díaz (Pontificia Universidad Católica de Valparaíso).
135
Las muestras de sedimentos se recolectaron utilizando un Piston Corer, o sacatestigo cilíndrico de 3 m de longitud, el cual era
enterrado en el fondo marino por medio de un cable liberado desde el buque. Una vez en cubierta se seccionaba la muestra
de sedimento en pedazos de menor tamaño (20, 30 y 50 cm) para luego ser sometidos a distintos análisis químicos de
laboratorio, entre ellos porosidad, nutrientes (nitritos, nitratos, silicatos), metales trazas (cobre, cadmio, zinc), ADN bacterial y
otros.
Por otra parte, se recolectaron muestras biológicas utilizando una red Agazziz, con el fin de detectar organismos asociados a
la presencia de metano. Ésta era arrastrada por el fondo marino por aproximadamente 45 minutos. Una vez en cubierta los
organismos eran seleccionados para su posterior identificación y análisis.
134
Fragmentos de conchas, brechas y chimeneas carbonatadas recolectadas durante el Crucero Oceanográfico Hidratos de Gas 2004. Estos materiales muestran la evidencia de la actividad microbiológica asociada con la oxidación anaeróbica del metano dentro del sedimento.
El día 11 de octubre de 2004, aproximadamente a 850 m de profundidad, fue encontrado el primer organismo vivo de una especie nueva de “Calyptogena”, un bivalvo asociado a los sectores del suelo marino con hidratos de gas.
El Sr. Director del SHOA, CN. Roberto Garnham P., junto a los científicos Sr. Javier Sellanes (Universidad de Concepción) y Juan Díaz (Pontificia Universidad Católica de Valparaíso).
135
El principal hallazgo de esta investigación, fue la
obtención de la primera muestra de Pistón Corer con
“hidrato de gas metano” en Chile, realizada el día 17 de
octubre de 2004, a una profundidad aproximada de 800
metros. La estación oceanográfica desde donde se
obtuvo la muestra se encuentra aproximadamente a 30
millas náuticas de la costa al NW de Concepción.
Conclusión
La confirmación de la existencia de los hidratos de
gas en las costas de Chile, adquiere una particular
relevancia estratégica, dada la escasez de
recursos energéticos fósiles propios. De esta
manera, el gas asociado a los hidratos representa
una fuente potencial de energía, en consecuencia,
su investigación es fundamental para el desarrollo
futuro de nuestro país.
136
como un importante foco de
surgencia (Fonseca & Farías, 1987) a
lo largo del borde occidental de la
bahía de Tongoy, donde el viento
característico asociado proviene del
S. además, esta característica
también ha sido reportada por otros
autores, como Pizarro (1991),
Montecinos (1991), Bilbao (1992),
Jara (1992), Rutllant (1994b).
Se ha reconocido que el esfuerzo del
viento sobre la superficie del mar, es
una de las principales fuerzas
manejadoras de la circulación de
aguas someras en el océano costero.
Esta acción afecta directamente, a
través de la fricción interna, al
movimiento de una delgada capa
superficial. El apilamiento de agua
contra la costa, que genera
diferencias de nivel con el agua más
oceánica, y con esto un gradiente
presión considerable, es otro efecto
del viento sobre la superficie del mar.
Introducción
El área de estudio en Chile Central
está bajo la acción del Anticiclón del
Pacífico Sudoriental, que es el
principal agente modulador de las
condiciones atmosféricas de la
región. En términos generales, en la
región costera de Chile central, desde
octubre a abril predominan los vientos
SW, el resto del tiempo se hacen más
frecuentes los temporales, donde el
viento viene desde el NW. En ambos
casos, éstos vienen del océano,
desde centros de presión que se
generan a miles de kilómetros de
distancia de la costa.
Los vientos en el norte y centro de
Chile, se caracterizan por una
dominancia de vientos sur y suroeste
( vientos del S y SW), con un aumento
en invierno en la frecuencia de
vientos N asociados a sistemas
frontales. El sector ubicado al norte
del río Limarí hasta punta Lengua de
Vaca (30° 19' S), ha sido identificado
CARACTERIZACIÓN DEL RÉGIMEN
DE VIENTOS COSTEROS EN CHILE
CENTRAL
Claudia Valenzuela Cuevas*
*Oceanógrafo. Jefe del Programa Mareas
La respuesta de estas fuerzas es
controlada esencialmente por la
inercia de las masas de agua, con la
rotación de la Tierra jugando un
importante rol (Csanady, 1982).
