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Surgencia costera en la zona central de Chile, durante el cicloEl Niño-La Niña 1997-1999.

Coastal upwelling in central Chile during El Niño-La Niña cycle 1997-1999.

MÓNICA BELLOa

Mª ÁNGELA BARBIERIb/c

SERGIO SALINASc

LUIS SOTOd

aServicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada.bInstituto de Fomento Pesquero.

cPontificia Universidad Católica de Valparaíso.dUniversidad del Bío-Bío.

RESUMEN

Las variaciones espacio-temporalesde la Temperatura Superficial del Mar(TSM) y series costeras de vientos y niveldel mar se analizaron desde octubre de1997 a septiembre de 1999 en la zona cen-tral de Chile (32º-36º S, 71º-75º W). Duran-te este período el área de estudio estuvoafectada por el fenómeno El Niño 1997-98y La Niña 1998-99, permitiendo identificardiferencias en las estructuras térmicas su-perficiales. En el evento cálido (El Niño),se presentaron isotermas de agua fría enla franja costera (surgencia) más cálidasque un período normal y menoresgradientes de temperatura desde la costahacia el océano que en el evento frío (LaNiña). Los eventos de surgencia fueron másfrecuentes en La Niña.

Se identificaron tres áreas desurgencia costera: Valparaíso (32,5º-33,1ºS) con el foco en punta Curaumilla, al surde San Antonio (33,5º-34,2º S) con el focoen punta Topocalma y al sur de Constitu-

ción (34,9º-35,9º S) con el foco en caboCarranza y punta Nugurne. Los pulsos deviento produjeron descensos en el nivel delmar y enfriamientos costeros, con una du-ración de 3 a 15 días, donde las orienta-ciones de la lengua surgente de cada área,estaban asociadas a vientos del S y SW. Enel evento cálido, el agua surgente del áreade Valparaíso se orientó hacia el W y NWpara vientos del S, mientras que al sur deSan Antonio mantuvo una dirección predo-minante hacia el NW y al sur de Constitu-ción principalmente hacia el W para vien-tos del S. Mientras que en un evento frío,la orientación predominante del aguasurgente fue hacia el W con vientos del SWy al sur de San Antonio también hacia el W,pero con vientos del S más intensos que losobservados durante El Niño.

ABSTRACT

Spatial and temporal variations of seasurface temperature (TSM) and coastal seriesof winds and sea level were analyzed from

Key words: El Niño, La Niña, upwelling,temperature, sea level, winds.

Palabras claves: El Niño, La Niña, Surgencia, Tem-peratura, nivel de mar, viento.

S. AVARIA, J. CARRASCO, J. RUTLLANT y E. YÁÑEZ. (eds.). 2004. El Niño-La Niña 1997-2000. Sus Efectos en Chile. CONA, Chile, Valparaíso. pp. 77-94.

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October from 1997 to September of 1999 in thecentral zone of Chile (32º-36º S, 71º-75º W).During this period the study area was affectedby the El Niño 1997-98 and La Niña 1998-99phenomena, allowing the identification of di-fferences in surface thermal structures. During El Niño event warmer than normal waters wereobserved in the coastal margin, where typicalupwelling cold waters dominate during normalperiods. Smaller temperature gradients offsho-re than in the cold event (La Niña) were also ob-served. The upwelling events were more fre-quent during La Niña periods.

Three coastal upwelling cells were identi-fied: Valparaíso (32,5º-33,1º S) with its focus atPunta Curaumilla, south of San Antonio (33,5º-34,2º S) with its focus at Punta Topocalma andsouth of Constitución (34,9º-35º,9º S) with itsfocus at Cabo Carranza and Punta Nugurne.Wind events of 3 to 15 days produced lowe-ring in the sea level near the coast and coa-stal cooling. The orientation of the upwellingtongue at each cell, was associated to windsfrom the S and SW. During the warm event thetongue of upwelled water at Valparaíso wasoriented toward the W and NW for winds fromthe S, while a predominant direction towardthe NW was observed south of San Antonioand mainly toward the W south of Constitu-ción for winds from the S. On the other hand,in the cold event the dominant orientationof the upwelled water in Valparaíso wastoward the W for winds from the SW, andsouth of San Antonio it was also toward theW but for winds from the S and more intensethan those observed during El Niño.

INTRODUCCIÓN

En los océanos, los centros de mayorproductividad biológica se encuentran lo-calizados a lo largo de los bordes orienta-les. En esas áreas se producen importantescentros de surgencia costera generados porla dirección dominante del viento, orien-tación de la costa y efecto de la rotaciónde la tierra (Smith, 1968; 1995). Este aflora-

miento de agua subsuperficial, provoca unadisminución de temperatura superficial delmar y oxígeno disuelto, un aumento de nu-trientes, logrando que estas zonas sean refer-tilizadas, favoreciendo la productividad prima-ria (Glantz, 1996; Voituriez & Jacques, 2000).

