UNIVERSIDAD DE VIGO Departamento de Física Aplicada Grupo de Oceanografía Física (GOFUVI) DESCRIPCIÓN DINÁMICA DE LA CIRCULACIÓN EN DOS RÍAS BAIXAS: VIGO Y PONTEVEDRA Belén Martín Míguez Memoria presentada para optar al grado de Doctor en Ciencias del Mar por la Universidad de Vigo El Doctor Fiz Fernández Pérez, Investigador Científico del Instituto de Investigaciones Marinas de Vigo (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) y el Doctor Luis Fariña Busto, Profesor Titular de la Universidad de Vigo del Departamento de Física Aplicada, AUTORIZAN: la presentación de la memoria adjunta, titulada “Descripción dinámica de la circulación en dos Rías Baixas: Vigo y Pontevedra”, realizada bajo su dirección en el Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Vigo, que presenta Belén Martín Míguez para optar al grado de doctor en Ciencias del Mar. Y para que así conste, expedimos el presente certificado a 7 de enero de 2003. Fiz Fernández Pérez Luis Fariña Busto AGRADECIMIENTOS Cuando se empiezan a escribir los agradecimientos de una tesis uno parece enfrentarse a una disyuntiva difícil: optar por una versión corta, más profesional, donde sólo aparezcan aquellos directamente relacionados con el trabajo, o decantarse por una versión larga, donde inevitablemente se hace un repaso de los años pasados en la facultad, pero también fuera de ella. Después de bastante pensar, me he decidido por la segunda opción por una razón muy sencilla: no creo que vuelva a presentar una tesis nunca más, de modo que debo aprovechar esta oportunidad para dejar por escrito mi agradecimiento a todos aquellos que aprecio. Así que aquí va, sin pretensión de orden ni concierto, ese agradecimiento. En primer lugar quiero expresar mi gratitud a Fiz Fernández Pérez, quien me aceptó como doctoranda heredada, y cuyas revisiones y sugerencias permitieron que esta memoria pudiera ser terminada. Gracias asimismo a Luis Fariña Busto por haber confiado en mí para abordar este trabajo. Cinco años es mucho tiempo, y el equipo ha ido cambiando. GOFUVI va consolidándose poco a poco gracias al esfuerzo de todos los profesores del Área de Física de la Tierra, y en especial de Ramiro y Gabi. Gracias por preocuparos por nosotros. Con Silvia T he compartido un par de imprescindibles años de militancia precaria, y muchas conversaciones igual de imprescindibles. Admiro la paciencia de Carlos y Juan Luis, a los que tengo que agradecer el que ahora sea capaz de chapurrear algunos lenguajes de programación. Y, desde luego, el laboratorio no sería el mismo sin la dulzura de Silvia P, el ingenio de Ángel, la comprensión de Paula, y el cariño de todos, en suma, que ha hecho la vida en el CUVI mucho más llevadera. Xelu ha sido el referente esencial durante gran parte de esta etapa predoctoral. Le debo muchísimas cosas relacionadas con la ciencia y muchísimas otras, mucho más importantes, que no caben aquí. Nuria ha sido mi compañera buena parte de estos años: compañera de clase, compañera de viaje, compañera de piso, compañera de risas, compañera de todo. También quiero agradecer a todos sus compañeros del laboratorio de Ecoloxía y Bioloxía Animal tantos buenos momentos, en especial a Gonzalo. Otras tres personas que son muy importantes para mí, dentro y fuera de la facultad son Mónica B, Mónica C y Olga. Mis estancias en el Instituto de Investigaciones Marinas de Vigo (IIM-CSIC) y en el Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) en Barcelona fueron especialmente fructíferas; en particular, no sé qué habría sido de mi tesis sin aquellos agostos en la biblioteca del ICM. Aparte de trabajar, tuve el privilegio de conocer a muchos científicos excepcionales en los departamentos de Oceanografía y de Biologia Marina i Oceanografia. No cabe duda de que Investigar es Trabajar, y por eso no quiero dejar de mencionar a aquellos que desde la Federación de Jóvenes Investigadores (www.precarios.org), contribuyen a dignificar el trabajo de los investigadores en formación y, por tanto, el mío. Tengo la inmensa suerte de tener una familia magnífica. Una familia fuerte y unida, que es capaz de estar siempre presente a pesar de las distancias. Confío en poder dedicarles algo más de tiempo a partir de ahora. Ha sido un año duro. Por fortuna, incluso los momentos más difíciles pueden ser llevaderos si alguien sabe y quiere compartirlos contigo. Gracias Fidel. El final de esta tesis se escribió en medio de una catástrofe Los datos utilizados en este trabajo fueron obtenidos gracias a la financiación de la Xunta de Galicia (fondos FEDER) en colaboración con FEUGA, y de CICYT (proyectos AMB95- 10840-CO3 y REN 2000-0880-CO2-O2). Esta tesis fue realizada durante el disfrute de una Beca de Formación de Profesorado Universitario otorgada por el Ministerio de Educación, Cultura y Deporte para el periodo 1998-2001, y una Beca Predoctoral (2001-2002) concedida por la Universidad de Vigo. ÍNDICE 0 PREÁMBUL0....................................................................................................1 1 INTRODUCCIÓN ..............................................................................................3 1.1 Las Rías Gallegas: similitudes con otros sistemas ................................................3 1.1.1 Las Rías de Vigo y Pontevedra: encuadre fisiográfico ........................................... 