INFORMACIN CLIMTICA DE

NIVEL DEL MAR

MAREOGRAFO DE BARCELONA

CONJUNTO DE DATOS REDMAR

CODIGO BD: 3754

REA DEL MEDIO FISICO YTECNOLOGA DE LAS INFRAESTRUCTURAS

FEBRERO 2005

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Introduccin

Este informe presenta como producto de la Red de Maregrafos de Puertos (REDMAR),en funcionamiento desde Julio de 1992, y para aquellas estaciones con ms de 5 aos dedatos, un compendio nico y fcilmente actualizable de los distintos parmetrosrelacionados con la marea y el nivel del mar en los puertos, que tienen gran incidencia enel diseo y ejecucin de obras y en la explotacin portuaria.

Algunos de estos parmetros se han venido utilizando histricamente para diferentespuertos sin una fuente bien definida de datos de partida, lo que dificultaba elconocimiento preciso de su fiabilidad y haca necesaria su actualizacin en base a lasseries histricas de nivel del mar disponibles en la Base de Datos Ocano-Meteorolgicade Puertos del Estado.

Se ha tratado de sintetizar toda la informacin de nivel del mar disponible en hojasindividuales para cada puerto, de forma que permitan una consulta fcil y rpida de sta alas A.A.P.P.

Es de destacar, por su utilidad para la gestin y proyecto portuario, que en este informese incluye por primera vez la distribucin extremal de residuos meteorolgicos de niveldel mar, o marea meteorolgica, derivada de la informacin estadstica de la componenteno astronmica del nivel del mar.

2. Fuentes de informacin para los clculos

Para el clculo de los parmetros incluidos en este informe se utilizaron distintas fuentesde datos, todas directa o indirectamente derivadas de la REDMAR. Se diferenciar entrepuertos con una marea claramente semidiurna (2 pleamares y 2 bajamares claramentediferenciadas y con amplitud apreciable cada da), como son todos los puertos delAtlntico, y los que tienen una marea mixta y de amplitud casi despreciable, en los quetoda referencia a la pleamar y la bajamar no tiene sentido (la mayora de los puertos delMediterrneo).

a) Series de datos de nivel originales: niveles del mar registrados por los maregrafoscon su intervalo temporal original (normalmente 5 min), depurados y sometidos acontrol de calidad.

b) Series de extremos diarios registrados en torno a la pleamar y la bajamar: se trata delos extremos de nivel del mar diarios reales, registrados por los equipos de laREDMAR desde el inicio de su funcionamiento y que contienen informacin tanto demarea astronmica como de otros efectos como la meteorologa, variaciones dedensidad, etc. Se obtienen a partir de la serie de datos original (punto a)) en lospuertos con marea semidiurna. Nos referiremos a ellos como pleamares o bajamaresobservadas.

c) Series de carreras de marea registradas: se trata de las series de diferencias entreuna pleamar y una bajamar consecutivas (tres o cuatro por da) observadas por elmaregrafo (punto b)), de nuevo en aquellos puertos con marea semidiurna.

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d) Series de 19 aos de pleamar/bajamar prevista: corresponden a las pleamares ybajamares obtenidas a partir de las mejores constantes armnicas disponibles en elpuerto (derivadas a su vez de aos de observaciones, incluyendo los principalesperodos de la marea) para un periodo virtual de 19 aos. Son series tericas ycontienen slo la variacin de nivel del mar por efecto de la marea astronmica.

e) Series de 19 aos de marea astronmica: niveles horarios del mar previstos de lamisma forma que las series anteriores, que se utilizarn en el caso de puertos conmarea mixta o de pequea amplitud.

f) Series de residuos meteorolgicos horarios (conocida tambin como mareameteorolgica): series de variacin de nivel del mar tras eliminar la mareaastronmica por medio de un anlisis armnico. Se suele llamar residuo o mareameteorolgica porque estn fundamentalmente asociadas a la accin de la presinatmosfrica y el viento, aunque tambin contienen otros efectos como son lasvariaciones de densidad del agua (componente estrica) y en definitiva, todo aquelloque no tiene una clara componente armnica asociada a un periodo determinado.

3 . Glosario y mtodo de clculo de los distintos parmetros de nivel del mar

A continuacin se presenta una definicin de cada uno de los parmetros incluidos eneste informe, en funcin de a partir de qu datos han sido obtenidos. Salvo en el caso delos deducidos de 19 aos de predicciones de marea, todos los parmetros dependen noslo del punto de observacin sino tambin del periodo de datos disponible.

a) A partir de las series de datos de nivel originales: vlido tanto para puertos con mareasemidiurna importante, como es el caso del Atlntico, o no, como es el caso delMediterrneo.