A lo largo de la costa chilena, es usualla ocurrencia de surgencia costera entre laslatitudes 18º S y 38º S debido a la orienta-ción de la costa y al régimen de vientos, don-de predominan los del S y SW, éstos son elresultado de la presencia del anticiclónsubtropical del Pacífico sur oriental (Bakun& Nelson, 1991). Fonseca & Farías (1987)mencionan que en teoría la surgencia coste-ra se puede presentar en toda la costa nortey central de Chile. Sin embargo, este proce-so se ha observado en puntos específicoscomo bahías, puntas y cabos. En la zona cen-tral de Chile se ha identificado como un im-portante centro local de surgencia costerapunta Curaumilla (33º S) (Brandhorst, 1971;Fonseca & Farías, 1987; Strub et al., 1998) yal sur de San Antonio, donde se ha observa-do un notorio afloramiento de aguas fríasque se extienden hacia el NW, abarcando laplataforma continental en un lapso de 3 a 4días (Fonseca & Farías, 1987).

En términos generales, la variabilidaddel sistema oceanográfico frente a las cos-tas de Chile central, está determinada porsurgencias costeras continuas, corrienteshacia el norte que llevan agua subantártica,como la intrusión de aguas subtropicales ha-cia el sur, la propagación de ondas atrapa-das a la costa y un flujo subsuperficial haciael polo. Desde el punto de vista dinámico,dicha variabilidad puede afectar a las co-rrientes, la mezcla de la columna de agua,la intensidad de las surgencias, como tam-bién la temperatura y nivel del mar sobre laplataforma y el talud continental a lo largodel sistema de la corriente de Humboldt(Shaffer et al., 1997, 1999).

Durante el período de estudio, la cos-ta de Chile fue afectada por un evento ElNiño, que registró considerables anomalías

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positivas de temperatura entre abril de1997 y junio de 1998 en el océano Pacíficoecuatorial central y este (McPhaden,1999), lo que provocó alteraciones en laspesquerías e inundaciones en la zona nor-te y centro del país. El Niño 1997-98 fuerelativamente breve, en comparación a lacondición fría (La Niña), que se desarrollóentre septiembre de 1998 y mayo del 2000de características débil a moderado.

Este estudio tiene como objetivoidentificar áreas de surgencia entre las la-titudes 32º S y 36º S, analizar su variaciónespacial y temporal, desde octubre de1997 a septiembre de 1999. Asimismo,identificar diferencias en las estructurastérmicas superficiales entre un evento cá-lido (El Niño) y frío (La Niña), y determinarlas relaciones existentes entre el viento,temperatura y nivel del mar.

MATERIALES Y MÉTODOS

Para el estudio se dispusieron deimágenes diarias de Temperatura Superfi-cial del Mar (TSM), provenientes delRadiómetro Avanzado de Alta Resolución(AVHRR) satélite NOAA (National Oceanicand Atmospheric Administration), facilita-das por el Laboratorio de Percepción Re-mota de la Pontificia Universidad Católicade Valparaíso. Se dispuso de 452 imágenesde TSM, de las cuales se utilizaron 357, de-bido a que 95 imágenes tenían una cober-tura de nubes sobre un 90%. El período deestudio fue separado en dos, el primerocomprendió desde octubre de 1997 a sep-tiembre de 1998 y el segundo desde octu-bre de 1998 a septiembre de 1999. Las imá-genes de TSM abarcaron un área de 32º S a36º S y de 71º W a 75º W, con una resoluciónespacial de 1 milla x 1 milla.

A partir de las imágenes diarias deTSM se calculó el promedio total y mensualpara el período de estudio. De la serie men-sual se obtuvieron perfiles de temperatura

provenientes de franjas paralelas a la costaa 3, 10, 30 y 60 millas. Estas señales fueronfiltradas para eliminar las fluctuaciones dealta frecuencia y graficadas en función deltiempo y espacio con el fin de identificarzonas frías, cálidas y sus extensiones desdela costa a estas distancias (Barbieri et al.,1995).

De cada imagen diaria de TSM seidentificaron las isotermas asociadas a lafranja costera y se obtuvo el rango de tem-peratura deseado con una precisión menora 1 ºC. Las isotermas más frecuentes parael primer y segundo período fueron de 15ºC y 13 ºC respectivamente, las que fueronconsideradas como indicadores de aguasde menor temperatura (surgencia). Ade-más, se calcularon las frecuencias de es-tas isotermas a una distancia de 3, 10 y 30millas de la costa. La extensión espacial yorientación de la surgencia se obtuvo mi-diendo la distancia más alejada desde lalínea costera hacia la zona oceánica de lalengua surgente, incluyendo el ángulo queformaba sobre un eje virtual en la costacon dirección norte–sur.

La información de viento fue obte-nida de las estaciones meteorológicas depunta Ángeles (33,0º S; 71,6º W), puntaPanul (33,6º S; 71,6º W), cabo Carranza(35,3º S; 72,4º W) (Servicio Meteorológicode la Armada de Chile) y Bellavista (36,7º S;73,0º W) (Universidad de Concepción).

A los datos de viento se realizó unanálisis de estadística básica, frecuenciade dirección y magnitud. Se obtuvo el ci-clo diario del viento y, a partir de éste, seseleccionaron las observaciones de las 14y 20 horas, debido a que el viento en esehorario muestra una mayor persistencia endirección y magnitud (Pizarro et al., 1994).Se calcularon las componentes U y V, losejes de máxima y mínima varianza, pormedio de la matriz varianza-covarianza, yel seudo esfuerzo del viento (SES), ya querepresenta la señal del índice de surgencia(Letelier, 1998).

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SES = V *(V2 + U2)1/2

donde, V y U son las componentes del vien-to en la dirección norte (V) y oeste (U).