137
30°
Valparaíso
Coquimbo
Caldera
Talcahuano
75° W 70°
35°S
0m
300
m
4000
00
m0
5500
m0
m0
02
0
10
m00
Fig. 1: Área de estudio, ubicación de las estaciones de medición de vientos ( ).
En esta investigación, se analizan las
principales características de la
variabilidad del viento en regiones
costeras de Chile central, entre 1991
y 1995, identificando los procesos
que podrían ejercer mayor influencia
en el comportamiento del viento en la
región.
Se analizaron series de tiempo de
viento, en el área comprendida entre
La Serena y Talcahuano, desde no-
viembre de 1991 hasta agosto de
1995 ( Fig. 1). La data de viento co-
rresponde a la intensidad y dirección
del viento registrada a las 0, 12, y 18 h
en estaciones meteorológicas de las
localidades de La Serena, Punta
Ángeles (Valparaíso) y Carriel Sur
(Talcahuano), la que fue propor-
cionada por la Dirección Meteo-
rológica de Chile (DMC).
Metodología
La dirección del viento se corrigió de
acuerdo a la desviación magnética
del lugar para ser referida al norte
geográfico, y se eliminó la tendencia
secular de la serie. Posteriormente,
se realizó la descomposición del
vector en los ejes de máxima y
mínima varianza, para así obtener las
componentes “u” y “v” y filtrarlas con
un filtro Coseno-Lanczos, de 121
pesos, eliminando con esto las
fluctuaciones de alta frecuencia.
Se calculó el autoespectro (o
densidad autoespectral) del viento,
que se utilizó para analizar la
contribución de las oscilaciones —en
términos de varianza o energía—
asociadas a cada frecuencia en las
distintas estaciones. El cálculo de la
densidad autoespectral se realizó de
acuerdo a la metodología sugerida
por Bendat & Piersol (1971).
Resultados
Los ángulos de rotación con respecto
al norte geográfico, y el porcentaje de
varianza explicado por cada una de
las componentes referidas a dichos
ejes, se encuentran en la (Tabla I).
El eje de máxima variabilidad de los
vientos en todas las estaciones
durante el período de estudio,
presentó una inclinación hacia el E
del N, lo que se ajusta a la dirección
predominante de los vientos en el
área de estudio que fue SW (es decir,
los vientos provienen principalmente
del SW). Una vez que se realizó la
descomposición vectorial de acuerdo
a dicha orientación, la componente
“v” representó alrededor del 70% de
la varianza total del viento en cada
localidad (Tabla I).
El análisis de estadística básica del
viento, presentado en la Tabla II para
las componentes u y v, reveló que en
Talcahuano se registraron los vientos
más i n tensos y con mayor
variabilidad, situación inversa se
presentó en La Serena. Los valores
positivos en la Tabla II, indican vientos
procedentes del norte y negativos
vientos del sur.
La evolución temporal del viento, se
aprecia en la Fig. 2 en que el vector se
graficó con información filtrada para
eliminar las altas frecuencias (en la
figura se presentó el diagrama de
vectores rotados con respecto al eje
de máxima varianza).
Se observó que el forzante
atmosférico presentó fluctuaciones
con períodos del orden de 1 año, es
decir, un ciclo estacional, en el cual
entre primavera y verano se
intensificaron los vientos S-SW. A
mediados de año, es decir entre abril
y agosto aproximadamente, no sólo
disminuyó la ocurrencia de vientos
S-SW, sino que también lo hizo la
intensidad de éstos. Asociado con
este hecho, aumentó la frecuencia de
los vientos con componente N,
llegando a ser en ciertas ocasiones
tan intensos como los episodios
S-SW anteriormente descritos.
En lo que respecta a la estabilidad
temporal del viento en las direcciones
más características estacionalmente,
cabe destacar que hubo una mayor
variabilidad en la dirección de los
vientos N que en las fases de vientos S.
En La Serena, durante los años 1994 y
1995, los eventos de viento S fueron
levemente más intensos que en 1992 y
1993, presentando además una mayor
persistencia en el tiempo, mientras que
en Valparaíso, los vientos más intensos
se observaron entre agosto de 1994 y
enero de 1995. Los eventos de viento
N, presentaron ciertas diferencias en el
área de estudio. En La Serena éstos
ocurrieron prácticamente sólo en otoño
e invierno, mientras que en Valparaíso
y en Talcahuano, se manifestaron a lo
largo de todo el período de estudio, con
Tabla I. Ángulo de inclinación de los ejes de máxima y mínima varianza (ángulos hacia el este del norte geográfico) y porcentaje de varianza explicado por cada componente para las estaciones de La Serena, Valparaíso y Talcahuano.