Nivel medio del mar (NMM): nivel medio obtenido a partir de los todos los datoshistricos registrados en cada maregrafo disponibles hasta la fecha. Se obtienecomo media de los niveles medios anuales obtenidos para la REDMAR ypresentados en los informes anuales. La descripcin del clculo de estas mediasanuales se puede consultar en dichos informes.

Mximo nivel observado: mximo nivel registrado por el maregrafo durante superiodo de funcionamiento.

Mnimo nivel observado: mnimo nivel registrado por el maregrafo durante superiodo de funcionamiento.

b) A partir de las series de pleamares y bajamares observadas: (slo para puertos conmarea semidiurna)

Pleamar viva media observada: media de todas las pleamares vivas registradaspor el maregrafo durante su periodo de funcionamiento (mareas de mximaamplitud coincidiendo con luna llena o luna nueva). Se obtiene a partir de losextremos diarios reales, es decir, contiene no slo la componente de marea sinolos dems forzamientos.

Bajamar viva media observada: media de todas las bajamares vivas registradaspor el maregrafo durante su periodo de funcionamiento. Se obtiene de la mismaforma que la anterior.

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Pleamar muerta media observada: media de todas las pleamares muertasregistradas por el maregrafo durante su periodo de funcionamiento (mareas demnima amplitud coincidiendo con cuarto creciente o cuarto menguante). Se obtienea partir de los extremos diarios reales, es decir, contiene no slo la componente demarea sino los dems forzamientos.

Bajamar muerta media observada: media de todas las bajamares muertasregistradas por el maregrafo durante su periodo de funcionamiento. Se obtiene dela misma forma que la anterior.

c) A partir de las series de carreras de marea observadas se presentarn tambin paralos puertos con una clara marea semidiurna la carrera mxima, mnima y mediadurante el periodo de funcionamiento. Hay que tener en cuenta que aunque hablemosde carrera de marea, el trmino observada implica que lo haremos a partir del niveltotal u observado por el maregrafo (no slo componente de marea).

d) A partir de las series de pleamar y bajamar previstas (19 aos): (slo para puertos conmarea semidiurna): se recuerda que en este caso slo se tiene en cuenta lacomponente de marea astronmica de variacin de nivel del mar.

Mxima pleamar astronmica (Highest Astronomical Tide, HAT): mximapleamar prevista en un periodo de 19 aos.

Mnima bajamar astronmica (Lowest Astronomical Tide, LAT): mnima bajamarprevista en un periodo de 19 aos.

En el caso de los puertos del Mediterrneo en que la marea no es claramente semidiurna,sino mixta, y de pequea amplitud, no existe siempre una pleamar y bajamardiferenciadas, por lo que nos limitaremos a presentar la Mxima Marea Astronmica y laMnima Marea Astronmica, sin especificar pleamar o bajamar, obtenidas tambin a partirde 19 aos de predicciones de marea.

Todos estos parmetros aparecen de forma esquemtica representados para cada unode los puertos con respecto al cero del maregrafo (normalmente el cero del puerto); laposicin de ste viene especificada grficamente con respecto al clavo de referencia oseal ms cercana al maregrafo; su descripcin y situacin, as como su relacin conotras seales dentro del puerto, puede consultarse en los informes anuales de laREDMAR. Hay que tener en cuenta que el dibujo no est hecho a escala, y que laposicin real del cero o referencia de las medidas, como muestra la existencia deregistros negativos, en ocasiones est por encima del nivel registrado. En alguno deestos casos, el puerto ha decidido a posteriori adoptar un nuevo cero del puerto que nose quede en seco, como es el caso del puerto de Las Palmas, que el 21 de Mayo de2004 baj 17 cm su referencia; esta decisin se tom teniendo en cuenta el mnimoregistro histrico del maregrafo de la REDMAR.

Adems del esquema mencionado, se incluye tambin una tabla ms exhaustiva contodos los parmetros estadsticos para las series de partida mencionadas (incluyendomximos, mnimos y desviaciones estndar), as como el valor del establecimiento depuerto, o intervalo medio de pleamar (high water lunitidal interval), que corresponde altiempo medio transcurrido entre el trnsito de la Luna por el meridiano local y la pleamarsiguiente. Se obtiene a partir de la fase del armnico M2, para aquellos puertos conmarea semidiurna.

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4 . Rgimen extremal de las series de residuos o marea meteorolgica

En una primera aproximacin las variaciones de nivel del mar pueden representarsecomo la suma de la marea astronmica y la componente meteorolgica (residuo o mareameteorolgica, como se la conoce a veces), que como hemos visto incluye todos aquellosefectos de variacin de nivel no peridicos, incluyendo por ejemplo variaciones dedensidad.