Los datos del nivel del mar para Valpa-raíso fueron obtenidos en la página web Uni-versity of Hawaii Sea Level Center (http://uhslc.soest.hawaii.edu/uhslc/datai.html),que se caracterizaron por estar referidos aun mismo nivel y sin información faltante.Estos fueron corregidos por el efecto del ba-rómetro invertido para eliminar las fluctua-ciones debido a cambios en la presión y fil-trados (coseno-Lanczos de 121 pesos) pararemover la marea.

Los datos de temperatura del marmedidos en la costa para Valparaíso (33,03ºS; 71,63º W), fueron proporcionados por elServicio Hidrográfico y Oceanográfico de laArmada de Chile (SHOA). La informaciónfaltante fue mínima, e interpolada lineal-mente. Para identificar y describir eventosde enfriamientos se calcularon las anoma-lías de temperatura, restando el promediohistórico de temperatura que fue facilitadopor el SHOA (20 años de información, 1980-2000).

Para determinar la asociación entrelas variables de TSM y la temperatura me-dida en la costa frente a Valparaíso se em-pleó el análisis estadístico de correlación(Bendat & Pierson, 1986). Se obtuvo unamáxima correlación de 0,77, y un rezagode cero días, indicando que las series po-seen un alto grado de interrelación. Deesta forma los datos de TSM quedarán vali-dados con una confianza del 90% (Pizarro,1991).

Las series costeras de nivel del mar,seudo esfuerzo del viento y anomalía detemperatura para Valparaíso, fueron ana-lizadas en el dominio de la frecuencia yrelacionadas entre sí en las distintas ban-das de frecuencias mediante un análisis decoherencia-fase (Bendat & Pierson, 1986;Jenkins & Watts, 1968).

RESULTADOS

VARIABILIDAD ESPACIAL Y TEMPORAL DELA TSM

En la figura 1 se observa la distribuciónespacial del promedio total de la TSM. Se re-portaron isotermas que fluctuaron entre 13ºC y 16 ºC, y se observó un aumento de la TSMdesde el sector costero al oceánico. Esta va-riabilidad se debió principalmente a la señalanual y el aporte de aguas frías provenientesde eventos de surgencias costeras localizadasen la zona centro-sur del área de estudio.

Las temperaturas máximas y mediaspara cada mes se obtuvieron de las imáge-nes mensuales (Fig. 2), donde se aprecióclaramente el dominio de la señal anual(Soto, 1999). La serie de temperatura me-dia mensual mostró el patrón estacional, contemperaturas máximas en los meses de ve-rano. Entre el segundo y primer período seobservó una diferencia de 1,8 ºC, debido fun-damentalmente a que la zona de estudio es-tuvo afectada por El Niño 1997-1998 y LaNiña 1998-99.

La figura 3 muestra la notable varia-bilidad de la TSM mensual en función deltiempo y espacio a 3 millas de la costa, evi-denciando la clara señal anual descrita an-teriormente. Desde enero a mayo de 1998, seregistraron las máximas temperaturas entrelos 32º S y 24º S, oscilando entre 16 ºC y 19 ºC,debidas principalmente al desarrollo de ElNiño 1997-98. Mientras que en el segundo pe-ríodo las máximas temperaturas (16 ºC) sepresentaron en los meses de enero y febrerode 1999 durante La Niña 1998-1999.

Al comparar los perfiles de TSM men-sual en función del tiempo y espacio a 3,10, 30 y 60 millas de la costa, en términosde períodos más cálidos y fríos se distin-guió una distribución de temperatura se-mejante. Asimismo, se observó que lastemperaturas fueron aumentando gradual-mente en la franja de 3 a 60 millas de lacosta (Fig. 3).

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tinguió una importante componente favora-ble a la surgencia, siendo más intensa en elsegundo período.

El viento mensual de punta Panul, fueel menos intenso de todas las observacio-nes meteorológicas y no superó los 4 m/s.Este viento débil se debió principalmente ala ubicación geográfica de la estación, de-biéndose excluir esta información en lospróximos análisis. El viento mensual deTalcahuano, también presentó intensidadesmenores que las descritas en punta Ángelesy cabo Carranza, caracterizándose por man-tener la tendencia de mayores valores enprimavera-verano y menores en invierno.

La orientación más frecuente de laslenguas surgentes para la primera área desurgencia, fue hacia el W en ambos períodos,siendo mayor en el segundo (Fig. 6). Estasorientaciones fueron comparadas con el vien-to de punta Ángeles, observándose vientospredominantes del S (46,7%) (Fig. 7) y exten-siones longitudinales de las lenguas surgenteshacia el W, NW y SW con frecuencias del or-den de 30%, siendo mayor hacia el W, con el37% (Fig. 6). En el segundo período, el vientose caracterizó por presentar mayores porcen-tajes de vientos del SW (43,9%), distinguién-dose un aumento en las extensioneslongitudinales hacia el W con el 50%.

Durante el primer período, la orien-tación más frecuente de las lenguas sur-gentes en la segunda área de surgencia,fue hacia el NW (50%) (Fig. 6), en cambiopara el segundo período fue hacia el W(45%). Comparando estas orientacionescon el viento de cabo Carranza, se observóque la dirección predominante fue del S(52%) en ambos períodos (Fig. 7). Sin em-bargo, en el segundo período se registra-ron intensidades mayores del viento.

