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CLASES TEÓRICAS DE LA ASIGNATURA MAREAS
(para uso de los alumnos de la Carrera de Licenciatura en Oceanografía)
Ing. Enrique E. D'Onofrio
Lic. Mónica E. Fiore
Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
Marzo de 2003
Introducción
El objetivo de este trabajo es brindar a los alumnos el desarrollo de los principales temas teóricos de la asignatura Mareas de la Licenciatura en Oceanografía. La necesidad del mismo se
fundamenta en que los temas que componen el programa de la mencionada asignatura se encuentran fragmentados en un gran número de libros y revistas especializadas, que no siempre
resultan de fácil acceso para los alumnos.
Los materiales reunidos en estos apuntes son el resultado de un trabajo de recopilación, libre
interpretación , resumen, y en muchos casos transcripción poco menos que literal, de una
variada cantidad de fuentes, en todos los casos mencionadas como bibliografía consultada.
Este trabajo pretende servir de guía inicial para una búsqueda de otras fuentes de información, que deberá ser encarada por el interesado, en cada tema específico.
Para no postergar la publicación de este trabajo, no fue completada la tarea de revisión, debido a lo cual se hallarán con seguridad errores, para cuya depuración contamos con la tolerancia y colaboración de los lectores.
Se agregan en el directorio “Publicaciones” de este CD algunos trabajos que resultan de interés para la materia.
Se permite la reproducción del contenido de este trabajo mencionando su procedencia. No se
permite alterar los contenidos sin consultar a los autores.
A continuación se presenta un índice donde se vinculan los distintos temas a los archivos que
los desarrollan.
ARCHIVOS
mareas_ce_01.pdf
páginas 1 a 10
mareas_ce_02.pdf
páginas 11 a 31
mareas_ce_03.pdf
páginas 32 a 46
mareas_ce_04.pdf
páginas 47 a 59
mareas_ce_05.pdf
páginas 60 a 67
mareas_ce_06.pdf
páginas 68
TEMAS
Nivel del mar - Clasificación de las ondas en el océano.
Nivel medio del mar Definición. Su relación con el geoide. Fluctuaciones del nivel medio del mar (diarias, mensuales, anuales y seculares). Sistema mundial de observaciones del nivel del mar. Determinación de la tendencia del nivel del mar.
Marea astronómica. Definiciones de pleamar, bajamar y amplitud.
Historia del estudio del fenómeno de la marea. Amplitudes de marea
en el mundo. Manifestación de la marea en el Mar Argentino, a partir
de líneas cotidales y de isoamplitudes.
Onda de tormenta. Definición. Factores que influyen en la generación
de las ondas de tormenta. Sudestadas en el Río de la Plata y ondas de
tormenta en la Costa Atlántica.
Principales razones de las mediciones de nivel del mar y marea.
Elección de la zona más apropiada para medir marea.
Definición de mareómetro. Instalación del mareómetro. Nivelación del
mareómetro. Reducción de las lecturas de las distintas reglas al cero de
una regla única.
Mareógrafos analógicos a flotador. Esquema básico. Registrador analógico Ballauff tipo Standard. Descripción. Procedimiento de operación. Constante de la estación. Lectura de vacío. Detallada descripción
de sus partes.
Registrador analógico Leupold Stevens A 71. Descripción. Procedimiento de operación. Detallada descripción de sus partes.
Cálculo de la cota del eje de referencia en registradores analógicos de
marea. Planillas con ejemplos de cálculo.
Mareógrafos digitales a flotador. Registrador digital Telemaek. Interrogación remota. Otros sistemas de medición de marea. Registrador
digital fondeable Aanderaa.
Registradores de marea de nueva generación. Sensores acústicos en
estaciones mareográficas fijas. Características técnicas. Formato de
grabación de la información. Vinculación altimétrica a puntos fijos en
tierra. Medición de marea utilizando satélites altimétricos. Medición
absoluta del nivel del mar. Transmisión de datos. Red mareográfica
argentina. Sistema de posicionamiento VLBI.
División y lectura de un mareograma.
Planilla de nivelación geométrica.
ARCHIVOS
mareas_ce_07.pdf
páginas 69 a 83
mareas_ce_08.pdf
páginas 84 a 90
mareas_ce_09.pdf
páginas 91 a 95
mareas_ce_10.pdf
páginas 96 a 108
mareas_ce_11.pdf
páginas 109 a 114
mareas_ce_12.pdf
páginas 115 a 125
mareas_ce_13.pdf
páginas 1 a 17
mareas_ce_14.pdf
páginas 1 a 12
TEMAS
La fuerza de marea y su variación temporal. Fuerza de atracción gravitacional. Sistema Tierra – Luna – Sol. Ecuaciones de balance de
fuerzas. Fuerza generadora de marea debida a la Luna. Fuerza generadora de marea debida al Sol. Distribución de la fuerza de marea sobre
la superficie de la Tierra. Forma teórica que adopta el agua sobre una
Tierra completamente cubierta de agua. Fases de la Luna. Marea de
sicigia. Marea de cuadratura. Mes anomalístico. Año anomalístico.