La marea astronmica, por su periodicidad, permite una caracterizacin determinista delos valores mximos debidos a esta componente de nivel del mar. Sin embargo, lacaracterizacin extremal de la componente de residuo necesita un tratamientoprobabilista en trminos de periodos de retorno.

El comportamiento de los mximos de la serie de residuos o marea meteorolgica se haanalizado siguiendo la tcnica POT (Peak Over Threshold), donde se ha supuesto que elnmero de eventos extremos en un ao sigue una distribucin de Poisson y que laintensidad de dichos eventos sigue una distribucin Weibull. Se incluye para cada puertolos parmetros de la distribucin y los niveles asociados a distintos periodos de retorno,tanto para los residuos mximos como para los mnimos. Se incluyen los valores de nivelcorrespondientes a la estima media o central y a la banda de confianza del 90% .

En el caso del puerto de Sevilla, debido a la influencia de la descarga del roespecialmente en poca de inundacin, los ajustes realizados a la componente residualno son buenos, por lo que no se incluyen en el informe. Requerir un estudio diferenteque se abordar en el futuro.

5 . Sugerencia para el clculo de Pleamar Mxima Viva Equinoccial y BajamarMnima Viva Equinoccial

Estos dos parmetros son muy solicitados desde que la REDMAR est enfuncionamiento, y no existe una unanimidad sobre su mtodo de clculo. Dado que laaccesibilidad a series histricas de nivel del mar es reciente, entendemos que los valoresque se vienen utilizando en los distintos puertos para estos parmetros habrn sidoobtenidos a partir de una informacin ms pobre que la ahora disponible. Por esta razn,hemos considerado que, con el fin de obtener un valor extremo de nivel del mar quetenga muy poca probabilidad de ocurrencia, se puede asumir el siguiente convenio declculo:

Pleamar Mxima Viva Equinoccial: suma de la Mxima Pleamar Astronmica y elresiduo meteorolgico mximo cuyo periodo de retorno sea 300 aos.

Bajamar Mnima Viva Equinoccial: restando a la Mnima Marea Astronmica elresiduo meteorolgico mnimo cuyo periodo de retorno sea 300 aos.

Ambos valores pueden obtenerse de forma directa y sencilla a partir de la documentacinincluida en este informe y en cualquier caso suponen una estimacin conservadora. Estemtodo de estimacin se propone sin perjuicio de un clculo ms preciso y acorde conlos criterios metodolgicos que postula la ROM 0.0, en la cual se establecen los nivelesde riesgo asumibles en las obras (probabilidad de fallo) teniendo en cuenta su vida til,as como las condiciones socioeconmicas y ambientales.

Barcelona PERIODO DE DATOS: 1993-2003 LAT: 41 21' 01" N LONG: 002 09' 41" E Marea Mixta con predominio de componente semidiurna

NGP 791 Referencia geodsica ms cercana

Mximo nivel observado99

Mxima marea astronmica57

2

4

1 Nivel medio del mar 26

Mnima marea astronmica13

Mnimo nivel observado-26

CERO DEL MAREGRAFO (1)

Ubicacin del maregrafo en el puerto (punto rojo) Valores expresados en cm; con signo negativo si estn por debajo del cero(1) cero del maregrafo = cero de Alicante

ANLISIS DE NIVELES OBSERVADOS (1) ESTADSTICA EXTREMAL DE RESIDUOS(Marea meteorolgica)

MX. NIVEL OBSERV. 99 MN. NIVEL OBSERV. -26 PARMETROS DE LA DISTRIBUCIN WEIBULL RESIDUO MAX. RESIDUO MIN. 9.2 10.7 1.2 16.7 -10.2 6.7 1.4 16.9

MX. MAREA ASTRON.(2) 57 MIN. MAREA ASTRON.(2) 13

RESIDUO = Nivel total - Nivel marea astronmica

RESIDUO MX. 53 RESIDUO MN. -35 RESIDUO MAX. RESIDUO MIN.Pr: P. Retorno (aos) 20 50 300 600 20 50 300 600Xr: Residuos (cm) 59 65 78 83 -35 -38 -43 -45Banda sup. 90% (cm) 70 79 99 106 -39 -43 -51 -54

(1) valores expresados en cm (2) simulacin de un ciclo nodal (18,6 aos)

+

=

1

Pr1lnrX

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Pr1lnrX

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Pr1lnrX

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Pr1lnrX

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Pr1lnrX

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