La orientación más frecuente de laslenguas surgentes en la tercera área desurgencia fue hacia el W, con 62 y 56% parael primer y segundo período respectiva-mente (Fig. 6). Al ser comparada con las

ÁREAS DE SURGENCIA COSTERA

Las isotermas de 15 ºC y 13 ºC fueronlas más frecuentes para el primer y segundoperíodo respectivamente. Para estasisotermas se determinó la distribución lati-tudinal y se calculó la frecuencia de ocurren-cia a 3, 10 y 30 millas desde la costa (Fig. 4).Se pudo apreciar zonas que indicaron la pre-sencia de agua más fría, permitiendo identi-ficar tres áreas de surgencia para la zona deestudio (Tabla I).

Tabla I. Ubicación geográfica de las áreas de surgencia.

Table I. Geographic location of upwelling cells.

En ambos períodos, el área menosfrecuente fue la ubicada al norte de lazona de estudio (Fig. 4). En tanto que, du-rante el primer período, la segunda áreade surgencia mostró frecuencias similarescon la tercera área. En el segundo perío-do, el área situada al sur presentó mayo-res frecuencias.

ORIENTACIÓN Y EXTENSIÓN ESPACIAL DELA SURGENCIA COSTERA ASOCIADA CONEL VIENTO

La figura 5 muestra los vectores pro-medios mensuales del viento y los ejes demáxima y mínima varianza para cada esta-ción meteorológica, apreciándose que laselipses asociadas a la varianza fueron an-gostas y se alinearon notablemente a lacosta con más del 80% de la varianza enesta dirección.

En las estaciones de punta Ángeles ycabo Carranza, el viento reportó caracterís-ticas similares, con valores máximos en losmeses de octubre a marzo, y mínimos entremayo y julio. En el primer período, se dis-

Área Latitud (º S)1 32,5 – 33,12 33,5 – 34,23 34,9 – 35,9

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frecuencias de dirección del viento de caboCarranza coincidió con los vientos predomi-nantes del S (Fig. 7). Asimismo, en la esta-ción de Talcahuano se distinguieron vientospredominantes del SW, con 33,3 y 41,2% paracada período. Estos resultados fueron coinci-dentes con la orientación de la línea de costa yla ubicación geográfica de la estación.

DURACIÓN DE LA SURGENCIA COSTERAASOCIADA CON EL VIENTO Y NIVEL DELMAR

Tomando como base las anomalías dia-rias de temperatura de la estación costerade Valparaíso (Fig. 8a), se realizó un segui-miento de los eventos de enfriamientos pre-sentados durante el período de estudio. Sedistinguieron 19 eventos de enfriamientosque variaron de un año a otro y se caracteri-zaron por ser alternados con períodos de re-lajamiento.

En el primer período se registraron 10eventos de enfriamientos, mientras que enel segundo se distinguieron 9. Si bien, du-rante el período frío (La Niña 1998-99) seobserva una menor cantidad de eventos deenfriamientos, estos registraron una mayorduración en el tiempo y mayores magnitudesen las anomalías negativas de temperatura.Es así como la máxima anomalía negativa detemperatura fue de –1,8 ºC, que correspon-dió al evento Nº 17 que tuvo una duraciónaproximada de 30 días, porque incluyó treseventos que no alcanzaron a finalizar cuandoya comenzaba el otro (Fig. 8a).

Al comparar las anomalías de tem-peratura con el seudo esfuerzo del viento(SES) (Fig. 8b) y nivel del mar (Fig. 8c), engeneral se observó un SES favorable a lasurgencia antes de una anomalía negativade temperatura y disminución en el niveldel mar. Sin embargo, a mediados de mayode 1998 el nivel del mar presentó un máxi-mo de 12 cm y anomalías positivas de tem-peratura, como respuesta al desarrollo delfenómeno El Niño 1997-98.

En el segundo período, los eventosde enfriamiento fueron más frecuentes yregistraron mayores anomalías negativasde temperatura que el primer período,principalmente porque estuvieron modula-dos por La Niña 1998-1999.

ANÁLISIS ESPECTRAL Y COHERENCIA-FASE

Se obtuvieron los espectros de fre-cuencia de las series costeras de Valparaísocorrespondientes al nivel del mar, la ano-malía de temperatura y el seudo esfuerzodel viento (SES) (Figs. 9a, b y c), desde el 1ºde octubre de 1997 al 30 de septiembre de1999. La serie de nivel del mar tuvo unmáximo significativo en la banda de los 0,02cpd, frecuencia asociada al período de 50días, en cambio la temperatura y el SES pre-sentó un pico en la banda de los 0,03 cpd(33 días) y un aumento de densidad espec-tral cercano a 0,06 cpd (16 días).

Las tres series mostraron simultánea-mente energía asociada en las bandas cerca-nas a 0,11 cpd (9 días) y 0,41 cpd (2,4 días).Además, se apreció en el nivel del mar unabanda de frecuencia centrada en 0,2 cpd (5días), mientras que en el SES se reconocióun pico en esta frecuencia. Cabe señalar queen esta frecuencia, la temperatura tambiénmostró un aumento de densidad espectral.No obstante, el nivel del mar y SES reportanun aumento en la frecuencia de 0,27 cpd (3,7días). En tanto que el SES y temperaturamostraron energía asociada a la frecuenciade 0,46 cpd (2,1 días).