Estación
La Serena
Valparaíso
Talcahuano
Rotación ejes(°)
21,30
18,51
19,47
U(%)
26,22
25,24
30,93
V(%)
73,78
74,76
69,07
Fig. 2: Representación vectorial (diagrama de trazos) del viento medido en La Serena, Valparaíso y Talcahuano. Líneas indican la dirección desde donde viene el viento. El gráfico se construyó con promedios diarios del viento filtrado (con Coseno-Lanczos).
138 139
En esta investigación, se analizan las
principales características de la
variabilidad del viento en regiones
costeras de Chile central, entre 1991
y 1995, identificando los procesos
que podrían ejercer mayor influencia
en el comportamiento del viento en la
región.
Se analizaron series de tiempo de
viento, en el área comprendida entre
La Serena y Talcahuano, desde no-
viembre de 1991 hasta agosto de
1995 ( Fig. 1). La data de viento co-
rresponde a la intensidad y dirección
del viento registrada a las 0, 12, y 18 h
en estaciones meteorológicas de las
localidades de La Serena, Punta
Ángeles (Valparaíso) y Carriel Sur
(Talcahuano), la que fue propor-
cionada por la Dirección Meteo-
rológica de Chile (DMC).
Metodología
La dirección del viento se corrigió de
acuerdo a la desviación magnética
del lugar para ser referida al norte
geográfico, y se eliminó la tendencia
secular de la serie. Posteriormente,
se realizó la descomposición del
vector en los ejes de máxima y
mínima varianza, para así obtener las
componentes “u” y “v” y filtrarlas con
un filtro Coseno-Lanczos, de 121
pesos, eliminando con esto las
fluctuaciones de alta frecuencia.
Se calculó el autoespectro (o
densidad autoespectral) del viento,
que se utilizó para analizar la
contribución de las oscilaciones —en
términos de varianza o energía—
asociadas a cada frecuencia en las
distintas estaciones. El cálculo de la
densidad autoespectral se realizó de
acuerdo a la metodología sugerida
por Bendat & Piersol (1971).
Resultados
Los ángulos de rotación con respecto
al norte geográfico, y el porcentaje de
varianza explicado por cada una de
las componentes referidas a dichos
ejes, se encuentran en la (Tabla I).
El eje de máxima variabilidad de los
vientos en todas las estaciones
durante el período de estudio,
presentó una inclinación hacia el E
del N, lo que se ajusta a la dirección
predominante de los vientos en el
área de estudio que fue SW (es decir,
los vientos provienen principalmente
del SW). Una vez que se realizó la
descomposición vectorial de acuerdo
a dicha orientación, la componente
“v” representó alrededor del 70% de
la varianza total del viento en cada
localidad (Tabla I).
El análisis de estadística básica del
viento, presentado en la Tabla II para
las componentes u y v, reveló que en
Talcahuano se registraron los vientos
más i n tensos y con mayor
variabilidad, situación inversa se
presentó en La Serena. Los valores
positivos en la Tabla II, indican vientos
procedentes del norte y negativos
vientos del sur.
La evolución temporal del viento, se
aprecia en la Fig. 2 en que el vector se
graficó con información filtrada para
eliminar las altas frecuencias (en la
figura se presentó el diagrama de
vectores rotados con respecto al eje
de máxima varianza).
Se observó que el forzante
atmosférico presentó fluctuaciones
con períodos del orden de 1 año, es
decir, un ciclo estacional, en el cual
entre primavera y verano se
intensificaron los vientos S-SW. A
mediados de año, es decir entre abril
y agosto aproximadamente, no sólo
disminuyó la ocurrencia de vientos
S-SW, sino que también lo hizo la
intensidad de éstos. Asociado con
este hecho, aumentó la frecuencia de
los vientos con componente N,
llegando a ser en ciertas ocasiones
tan intensos como los episodios
S-SW anteriormente descritos.
En lo que respecta a la estabilidad
temporal del viento en las direcciones
más características estacionalmente,
cabe destacar que hubo una mayor
variabilidad en la dirección de los
vientos N que en las fases de vientos S.
