Simulación de la circulación baroclínica del mar Mediterráneo y evaluación e impacto de la interacción océano-atmósfera

Resumen

Se ha llevado a cabo una simulación de la circulación marina del Mediterráneo entre 1980 y 1999, forzando un modelo baroclínico de océano con flujos de momento, agua dulce y calor obtenidos a partir del hindcast dinámico atmosférico HIPOCAS.Como paso previo a la simulación, se han analizado por separado dichos flujos de intercambio océano-atmósfera, con el fin de determinar sus principales características y comprobar su idoneidad como forzamiento superficial de un modelo regional de circulación oceánica.Se ha evaluado la calidad del flujo de momento mediante un análisis de extremos del viento. Se ha constatado que los extremos de viento obtenidos de HIPOCAS son más realistas que los logrados a partir del reanálisis global NCEP. De forma complementaria, se ha realizado un análisis de frecuencia regional basado en L-momentos, que ha permitido minimizar la influencia ejercida por los valores anómalos en la estimación los extremos de viento y redistribuir geográficamente las principales estructuras espaciales.Con el objetivo de validar el flujo de agua dulce, se han comparado los datos de precipitación y evaporación neta de HIPOCAS con datos observacionales y simulados de los reanálisis globales NCEP y ERA40. Se ha puesto de manifiesto que HIPOCAS representa de manera más realista la variabilidad temporal y distribución estadística del flujo de agua dulce que los reanálisis globales, pese a subestimar la precipitación y evaporación neta.En cuanto a los flujos de calor, se ha constatado que, en promedio, los datos proporcionados por HIPOCAS subestiman ligeramente la pérdida de calor neto en la superficie del Mediterráneo, impidiendo el cierre completo del balance de calor existente en el Mediterráneo que permite estabilizar la temperatura de la cuenca. No obstante, los datos HIPOCAS reproducen de manera satisfactoria la variabilidad temporal y patrones asociados a episodios transitorios, tales como el Eastern Mediterranean Transient acaecido en el entorno del mar Egeo entre 1991 y 1993.Una vez analizados los distintos flujos atmosféricos HIPOCAS, se han aplicado como condición de contorno superficial en una versión del modelo baroclínico de océano NEMO, configurada específicamente para simular la circulación termohalina del mar Mediterráneo a 1/12o de resolución.El hindcast oceánico llevado a cabo representa aceptablemente la variabilidad temporal de la temperatura y salinidad, aunque en general subestima los valores medios. La simulación reproduce de forma realista el sistema de corrientes superficiales de la cuenca mediterránea con la presencia de los principales patrones, así como los transportes de agua existentes en el estrecho de Gibraltar. El hindcast simula correctamente la cronología de los principales episodios convectivos y tasas de formación de agua profunda asociadas en el golfo de León, mar Levantino y mar Egeo, aunque subestima claramente la convección del mar Adriático.Finalmente, se han realizado varios tests de sensibilidad para evaluar la respuesta del mar Mediterráneo a variaciones en los flujos atmosféricos aplicados. Los resultados muestran, por un lado, que las correcciones aplicadas a los flujos de agua dulce y calor al realizar el hindcast oceánico aseguran una simulación realista del mar Mediterráneo. Asimismo, ponen de manifiesto la importancia de las interacciones existentes entre la atmósfera y el océano y, por tanto, la necesidad de disponer de datos fiables que caractericen adecuadamente el estado atmosférico para garantizar una correcta representación del estado oceánico del mar Mediterráneo.