Los resultados del análisis de cohe-rencia cuadrada entre las series de SES ytemperatura, mostraron 8 picos significa-tivos al 95% (Fig. 10a).

El primer pico se distinguió en la fre-cuencia de 0,03 cpd (33 días), con una fasede –45º y un retardo en la temperatura de 3días. En torno a la frecuencia de 0,06 (16días), el rezago de la temperatura fue delorden de 3 días. Las frecuencias cercanas

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0,11 cpd (9 días), 0,2 cpd (5 días), 0,42 cpd(2,4 días) y 0,46 cpd (2,1 días), reportaronla coherencia con un retraso en la tempera-tura de 1 día aproximadamente. Cabe seña-lar que la coherencia encontrada a la fre-cuencia en torno a 0,11 cpd, fue significativaal 90%, aproximadamente.

Entre las series de SES y nivel delmar, se observaron 7 picos significativos al95% (Fig. 10b). Las coherencias encontra-das en las frecuencias 0,03 cpd (33 días) y0,04 cpd (25 días), presentaron una fasede 10º y –19º respectivamente. Las fre-cuencias en torno a 0,11 cpd (9 días), 0,2cpd (5 días), 0,27 cpd (3,7 días) y 0,41 cpd(2,4 días), mostraron coherencia entre am-bas series con un retraso en el nivel delmar de 1 día aproximadamente en el pe-ríodo de 5 y 6 días. No obstante, menor aeste período casi no hubo desfase entre lasseries.

Entre las series del nivel del mar ytemperatura, se observaron 4 máximos sig-nificativos al 95% (Fig. 10c). Las coherenciasencontradas en torno a la frecuencia de 0,04cpd (25 días), presentaron un retardo de 3días. Mientras que las frecuencias de 0,11cpd (9 días) y 0,42 cpd (2,4 días), mostraronque las series respondieron casi en fase.

DISCUSIÓN

Desde octubre de 1997 hasta mayo de1998, la estructura superficial de la tempe-ratura fue más cálida que un año normal,debiéndose principalmente a los efectos delfenómeno El Niño 1997-1998 que estaba endesarrollo. Este evento cálido fue descritopor McPhaden (1999) como uno de los másintensos, generando mayor impacto climá-tico, que se sintió alrededor de todo el mun-do. Sin embargo, en junio 1998 comenzó eltérmino de El Niño, dando paso a una estruc-tura superficial más fría de lo normal que semantuvo hasta el final del período de estu-dio. La Niña 1998-99, fue más importante por

duración que por intensidad (Fedorov & Phi-lander, 2000) y de características débiles amoderados.

La distribución mensual de las tem-peraturas medias reportó una diferenciade 2 ºC aproximadamente entre ambos pe-ríodos, siendo más cálido el primer perío-do (evento cálido). Esta diferencia es co-herente con la selección de las isotermasrepresentativas para cada período (15 ºC y13 ºC) que permitió identificar tres áreasde surgencia en la zona de estudio.

La primera área de surgencia inclu-yó un importante centro local de surgen-cia en punta Curaumilla (Valparaíso, 33º S),que ha sido reconocido por diversos auto-res (Johnson et al., 1980; Fonseca & Fa-rías, 1987). En ambos períodos reportó me-nores frecuencias que las identificadas alsur. Durante La Niña 1998-99, se observa-ron mayores frecuencias de la isoterma re-presentativa hasta 10 millas de la costa.

Al sur de San Antonio (33º 30’ S) hastapunta Topocalma (34º 07’ S), se ubicó la se-gunda área de surgencia (Fonseca & Farías,1987). En términos de frecuencia, duranteel evento cálido alcanzó porcentajes simila-res a la tercera área. Mientras que en LaNiña 1998-99, se pudo diferenciar como lasegunda área más frecuente.

La tercera área de surgencia se exten-dió desde punta Duao (34º 53’ S) hasta puntaNugurne (35º 57’ S). Brandhorst (1971) y Ke-lly & Blanco (1984) han descrito a punta Nu-gurne como un centro de surgencia. Duranteel evento frío (La Niña 1998-99), se pudo dis-tinguir a esta área como la más frecuente yla que presentó mayores extensiones longi-tudinales del agua surgente.

A una distancia de 3 millas de la cos-ta, las tres áreas de surgencia reportaronmayores frecuencias en su tercio central.Sin embargo, a 10 millas de la costa el áreade surgencia de Valparaíso y al sur de SanAntonio mostraron que este centro de

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máxima frecuencia se desplazó hacia el nor-te, siendo más evidente al sur de San Anto-nio, que además presentó un remanente conla misma tendencia a 30 millas de la costa.

Si bien, existió una diferencia en tér-minos de frecuencias de las isotermas repre-sentativas del agua surgente durante El Niño1997-98 y La Niña 1998-99, cabe destacarque en el evento cálido no implicó una au-sencia de agua surgente en la franja coste-ra. Este resultado coincide con el estudiorealizado por Huyer et al. (1987), sobre lasurgencia costera en Perú entre los años1981 y 1984, considerando un período nor-mal y un evento de El Niño. Durante El Niño1982-83 se reportaron vientos favorables ala surgencia que generaron un ascenso deaguas subsuperficiales, caracterizándose porser más cálidas que un año normal.