En La Serena, durante los años 1994 y
1995, los eventos de viento S fueron
levemente más intensos que en 1992 y
1993, presentando además una mayor
persistencia en el tiempo, mientras que
en Valparaíso, los vientos más intensos
se observaron entre agosto de 1994 y
enero de 1995. Los eventos de viento
N, presentaron ciertas diferencias en el
área de estudio. En La Serena éstos
ocurrieron prácticamente sólo en otoño
e invierno, mientras que en Valparaíso
y en Talcahuano, se manifestaron a lo
largo de todo el período de estudio, con
Tabla I. Ángulo de inclinación de los ejes de máxima y mínima varianza (ángulos hacia el este del norte geográfico) y porcentaje de varianza explicado por cada componente para las estaciones de La Serena, Valparaíso y Talcahuano.
Estación
La Serena
Valparaíso
Talcahuano
Rotación ejes(°)
21,30
18,51
19,47
U(%)
26,22
25,24
30,93
V(%)
73,78
74,76
69,07
Fig. 2: Representación vectorial (diagrama de trazos) del viento medido en La Serena, Valparaíso y Talcahuano. Líneas indican la dirección desde donde viene el viento. El gráfico se construyó con promedios diarios del viento filtrado (con Coseno-Lanczos).
138 139
agosto de 1995, mostraron una clara
señal estacional, que corresponde al
ciclo anual. El comportamiento de
tales vientos por tanto, se atribuyen
esencialmente a la respuesta frente a
cambios estacionales en la posición e
intensidad del Anticiclón Subtropical,
así como también al efecto termal del
continente. Por otra parte, la
variabilidad interanual del ciclo anual,
parece estar asociada con el ciclo de
los eventos de El Niño (Rutllant,
1982; Montecinos, 1991; Jara, 1992).
La señal anual observada en el área
de estudio, también ha sido notificada
para otras localidades, así como en
Arica, Antofagasta, Coquimbo y
Valparaíso, reportada por Pizarro
(1991), quien analizó promedios
mensuales de 1986. Montecinos
(1991), observó un ciclo anual
histórico estimado con un registro de
vientos de 30 años de duración, que
comprendió el período entre 1959 y
1988. Bilbao (1992) reafirmó la
ciéndose energéticas fluctuaciones
con períodos de alrededor de 5 días
(0,2 cpd), y presentándose niveles de
densidad espectral muy similares
entre sí. En Valparaíso, además del
pico espectral de 5 días, se produjo
un aumento de energía en torno a los
42 días, reflejando una componente
local de largo período.
Cabe destacar, que para las tres
localidades en todo el rango de
f recuenc ias de los cá lcu los
espectrales (excepto la banda de los
42 días), las curvas de la densidad
espectral fueron muy similares, y los
niveles de energía no variaron
grandemente de un lugar a otro.
Los vientos entre La Serena y
Talcahuano, en el período compren-
dido entre noviembre de 1991 y
Discusión
mayor intensidad y variabilidad en la
dirección en Talcahuano (Tabla II).
Aunque estos vientos estuvieron
presentes todo el año, es necesario
destacar que se mantuvieron más
débiles y menos frecuentes entre
primavera y verano, de acuerdo a la
señal estacional.
Para analizar las contribuciones
energéticas en el dominio de la
frecuencia, se calcularon los auto-
espectros con 14 grados de libertad
para las tres localidades, y se graficó 2 -2 -1
la densidad espectral (en m s cpd ).
De acuerdo a la longitud de las series,
a través de los cálculos espectrales
se resolvió un máximo de 174 días
(0,005742 cpd).
Como se observa en la Fig. 3, hubo
una consistencia espacial en las
fluctuaciones del campo de vientos,
tanto en La Serena, como en
Valparaíso y Talcahuano, produ-
2-2
-1
De
nsi
da
d e
sp
ectr
al (
m s
cp
d)
Período (d)
Frecuencia (cpd)
410
310
210
10
10
0.0 0.1 0.2 0.3
1
5 3,3
La Serena
Valparaíso
Talcahuano
periodicidad anual, ampliando la
zona de estudio, que comprendió las
estaciones de Arica, Antofagasta,
Coquimbo, Valparaíso y Talcahuano,
entre agosto de 1982 y agosto de
1983.
Dentro del ciclo anual, se observó
para La Serena, Valparaíso y
Talcahuano, que en el período de
estudio las fluctuaciones estacio-
nales se caracterizaron por una
predominancia de vientos S y SW en
primavera y verano, y de un aumento
en la frecuencia de ocurrencia de
vientos N y NE en otoño e invierno
(sin que dejen de estar presentes los
vientos SW). Los vientos más
intensos en las tres localidades se
registraron hacia fines de primavera y
comienzos de verano, lo cual es
señalado por Reyes & Romero (1977)
como un signo típico del ciclo anual.