Perigeo. Perihelio. Afelio. Esfera celeste. Mes trópico. Desigualdad
diurna. Ciclos astronómicos que afectan a la marea.
Cálculo de la fuerza generadora de marea en un punto cualquiera de la
superficie de la Tierra. Componentes vertical y horizontal. Fuerzas
debidas a la Luna y al Sol. Comparación de las fuerzas generadoras de
marea debidas a los distintos astros. Teoría estática de la marea. Teoría
dinámica.
Cálculo de la altura de marea vinculando el potencial con la fuerza de
marea.
Expresión de la fuerza de marea en función de longitudes astronómicas medias (parte correspondiente a Fv3/g)
Continuación de Expresión de la fuerza de marea en función de longitudes astronómicas medias (parte correspondiente a Fv3/g). Argumento de equilibrio (V+u). Factor nodal. Ecuaciones de longitudes
astronómicas medias necesarias para el cálculo del (V+u) y factor nodal .
Las nuevas escalas de tiempo en el cálculo de la marea. Definición de
distintos tiempos utilizados en cálculos astronómicas. Tiempo Universal. Tiempo Sidéreo. Día juliano. Tiempo de Efemérides. Tiempo
Atómico Internacional. Tiempo Universal Coordinado. Tiempo Dinámico Terrestre. Tiempo Terrestre. Tiempo Dinámico Baricéntrico.
Cambios en los argumentos de la marea. Longitudes medias de la luna
y el sol Cambios en amplitud y velocidad.
Regimen de marea y nivel de reduccion de sondajes. Tipos de marea.
Nivel de reducción de sondajes. Reglas básicas para la obtención del
nivel de reducción de sondajes. Cómo cambia el Datum de marea en
una costa abierta. Cómo cambia el Datum de marea en el estuario de
un río. Medición de marea para la determinación del plano de reducción en un área extensa, donde las características de la marea son desconocidas. Método de obtención del plano de reducción de sondajes en
un relevamiento, en orden de preferencia. Determinación del plano de
reducción por interpolación entre dos planos conocidos. Transferencia
del plano de reducción cuando la marea es semidiurna. Transferencia
del plano de reducción cuando la marea es diurna. Transferencia del
plano de reducción con pocas horas de observaciones. Determinación
del nivel de reducción de sondajes en ríos.
Corrientes de marea. Medición de la corriente. Predicción de corriente
de marea por método armónico y no armónico.
CARRERA: LICENCIATURA EN OCEANOGRAFÍA
MATERIA: MAREAS
FORMA DE EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA:
Se desarrollarán clases teóricas a cargo del Ing. Enrique E. D’Onofrio y clases prácticas a
cargo de la Lic. Mónica M. E. Fiore. Para mantener la condición de regular, los alumnos
realizarán trabajos prácticos que presentarán personalmente para su aprobación. Además deberán aprobar una evaluación parcial, de carácter teórico práctico el 30 / 06 / 03 a las 18hs en
la Facultad de Ingeniería, sede Las Heras. Para rendir este examen deberán tener aprobados,
como mínimo, el 80% de los trabajos prácticos realizados. Se prevé un recuperatorio con fecha a determinar. Una vez cumplimentados todos estos requisitos estarán en condiciones de
rendir el examen final.
CONTENIDOS MÍNIMOS
El fenómeno de la marea. Definiciones. Clasificación. Medición de marea. Procesamiento de
la información. Fuerzas generadoras de marea. Teoría de la marea. Variación temporal de las
fuerzas de la marea lunar, solar, luni-solar. Ciclos luni-solares de largo período. Fluctuaciones del nivel medio del mar. Desarrollo de la teoría estática o de equilibrio. Potencial de marea. Correcciones. Análisis armónico. Implementación. Predicción. Tablas. Descontaminación e inferencia de componentes de marea. Correlación de datos de marea. Marea meteorológica. Seiches. Corriente de marea. Filtrado. Análisis espectral.
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA
1 - Nivel del mar.