Gran parte de la variabilidad de bajafrecuencia intraestacional (período de 50días) presentes en los registros de tempera-turas superficial del mar, nivel del mar y co-rrientes frente a las costas de Perú y de lazona norte-centro de Chile, posee un origenecuatorial (Huyer et al., 1991, Shaffer et al.,1997 y Pizarro, 1999). En la escala interanualesta influencia ecuatorial se encuentra fuer-temente modulada por el ciclo El Niño-LaNiña (Castillo, 2003).

Tal como se indicó en los resultados,los espectros de energía de las seriescosteras de nivel del mar y temperaturafrente a Valparaíso mostraron picos altamen-te significativos a períodos de 30 y 60 días,los cuales estarían asociados a fluctuacionesde origen remoto tal como lo han descritopara el nivel del mar y corrientes Huyer etal. (1987) en las costas de Perú y Shaffer etal. (1997), Pizarro (1999) y Castillo (2003) enlas costas norte y centro de Chile. Mientrasque esta influencia intraestacional en latemperatura ha sido documentada porHormazábal (1999) y Bello (2001).

A mayores frecuencias, el viento y latemperatura mostraron una alta coherencia

en la banda de 0,06 cpd (16 días) con un re-zago de 3 días. En tanto que el viento, latemperatura y el nivel del mar se relaciona-ron en las bandas centradas en 0,11 cpd (9días) y 0,41 cpd (2,4 días). Estas bandas defrecuencia han sido relacionadas a la in-fluencia local del viento (Shaffer et al.,1997), especialmente en la banda de 2 días.Sin embargo, la banda de 10 días además depresentar un forzamiento local puede tenerrelación con un origen remoto (Enfield etal., 1987, Shaffer et al., 1997, Pizarro, 1999y Shaffer et al., 1999) asociado a ondasmezcladas de Rossby-Gravedad (Enfield etal., 1987, Pizarro, 1999 y Castillo, 2003).

La señal anual del viento a lo largo dela costa estuvo caracterizada por vientospredominantemente del S y SW. Las varia-ciones de amplitud en los pulsos de viento,reportaron valores máximos en verano y mí-nimos en invierno, siendo consistente con loobservado por Pizarro (1991), Pizarro et al.(1994) y Letelier (1998) en la zona norte deChile. Las variaciones del viento, pueden serexplicadas por el desplazamiento estacionaldel anticiclón del Pacífico Sur (Fuenzalida,1990; Pizarro et al., 1994).

La ubicación de las estaciones meteoro-lógicas juega un rol importante, debido a queel eje principal sobre el cual ocurren las per-turbaciones se orientó en una dirección aproxi-madamente norte-sur paralelo a la costa conuna componente favorable a la surgencia, queprevaleció casi todo el año, siendo más inten-sa y estable en verano, coincidiendo con losresultados obtenidos por Pizarro et al. (1994)en la zona norte de Chile.

Las orientaciones de la lenguasurgente de las tres áreas de surgencia es-taban asociadas a vientos del S y SW. En elárea de Valparaíso, el agua surgente seorientó hacia el W con vientos del SW. Mien-tras que al sur de San Antonio, se desplazópreferentemente hacia el NW con vientosdel S y magnitudes frecuentes en el rangode 1 a 4,9 m/s. Este resultado coincidió conlo descrito por Fonseca & Farías (1987),

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quienes distinguieron una lengua surgentebastante notoria al sur de San Antonio, ex-tendiéndose hacia el NW y ocupando toda laplataforma continental en sólo 3 a 4 días.Sin embargo, el agua surgente de esta árease orientó hacia el W cuando aumentó lafrecuencia de magnitud en el rango de 5 a8,9 m/s. No obstante, el agua surgente delárea al sur de Constitución, se orientó haciael W con vientos del S.

CONCLUSIONES

Estudios de fluctuaciones intraestaciona-les, han mostrado que perturbaciones de ori-gen ecuatorial como el fenómeno El Niño y LaNiña, pueden llegar a dominar la variabilidadde las temperaturas y el nivel del mar de lascostas de Perú y Chile. Es así, como las imáge-nes diarias de Temperatura Superficial del Mar(TSM), permitieron observar diferencias en losvalores de TSM y en las estructuras térmicassuperficiales entre un evento cálido (El Niño1997-98) y evento frío (La Niña 1998-99).

Durante El Niño, se presentaronisotermas de agua fría en la franja coste-ra, que estaban asociadas a procesos loca-les como surgencia, caracterizándose porser más cálidas que un período normal yreportar menores gradientes de tempera-tura desde la región costera hacia laoceánica que durante La Niña.

Se identificaron tres áreas de surgen-cia en el área de estudio: Valparaíso (32º,5-33º,1 S) con el foco en punta Curaumilla, alsur de San Antonio (33,5º-34,2º S) con el focoen punta Topocalma y al sur de Constitución(34,9º-35,9º S) con el foco en cabo Carranzay punta Nugurne, donde las orientaciones delagua surgente estaban asociadas a vientosdel S y SW. Durante La Niña los eventos desurgencia son más frecuentes y se registranmayores extensiones longitudinales desde lacosta hacia el océano.