Estos intensos vientos correspon-
dieron a eventos S (vientos hacia el
norte) en la zona de estudio, que han
sido reconocidos por su importante
aporte en porcentaje total de
frecuencia de todas las direcciones
(Fuenzalida, 1971).
No es extraño que en La Serena se
haya encontrado un predominio de
los vientos S, ya que el sector ubicado
al norte del río Limarí hasta punta
Lengua de Vaca, en las cercanías de
La Serena, ha sido identificado como
uno de los principales focos de
surgencia (Fonseca & Farías, 1987)
a lo largo del borde occidental de la
bahía de Tongoy, que como tal los
vientos característicos asociados son
los reportados, y de acuerdo a lo
encontrado por Pizarro (1991),
Montecinos (1991), Bilbao (1992),
Jara (1992), Rutllant (1994b). En
Valparaíso, el viento S se presentó en
forma persistente durante todo el
año, aunque con evidentes períodos
de intensificación y relajación, en
concordancia con la información
entregada por Pizarro (1991), Bilbao
(1992), y análogo al régimen de
vientos en los 30º S (Jara, 1992). Los
Estación
La Serena
Valparaíso
Talcahuano
Tabla II. Estadística básica para las componentes filtradas u y v del viento medido en las estaciones de La Serena, Valparaíso y Talcahuano.
Componente
UVUVUV
Promedio(m/s)
0,3-0,6-0,8-1,3-1,4-1,7
Máximo(m/s)
5,311,15,111,96,6
12,0
Mínimo(m/s)
-6,9-14,3-7,2
-15,1-7,8
-15,4
Desv. Estándar(m/s)
0,91,11,32,43,14,7
Fig. 3: Autoespectros de la componente “v” del viento medido en La Serena, Valparaíso, y Talcahuano.
140 141
agosto de 1995, mostraron una clara
señal estacional, que corresponde al
ciclo anual. El comportamiento de
tales vientos por tanto, se atribuyen
esencialmente a la respuesta frente a
cambios estacionales en la posición e
intensidad del Anticiclón Subtropical,
así como también al efecto termal del
continente. Por otra parte, la
variabilidad interanual del ciclo anual,
parece estar asociada con el ciclo de
los eventos de El Niño (Rutllant,
1982; Montecinos, 1991; Jara, 1992).
La señal anual observada en el área
de estudio, también ha sido notificada
para otras localidades, así como en
Arica, Antofagasta, Coquimbo y
Valparaíso, reportada por Pizarro
(1991), quien analizó promedios
mensuales de 1986. Montecinos
(1991), observó un ciclo anual
histórico estimado con un registro de
vientos de 30 años de duración, que
comprendió el período entre 1959 y
1988. Bilbao (1992) reafirmó la
ciéndose energéticas fluctuaciones
con períodos de alrededor de 5 días
(0,2 cpd), y presentándose niveles de
densidad espectral muy similares
entre sí. En Valparaíso, además del
pico espectral de 5 días, se produjo
un aumento de energía en torno a los
42 días, reflejando una componente
local de largo período.
Cabe destacar, que para las tres
localidades en todo el rango de
f recuenc ias de los cá lcu los
espectrales (excepto la banda de los
42 días), las curvas de la densidad
espectral fueron muy similares, y los
niveles de energía no variaron
grandemente de un lugar a otro.
Los vientos entre La Serena y
Talcahuano, en el período compren-
dido entre noviembre de 1991 y
Discusión
mayor intensidad y variabilidad en la
dirección en Talcahuano (Tabla II).
Aunque estos vientos estuvieron
presentes todo el año, es necesario
destacar que se mantuvieron más
débiles y menos frecuentes entre
primavera y verano, de acuerdo a la
señal estacional.
Para analizar las contribuciones
energéticas en el dominio de la
frecuencia, se calcularon los auto-
espectros con 14 grados de libertad
para las tres localidades, y se graficó 2 -2 -1
la densidad espectral (en m s cpd ).
De acuerdo a la longitud de las series,
a través de los cálculos espectrales
se resolvió un máximo de 174 días
(0,005742 cpd).
Como se observa en la Fig. 3, hubo
una consistencia espacial en las
fluctuaciones del campo de vientos,
tanto en La Serena, como en
Valparaíso y Talcahuano, produ-
2-2
-1
De
nsi
da
d e
sp
ectr
al (
m s
cp
d)
Período (d)
Frecuencia (cpd)
410
310
210
10
10
0.0 0.1 0.2 0.3
1
5 3,3
La Serena
Valparaíso
Talcahuano
periodicidad anual, ampliando la
zona de estudio, que comprendió las
estaciones de Arica, Antofagasta,
Coquimbo, Valparaíso y Talcahuano,
entre agosto de 1982 y agosto de
1983.