5 1.2 La hidrodinámica en las Rías Gallegas: de los primeros estudios hidrográficos a los modelos 3D ......................................................................................................7 1.3 Factores que influyen en la hidrodinámica de las Rías...........................................9 2 CARACTERIZACIÓN ESTADÍSTICA..................................................................... 11 2.1 Métodos de análisis de series temporales......................................................... 11 2.1.1 Clasificación de series temporales.................................................................... 11 2.1.2 Análisis de series temporales: dominio temporal................................................ 15 2.1.3 Análisis de series temporales: dominio de frecuencias........................................ 18 2.1.4 Descomposición en funciones empíricas ortogonales (DFEO) ............................... 28 2.2 Presentación de los datos ............................................................................. 31 2.2.1 Datos oceanográficos ..................................................................................... 31 2.2.2 Datos meteorológicos..................................................................................... 33 2.3 Series de corrientes: caracterización preliminar ................................................ 37 2.3.1 Gráficos de dispersión: componente de entrada ................................................ 37 2.3.2 Descripción estadística básica ......................................................................... 45 2.3.3 Análisis espectral........................................................................................... 61 2.4 Series de viento: caracterización preliminar ..................................................... 73 2.4.1 Descripción estadística básica ......................................................................... 73 2.4.2 Análisis espectral........................................................................................... 75 2.4.3 Correlación cruzada compleja.......................................................................... 82 2.5 Viento y corrientes ...................................................................................... 85 3 DINÁMICA MAREAL ........................................................................................ 87 3.1 El fenómeno mareal .................................................................................... 87 3.1.1 La marea astronómica.................................................................................... 87 3.1.2 La marea real: factores astronómicos............................................................... 89 3.1.3 La marea real: otros factores no astronómicos .................................................. 91 3.1.4 Análisis armónico .......................................................................................... 93 3.1.5 Corrientes de marea ...................................................................................... 96 3.1.6 Mareas en estuarios....................................................................................... 98 3.2 Análisis armónico de la altura de marea .......................................................... 99 3.2.1 Preparación de los datos y selección de componentes ........................................ 99 3.2.2 Resultados y Discusión..................................................................................102 3.3 Análisis armónico de las corrientes de marea...................................................104 3.3.1 Preparación de los datos................................................................................104 3.3.2 Análisis de los datos: elipses de marea............................................................105 3.3.3 Discusión.....................................................................................................111 4 DINÁMICA SUBMAREAL ....................................................................................129 4.1 Oscilación del nivel del mar en frecuencias submareales ....................................129 4.1.1 Preparación de los datos................................................................................129