En la banda intraestacional, las seriescosteras de nivel del mar y temperatura fue-

ron moduladas por oscilaciones de baja fre-cuencia de origen ecuatorial. A frecuencias másaltas, el viento y la temperatura fue altamen-te coherente en la banda de 16 días con unrezago de 3 días. Por otra parte, la relaciónentre la temperatura y el nivel del mar, estu-vo centrada en la banda de 9 y 2 días, respon-diendo a pulsos de viento con un retraso entre1 y 2 días. Estos pulsos de viento produjerondescensos en el nivel del mar y enfriamientoscosteros, con una duración de 3 a 15 días.

AGRADECIMIENTOS

Este estudio fue realizado dentro delmarco del proyecto Fondef D98I1022 “Me-joramiento de la eficiencia de flotas pes-queras industriales de cerco mediante eluso de cartas satelitales de zonas proba-bles de pesca en la zona norte de Chile” acargo del Dr. Eleuterio Yáñez. Agradece-mos al Servicio Hidrográfico y Oceanográ-fico de la Armada de Chile (SHOA), al Ser-vicio Meteorológico de la Armada de Chile(SMA) y la Universidad de Concepción porlas facilidades prestada en la adquisiciónde datos. Asimismo, al Laboratorio de Per-cepción Remota de la Pontificia Universi-dad Católica de Valparaíso por la disponi-bilidad de imágenes diarias de satélite detemperatura superficial del mar.

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88

O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S

21

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

1997 1998 1999

Máxima

Media

Fig. 1: Temperatura superficial del mar promedio.

Fig. 1: Mean sea surface temperature.

Fig. 2: Serie mensual de temperaturas máximas y medias.

Fig. 2: Montly series of maximum and mean temperatures.

-32

S

W

-33

-34

-35

-36-75 -74 -73 -72 -71

Lati

tud

(gra

do

s)

Longitud (grados)

16

15

14

13

oC

20

18

16

14

12

10

89

3 millas

10 millas

30 millas

60 millas

La

titu

d(g

rad

os)

La

titu

d(g

rad

os)

La

titu

d(g

rad

os)

La

titu

d(g

rad

os)

-33

-33

-33

-33

-34S

S

S

S

-34

-34

-34

-35

-35

-35

-35

-36

-36

-36

-36

-32

-32

-32

-32

O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S

1997 1998 1999

O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S

1997 1998 1999

O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S

1997 1998 1999

O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S

1997 1998 1999

20

18

16

14

12

10

ºc

Fig. 3: Serie temporal y espacial de perfiles de temperatura a 3, 10, 30 y 60 millas desdela costa.

Fig. 3: Temporal and spatial series of temperature profiles at 3, 10, 30 and 60 nauticalmiles offshore.

90

60

40

20

032 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36

3 millas

Fre

cuenci

a(%

)Latitud (grados)

N=83

60

40

20

032 32,5 33 33,5 34 34,5 35 35,5 36 S

Fre

cuenci

a(%

)Latitud (grados)

1º área 2º área 3º área

1 per odoí

60

40

20

032 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36

10 millas

Fre

cuenci

a(%

)

Latitud (grados)

60

40

20

032 32,5 33 33,5 34 34,5 35 35,5 36 S

Fre

cuenci

a(%

)

Latitud (grados)

1º área 2º área 3º área

60

40

20

032 32,5 33 33,5 34 34,5 35 35,5 36 S

3 millas

Fre

cuenci

a(%

)

Latitud (grados)

1º área 2º área 3º área

2º período

N=198

60

40

20

032 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36

10 millas

Fre

cuenci

a(%

)

Latitud (grados)

60

40

20

032 32,5 33 33,5 34 34,5 35 35,5 36 S

Fre

cuenci

a(%

)

Latitud (grados)

1º área 2º área 3º área

60

40

20

032 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36

30 millas

Fre

cuenci

a(%

)

Latitud (grados)

60

40

20

032 32,5 33 33,5 34 34,5 35 35,5 36 S

Fre

cuenci

a(%

)

Latitud (grados)

1º área 3º área

60

40

20

032 32,5 33 33,5 34 34,5 35 35,5 36 S

30 millas

Fre

cuenci

a(%

)

Latitud (grados)

1º área 2º área 3º área2º área

er

Fig. 4: Frecuencia latitudinal de isotermas representativas a 3, 10 y 30 millas desdela costa.

Fig. 4: Latitudinal frequency of representative isotherms at 3, 10, and 30 nauticalmiles offshore.

O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S

1997 1998 1999

O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S

1997 1998 1999

-77 -76 -75 -74 -73 -72 -71 W- - - - -

--

--

-Latitu

d(g

rados)

Longitud (grados)

-32 S

-33

-34

-35

-36

-37

-38

10m/s_____________

Talcahuano

Cabo Carranza

Punta Panul

Punta Ángeles

Fig. 5: Vectores promedios mensuales del viento y elipses asociadas a los ejes demáxima y mínima varianza.

Fig. 5: Monthly averages of wind vectors and ellipses associated to the orthogonalvariance axes.