Dentro del ciclo anual, se observó
para La Serena, Valparaíso y
Talcahuano, que en el período de
estudio las fluctuaciones estacio-
nales se caracterizaron por una
predominancia de vientos S y SW en
primavera y verano, y de un aumento
en la frecuencia de ocurrencia de
vientos N y NE en otoño e invierno
(sin que dejen de estar presentes los
vientos SW). Los vientos más
intensos en las tres localidades se
registraron hacia fines de primavera y
comienzos de verano, lo cual es
señalado por Reyes & Romero (1977)
como un signo típico del ciclo anual.
Estos intensos vientos correspon-
dieron a eventos S (vientos hacia el
norte) en la zona de estudio, que han
sido reconocidos por su importante
aporte en porcentaje total de
frecuencia de todas las direcciones
(Fuenzalida, 1971).
No es extraño que en La Serena se
haya encontrado un predominio de
los vientos S, ya que el sector ubicado
al norte del río Limarí hasta punta
Lengua de Vaca, en las cercanías de
La Serena, ha sido identificado como
uno de los principales focos de
surgencia (Fonseca & Farías, 1987)
a lo largo del borde occidental de la
bahía de Tongoy, que como tal los
vientos característicos asociados son
los reportados, y de acuerdo a lo
encontrado por Pizarro (1991),
Montecinos (1991), Bilbao (1992),
Jara (1992), Rutllant (1994b). En
Valparaíso, el viento S se presentó en
forma persistente durante todo el
año, aunque con evidentes períodos
de intensificación y relajación, en
concordancia con la información
entregada por Pizarro (1991), Bilbao
(1992), y análogo al régimen de
vientos en los 30º S (Jara, 1992). Los
Estación
La Serena
Valparaíso
Talcahuano
Tabla II. Estadística básica para las componentes filtradas u y v del viento medido en las estaciones de La Serena, Valparaíso y Talcahuano.
Componente
UVUVUV
Promedio(m/s)
0,3-0,6-0,8-1,3-1,4-1,7
Máximo(m/s)
5,311,15,111,96,6
12,0
Mínimo(m/s)
-6,9-14,3-7,2
-15,1-7,8
-15,4
Desv. Estándar(m/s)
0,91,11,32,43,14,7
Fig. 3: Autoespectros de la componente “v” del viento medido en La Serena, Valparaíso, y Talcahuano.
140 141
eventos de viento S presentaron una
mayor variabilidad tanto en magnitud
como en dirección, lo que ya había
sido señalado por Bilbao (1992) para
dicha localidad con respecto a la
estación de Punta Lengua de Vaca
(Coquimbo). Esta similitud se
mantuvo al comparar con la estación
de La Serena, que fue utilizada en la
presente investigación. En Talca-
huano, al igual que La Serena y
Valparaíso, se observó persistencia
de vientos SW durante todo el año,
intensificándose y aumentando
notoriamente su frecuencia durante
primavera y verano. El predominio de
los eventos de viento SW en dicha
época, concuerda con los resultados
de Ahumada & Chuecas (1979),
quienes analizaron información entre
los años 1965 y 1973, determinando
además el incremento de ocurrencia
de los vientos N durante otoño e
invierno.
La evidente dominancia de los
vientos S en el área de estudio, se
debió a la influencia del Anticiclón
Subtropical del Pacífico Sur Oriental,
que a pesar de su gran persistencia
en el tiempo, no es un fenómeno
permanente (Rutllant, 1994b). La
zona se encuentra ubicada en las cer-
canías del límite norte que alcanzan
las perturbaciones de escala
sinóptica asociadas con el frente
polar, área que se encuentra bajo la
influencia del invierno austral. Estos
eventos originan ciclos de relajación
e intensificación de los vientos, que
se asocian a perturbaciones débiles
post frontales seguidas de bajas
costeras que se propagan hacia el sur
(Rutllant, 1994a).
Entre 1991 y 1995, la distribución de
energía en el dominio de la
frecuencia, reveló similar compo-
sición espectral entre La Serena,
Valparaíso y Talcahuano, donde
además las mayores energías se
concentraron hacia las bajas
frecuencias, percibiéndose un leve
incremento de ésta hacia el sur (Fig.
3). Este rasgo también se apreció en
los autoespectros de la componente
norte-sur del viento calculados por
Pizarro (1991) y Bilbao (1992), en las
respectivas localidades de estudio.
