Estudio de la dinámica del oleaje en el litoral pacífico de Costa Rica: metodologías de regionalización y avances en servicios relativos al clima marítimo
- Autores: Henry Alfaro Chavarría
- Directores de la Tesis: Gabriel Díaz Hernández (dir. tes.), Melisa Menéndez García (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Cantabria ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Número de páginas: 215
- Tribunal Calificador de la Tesis: Iñigo J. Losada (presid.), Luis Ferrer Rodríguez (secret.), Rafael Molina Sánchez (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: UCrea
- Resumen
- español
Costa Rica no cuenta con suficiente información acerca de variables meteo-oceanográficas ni con técnicas avanzadas de análisis para definir el clima marítimo. Estos dos aspectos podrían contribuir a una mejor gestión de los recursos nacionales e impulsar el crecimiento económico de una manera más eficiente y sostenible. Es por este motivo que esta investigación tiene como objetivo fundamental entender la generación, propagación e interacción en costa del oleaje en la zona litoral del Océano Pacífico de Costa Rica. Incluyendo un novedoso estudio las ondas infragravitatorias que se originan producto del agrupamiento del oleaje. El objetivo de esta investigación es aportar un valor añadido en productos derivados de las condiciones del clima marítimo en Costa Rica, que sirvan a la ingeniería para precisar los cálculos de diseño así como de prototipo para servicios climáticos costeros. En esta tesis se ha definido la variable del oleaje en conjunto con las ondas infragravitatorias que inciden en la costa del Pacífico de Costa Rica. Para ello se han analizado y generado nuevas bases de datos validadas con una campaña de campo (2014 a 2015) especialmente diseñada para este trabajo. Se ha utilizado la serie de reanálisis de oleaje en aguas profundas GOW2 (IHCantabria), a la cual se le ha integrado la onda infragravitatoria constituyendo el primer producto tangible de esta investigación. Esta nueva base de datos se ha propagado con una técnica de downscaling-híbrido hasta aguas poco profundas y se ha generado el producto ROOL, una base de datos histórica (1979-2016) con resolución horaria del oleaje y la onda infragravitatoria asociada en el Golfo de Nicoya. Esta nueva información constituye un producto novedoso para esta zona del mundo, al complementar el espectro del oleaje con información de la energía relacionada a las ondas infragravitatorias. Esta nueva base de datos se ha explotado de dos maneras; la primera ha sido incorporando el contenido de energía asociado a la onda infragravitatoria en cálculos de diseño ingenieril que, tradicionalmente se realizan considerando únicamente la energía asociada al oleaje y la segunda ha sido implementando un sistema operacional de oleaje y onda infragravitatoria de alta resolución en el Golfo de Nicoya, validado con información instrumental. Lo anterior ha permitido estimar, en promedio un 30% más de eventos de rebases, cuando se incluye el contenido de energía asociado a la onda infragravitatoria, en comparación a cuando únicamente se considera la energía del oleaje cómo tradicionalmente se realiza. Asimismo se ha desarrollado un prototipo de sistema operacional de oleaje y onda infragravitatoria (sistema SO3), de alta resolución espacial dentro del Golfo de Nicoya, incluye test de sensibilidad de la pericia de las predicciones. Se han obtenido resultados aceptables principalmente durante los primeros 3 días del pronóstico para los parámetros estándar del estado de mar y de la onda infragravitatoria.
- English
Costa Rica neither possesses enough information about meteo-oceanographic variables nor advanced techniques of analysis in order to define the wave climate. The acquisition of these two aspects will contribute to a better resource management, and to impulse the economic growth of the region, in a most efficient and sustainable way. For this reason, the aim of the research is to assess the generation, propagation and interaction of ocean waves towards the coastal zone of the Pacific Ocean of Costa Rica, and by including an innovative variable, the infragravity waves, which are created by the irregular wave grouping along its propagation towards the coast. The objective of this research is to obtain the maritime climate conditions in Costa Rica for wind, water waves, infragravity waves and sea level, to be used by managers and engineers, to improve the knowledge of the coast processes such as: wave breaking, wave run-up and wave overtopping, applied for the design of natural and artificial structures, by proposing different climatic coastal services. The main product of this thesis, becomes concrete as a new met-ocean database, validated with field measurements (between 2014 and 2015 especially designed for this research) and using the ocean wave reanalysis deep waters as starting point (GOW2; IHCantabria), for the subsequent wave propagation (using an hybrid downscaling technique) and infragravity wave assess. This new obtained database (ROOL) include the hourly and historical met-ocean variables (1979 -2016) in the Nicoya’s Gulf region in the Pacific Coast of Costa Rica. This study proposes two alternatives for the exploitation of this new database, firstly, as main forcing for semi-empirical breakwater formulations for design (functional and structural), taking special attention to the 30% for the wave overtopping effects directly related to the infragravity wave energy. Secondly, a forecast system for ocean waves and infragravity waves within the Nicoya’s Gulf zone is created, validated with in situ measurements, taking into account the daily variability of the deep water wave predictions to evaluate the skill of the tool (valid for the first 3-day forecast). This new forecast system (SO3) will become a ready-to-use tool for coastal engineers and harbour managers in Costa Rica.
- español