91

1º ÁreaN=19

Fre

cuencia

(%)

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS SW WSWSW NW

Direcciones

N=70

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS SW WSWSW NW

1 período 2º período

1º ÁreaN= 36

Fre

cuencia

(%)

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS SW WSWSW NW

Direcciones

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS W NW

70

60

50

40

30

20

10

0

70

60

50

40

30

20

10

0

N=62

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS SW WSWSW NW

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS W NW

70

60

50

40

30

20

10

0

2º ÁreaN=

Fre

cuencia

(%)

70

60

50

40

30

20

10

0

N=24

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS SW WSWSW NW

N=

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS W NW

N=

70

60

50

40

30

20

10

0

3º ÁreaN=

Fre

cuencia

(%)

70

60

50

40

30

20

10

0

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS SW WSWSW NW

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS W NW

70

60

50

40

30

20

10

0

2º ÁreaN=32

Fre

cuencia

(%)

70

60

50

40

30

20

10

0

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS SW WSWSW NW

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS W NW

70

60

50

40

30

20

10

0

3º Área70

60

50

40

30

20

10

0

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS SW WSWSW NW

70

60

50

40

30

20

10

0N NE E SE SS W NW

70

60

50

40

30

20

10

0

Fre

cuencia

(%)

70

60

50

40

30

20

10

0

Direcciones Direcciones

DireccionesDirecciones

er

Fig. 6: Frecuencia de dirección de la lengua surgente.

Fig. 6: Frequency of direction of the upwelling tongue.

92

SWN NE E SE S W NW

Fre

cuencia

(%)

70

60

50

40

30

20

10

0

Direcciones

1 período

P. Ángeles

SWN NE E SE S W NW

Fre

cuencia

(%)

70

60

50

40

30

20

10

0

Direcciones

2º período

P. ngelesÁ

SWN NE E SE S W NWFre

cuencia

(%)

70

60

50

40

30

20

10

0

Direcciones

C. Carranza

SWN NE E SE S W NW

Fre

cuencia

(%)

70

60

50

40

30

20

10

0

Direcciones

C. Carranza

SWN NE E SE S W NW

Fre

cuencia

(%)

70

60

50

40

30

20

10

0

Direcciones

Talcahuano

SWN NE E SE S W NW

Fre

cuencia

(%)

70

60

50

40

30

20

10

0

Direcciones

Talcahuano

er

Fig. 7: Frecuencia de dirección del viento.

Fig. 7: Wind direction histogram.

93

3

2

1

0

-1

-2

-3

O N D E F M A J J A S O N D E F MM

M

M

A M J J A S

( a )

An

om

alía

Tem

per

atu

ra(º

C)

1 23

45

6 7 8 910

7

11 12

13

14

15

16

17

18

19

24

16

8

0

-8

-16

-24

O N D E F M A J J A S O N D E F M A M J J A S

( c )

Niv

eld

elm

ar(c

m)

1998 19991997

1998 19991997

1998 19991997

O N D E F M A J J A S O N D E F M A M J J A S

( b )

SE

S(m

/s)

120

80

40

0

-40

-80

-120

22

Fig. 8: Series costeras de Valparaíso: (a) anomalía de temperatura, (b) seudo esfuerzo del viento y(c) nivel del mar.

Fig. 8: Coastal time series at Valparaíso: (a) temperature anomaly, (b) wind pseudo-stress and (c) sealevel.

94

100 10 5 33 251

0,8

0,6

0,4

0,2

00,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Frecuencia (cpd)

Co

he

ren

cia

Cu

ad

rad

a

( b )( b )

Período (días)100 10 5 33 25

180

90

0

-90

-1800,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Frecuencia (cpd)

Co

he

ren

cia

Cu

ad

rad

a

Período (días)

100 10 5 33 25180

90

0

-90

-1800,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Frecuencia (cpd)

Co

he

ren

cia

Cu

ad

rad

a

Período (días)

100 10 5 33 25180

90

0

-90

-1800.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Co

he

ren

cia

Cu

ad

rad

a

Período(días)

100 10 5 33 251

Frecuencia (cpd)

Período (días)

100 10 5 33 251

0.8

0.6

0.4

0.2

00.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Frecuencia (cpd)

Co

he

ren

cia

Cu

ad

rad

a

Período(días)

0,8

0,6

0,4

0,2

00,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Co

he

ren

cia

Cu

ad

rad

a

95%

80%

95%

80%

95%

80%

( a )( a )

( c )

Frecuencia (cpd)

Den

sida

dE

spec

tral

(cm

día)

2

100 10 5 33 25104

103

102

101

100

10-1

104

103

102

101

100

10-1

10-2

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Frecuencia (cpd)

Período (días)

( a )

95%

Den

sida

dE

spec

tral

(C

día)

02

100 10 5 33 25

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Frecuencia (cpd)

Período (días)

( b )

95%

Den

sida

dE

spec

tral

(mdí

a)4

4/s

100 10 5 33 25

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Frecuencia (cpd)

Período(días)

( c )

95%

Fig. 9: Espectros de las series costera: (a) nivel del mar, (b) ano-malía de temperatura y (c) seudo esfuerzo del viento.

Fig. 9: Coastal time series spectra: (a) sea level, (b) sea tempe-rature anomaly and (c) wind pseudo-stress.

Fig. 10: Coherencia cuadrada y fase entre las seriescosteras: (a) seudo esfuerzo del viento -anomalía de temperatura, (b) seudo esfuerzodel viento - nivel del mar y (c) nivel del mar -anomalía de temperatura.

Fig. 10: Square coherence and phase of coastal timeseries: (a) wind pseudo-stress - anomaly oftemperature, (b) wind pseudo-stress - sea level(c) sea level - sea temperature anomaly.