Una característica común en la zona
de interés, fue el aumento de la
varianza con picos en torno a los 5 y 2
días, evidenciando que no sólo la
variabilidad fue alta en las bajas
frecuencias, sino que también lo fue
en escalas de tiempo más cortas (Fig.
3). La presencia de fluctuaciones de
corto período es una característica de
los vientos costeros, ya que costa
afuera éstos tienden a ser más
intensos y persistentes en dirección,
encubriendo fluctuaciones menores,
lo cual ha sido comprobado frente a
punta Lengua de Vaca con medi-
ciones en tierra y en el océano
(Rutllant, 1993).
Esta situación está apoyada por los
estudios de Beardsley et al. (1987),
realizados con información colectada
en la componente de campo del
experimento CODE (Coastal Ocean
Dynamics Experiment) en California,
formulado para estudiar la surgencia
inducida por el viento con un conjunto
intensivo de experimentos de
pequeña escala. A su vez, estudios
realizados en Sud África revelan que
al menos entre Cape Point y Lüderitz
la intensidad del viento también
aumentó con la distancia desde la
costa (Kamstra, 1985).
Los even tos de v ien to con
periodicidad de 5 días encontrados
en el área de estudio, se atribuyeron a
la propagación de las bajas costeras,
que son perturbaciones atmosféricas
de escala sinóptica que viajan de
norte a sur en dicha banda de
frecuencia (Gill, 1982; Rutllant, 1993,
1994a, 1994b, Strub et al., 1996).
Estas ondas atmosféricas atrapadas
a la costa, se propagan hacia el sur
con velocidades de fase de 10 m/s
aproximadamente (Rutllant, 1994a;
Rutllant & Garreaud, 1995), y su
influencia se percibe entre los 20º -
25º S y los 37º S llegando ocasio-
nalmente hasta los 41º ó 42º S du-
rante el verano austral (Rutllant,
1994a). En Chile, las bajas costeras
se desarrollan entre la alta subtro-
pical hacia el oeste y un ciclón migra-
torio hacia el este, que progresa des-
pués de un frente frío hacia el noreste
sobre Argentina (Rutllant, 1994a).
En concordancia con los resultados
obtenidos en esta investigación,
Shaffer et al. (1997) para el período
entre noviembre de 1991 y noviembre
de 1992, detectaron incrementos de
energía en los autoespectros de vien-
to para la zona de Coquimbo en la
misma banda de frecuencia que en el
presente estudio, reconociendo que
gran parte de dicha variabilidad se
encontraba fuertemente asociada a
los eventos de viento de escala sinóp-
tica mencionados anteriormente.
La variabilidad del viento asociada al
régimen de las bajas costeras,
también ha sido reportada en otras
localidades. Es así como en la región
sur de Benguela, asociado al paso de
frentes fríos que modulan la
variabilidad del viento, se forman
bajas costeras a lo largo de la costa
oeste, moviéndose hacia el sur en
forma atrapada a la costa junto con la
progresión hacia el oeste del frente
frío.
Al comparar el régimen de las bajas
costeras con otras regiones geográ-
ficas en las cuales éstas se han
identificado —considerando los
resultados de esta investigación
como también los antecedentes
existentes al respecto—, se advirtió
que el caso chileno es muy similar al
sudafricano y contrario al nortea-
mericano. Los débiles vientos que se
producen en Chile y en Sudáfrica
detrás de la baja costera, se advierten
Conclusiones
Con los resultados de esta investigación, del área comprendida a lo largo de la costa entre La Serena y Talcahuano, y para el
período de noviembre de 1991 a agosto de 1995, se concluye lo siguiente:
1. La máxima variabilidad del viento, se presentó en dirección NE-SW, coincidente con los vientos predominantes del área,
representando alrededor del 70% de la varianza total del viento en cada localidad.
2. Los vientos más intensos y con mayor variabilidad se registraron en Talcahuano. La menor variabilidad y los vientos
menos intensos, se presentaron en La Serena.
3. El comportamiento del viento en la región, se encuentra altamente modulado por el ciclo anual, en asociación a la
influencia del Anticiclón Subtropical del Pacífico Sur Oriental.
4. Energéticas fluctuaciones del viento, con períodos cercanos a los cinco días, estuvieron presentes en toda el área de
estudio, evidenciando la presencia de “bajas costeras”.
en América del Norte delante de ella.
Los intensos eventos de vientos
asociados a las bajas costeras que se
producen en Chile ocurren justo antes
del paso de la perturbación frontal
(Rutllant, 1994a).
