Un modelo numérico en elementos finitos para la corriente inducida por la marea. Aplicaciones al Estrecho de Gibraltar

Abstract

Mediante un modelo numérico quasi-3D en elementos finitos que resuelve las ecuaciones de aguas someras a través de una técnica de descomposición armónica, se ha estudiado el comportamiento de la marea en el Estrecho de Gibraltar. En esta región se acoplan dos regímenes de marea sustancialmente diferentes, el correspondiente al océano Atlántico y el de la cuenca mediterránea. Los resultados del modelo confirman la preponderancia de la circulación inducida por la marea en el flujo local de la zona. También se ha comprobado la importancia que en este ámbito tienen los efectos de la difusión turbulenta, de la fricción con el fondo, de la geometría del dominio y de la interacción de las componentes mareales con la circulación residual. El empleo de una interpolación de orden superior para la altura de la superficie libre y de una formulación no lineal para la fricción con el fondo debe permitir mejorar el grado de ajuste entre los resultados numéricos obtenidos y los datos disponibles.

Tidal wave propagation patterns in the Gibraltar Strait are analyzed by means of a quasi- 3D finite element model of the shallow water equations whose solver is based on a harmonic descomposition technique. In this region, two substantially different tidal regimes are coupled, the one corresponding to the Atlantic Ocean and that of the Mediterranean basin. The model results confirm that the tidal contribution is prevailing within local circulation patterns. Moreover, our solutions suggest that the turbulent diffusion of momentum, bottom friction effects, the geometry of the Strait and the tide-current interactions have an important influence on the tidal propagations patterns. The use both of a higher order interpolation scheme for the sea surface height and a non-linear formulation for bottom friction is envisaged as a means to obtain better agreement between model results and experimental data.