Clasificación de las ondas en el océano. Nivel medio del mar Definición. Su relación con el
geoide. Fluctuaciones del nivel medio del mar (diarias, mensuales, anuales y seculares). Sistema mundial de observaciones del nivel del mar. Determinación de la tendencia del nivel del
mar. Marea astronómica. Definiciones de: pleamar, bajamar, nivel medio, nivel de media
marea, amplitud, establecimiento de puerto medio, edad de la marea, flujo, reflujo. Definiciones de: marea observada, marea astronómica, ondas de tormenta y seiches. Amplitudes de
marea en el mundo. Manifestación de la marea en el Mar Argentino, a partir de líneas cotidales y de isoamplitudes. Factores que influyen en la generación de las ondas de tormenta.
Sudestadas en el Río de la Plata y ondas de tormenta en la Costa Atlántica Argentina. Importancia del conocimiento de la marea.
2 - Medición de la marea.
Elección del lugar. Mareómetros. Mareógrafos analógicos a flotador. Mareógrafos digitales a
flotador. Interrogación remota. Sensores de presión. Registradores de marea de nueva generación. Ventajas y desventajas de los distintos métodos. Precisiones. Procesamiento de la información obtenida. Referencias altimétricas. Datum de marea. Medición de marea utilizando
satélites altimétricos. Medición absoluta del nivel del mar. Transmisión de datos. Red Mareográfica Argentina.
3 - Fuerzas generadoras de marea
Fuerza de atracción gravitacional. Sistema Tierra - Luna - Sol. Ecuaciones de balance de
fuerzas. Fuerza generadora de marea debida a la Luna. Fuerza generadora de marea debida al
Sol. Distribución de la fuerza de marea sobre la superficie de la Tierra. Teoría estática o de
equilibrio de la marea. Teoría dinámica de la marea. La importancia de estas teorías en la
actualidad. Importancia de las fases de la luna. Mareas de sicigias y cuadraturas. Diferencia
por desigualdad de fase. Ciclos astronómicos que afectan a la marea.
4 - Desarrollo del potencial generador de marea. Ondas componentes.
Potencial de marea. Elementos astronómicos que intervienen en el cálculo de las fuerzas generadoras de marea. Cálculo de las fuerzas de marea lunar y solar en función de longitudes
astronómicas medias. Ondas componentes de marea lunar y solar. Ondas componentes de la
marea lunisolar. Ondas componentes de aguas someras.
5 - Análisis armónico de marea
Correcciones que se deben realizar a las ecuaciones que surgen de la teoría de equilibrio para
obtener la altura de la marea real. Concepto de argumento de equilibrio y factor nodal. Cálculo de éstos últimos utilizando una computadora. Análisis armónico de marea por el método
de cuadrados mínimos. Su implementación en una computadora. Cambio de la época de la
componente según el meridiano de tiempo tomado como origen. Criterio de Rayleigh para
discriminar la separación de dos componentes de marea. Descontaminación e inferencia de
componentes. Determinación de las componentes a incluir en un análisis armónico.
6 - Régimen de marea y nivel de reducción de sondajes
Clasificación de las mareas según Courtier. Plano de reducción de sondajes, normativas de la
Organización Hidrográfica Internacional. Determinación del nivel de reducción por métodos
estadísticos y armónicos. Cálculo del LAT. Transferencia del plano de reducción.
7 - Predicción de marea
Su implementación en una computadora. Cálculo de pleamares y bajamares. Cálculo de Tablas de marea. Determinación de una altura de marea a partir de una pleamar y una bajamar
consecutivas. Predicciones de marea para puertos secundarios.
8 - Filtros numéricos y análisis espectral
Utilidad del filtrado numérico en mareas. Filtro ideal. Fenómeno de Gibbs. Filtro suma. Filtro
diferencia. Diseño de filtros numéricos. Implementación de un filtrado numérico en el dominio del tiempo en una computadora. Aplicaciones del análisis espectral a las series temporales
de marea.
9 - Ondas de tormenta
Definición de onda de tormenta. Descripción de sus efectos en el litoral Atlántico Argentino.
Métodos para determinar las ondas de tormenta a partir de una serie temporal de alturas de
marea. Métodos estadísticos para encarar su estudio y pronóstico. Pronóstico de ondas de
tormenta en el Río de la Plata. Distribuciones de valores extremos. Período de retorno.
10 - Corrientes de marea
Características de la corriente de marea. Su medición. Correntógrafos. Correntómetros. Flotadores. Esquemas de fondeos de correntógrafos. Corriente residual. Distintos métodos para
su eliminación. Procesamiento de los datos de corrientes de marea. Predicción por el método
de las 25 horas. Análisis armónico. Predicción armónica. Tablas de corrientes de marea.
BIBLIOGRAFÍA
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