142 143
eventos de viento S presentaron una
mayor variabilidad tanto en magnitud
como en dirección, lo que ya había
sido señalado por Bilbao (1992) para
dicha localidad con respecto a la
estación de Punta Lengua de Vaca
(Coquimbo). Esta similitud se
mantuvo al comparar con la estación
de La Serena, que fue utilizada en la
presente investigación. En Talca-
huano, al igual que La Serena y
Valparaíso, se observó persistencia
de vientos SW durante todo el año,
intensificándose y aumentando
notoriamente su frecuencia durante
primavera y verano. El predominio de
los eventos de viento SW en dicha
época, concuerda con los resultados
de Ahumada & Chuecas (1979),
quienes analizaron información entre
los años 1965 y 1973, determinando
además el incremento de ocurrencia
de los vientos N durante otoño e
invierno.
La evidente dominancia de los
vientos S en el área de estudio, se
debió a la influencia del Anticiclón
Subtropical del Pacífico Sur Oriental,
que a pesar de su gran persistencia
en el tiempo, no es un fenómeno
permanente (Rutllant, 1994b). La
zona se encuentra ubicada en las cer-
canías del límite norte que alcanzan
las perturbaciones de escala
sinóptica asociadas con el frente
polar, área que se encuentra bajo la
influencia del invierno austral. Estos
eventos originan ciclos de relajación
e intensificación de los vientos, que
se asocian a perturbaciones débiles
post frontales seguidas de bajas
costeras que se propagan hacia el sur
(Rutllant, 1994a).
Entre 1991 y 1995, la distribución de
energía en el dominio de la
frecuencia, reveló similar compo-
sición espectral entre La Serena,
Valparaíso y Talcahuano, donde
además las mayores energías se
concentraron hacia las bajas
frecuencias, percibiéndose un leve
incremento de ésta hacia el sur (Fig.
3). Este rasgo también se apreció en
los autoespectros de la componente
norte-sur del viento calculados por
Pizarro (1991) y Bilbao (1992), en las
respectivas localidades de estudio.
Una característica común en la zona
de interés, fue el aumento de la
varianza con picos en torno a los 5 y 2
días, evidenciando que no sólo la
variabilidad fue alta en las bajas
frecuencias, sino que también lo fue
en escalas de tiempo más cortas (Fig.
3). La presencia de fluctuaciones de
corto período es una característica de
los vientos costeros, ya que costa
afuera éstos tienden a ser más
intensos y persistentes en dirección,
encubriendo fluctuaciones menores,
lo cual ha sido comprobado frente a
punta Lengua de Vaca con medi-
ciones en tierra y en el océano
(Rutllant, 1993).
Esta situación está apoyada por los
estudios de Beardsley et al. (1987),
realizados con información colectada
en la componente de campo del
experimento CODE (Coastal Ocean
Dynamics Experiment) en California,
formulado para estudiar la surgencia
inducida por el viento con un conjunto
intensivo de experimentos de
pequeña escala. A su vez, estudios
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al menos entre Cape Point y Lüderitz
la intensidad del viento también
aumentó con la distancia desde la
costa (Kamstra, 1985).
Los even tos de v ien to con
periodicidad de 5 días encontrados
en el área de estudio, se atribuyeron a
la propagación de las bajas costeras,
que son perturbaciones atmosféricas
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norte a sur en dicha banda de
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1994a, 1994b, Strub et al., 1996).
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a la costa, se propagan hacia el sur
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En concordancia con los resultados
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de 1992, detectaron incrementos de
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misma banda de frecuencia que en el
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gran parte de dicha variabilidad se
encontraba fuertemente asociada a
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La variabilidad del viento asociada al
régimen de las bajas costeras,
también ha sido reportada en otras
localidades. Es así como en la región
sur de Benguela, asociado al paso de
frentes fríos que modulan la
variabilidad del viento, se forman
bajas costeras a lo largo de la costa
oeste, moviéndose hacia el sur en
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progresión hacia el oeste del frente
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Al comparar el régimen de las bajas
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identificado —considerando los
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1. La máxima variabilidad del viento, se presentó en dirección NE-SW, coincidente con los vientos predominantes del área,
representando alrededor del 70% de la varianza total del viento en cada localidad.
2. Los vientos más intensos y con mayor variabilidad se registraron en Talcahuano. La menor variabilidad y los vientos
menos intensos, se presentaron en La Serena.
3. El comportamiento del viento en la región, se encuentra altamente modulado por el ciclo anual, en asociación a la
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142 143
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