CARACTERIZACIÓN ESTADÍSTICA DE LA MULTIMODALIDAD Y LOS VALORES EXTREMOS DEL OLEAJE EN CHILE

Abstract

En este trabajo se realiza una caracterización de la multimodalidad y los valores extremos del oleaje en Chile. Para esto se trabajó con una base de datos de 35 años de hindcast (reanálisis) generada para el proyecto “Un Atlas de Oleaje para Chile” mediante el modelo de generación numérica WaveWatch III. Esta base de datos fue calibrada y validada con mediciones de boyas y misiones satelitales, por lo que posee un alto grado de confiabilidad (Beyá et al., 2017).El trabajo que se hizo con esta base involucra métodos de análisis clásicos utilizados ampliamente en el campo de la ingeniería marítima y técnicas desarrolladas en los últimos años que permiten describir el oleaje de forma más precisa. Además, se desarrollaron nuevas formas de caracterización del oleaje que se idearon con el fin de presentar la mayor cantidad de información de la forma más clara posible.Uno de los análisis realizados en este estudio es la caracterización de los eventos extremos y el cálculo de periodos de retorno utilizando una y dos variables. El primer método es el que generalmente se usa para estimar la recurrencia de un evento energético caracterizado sólo por su altura, mientras que el método bivariado desarrollado en este estudio permite caracterizar estos eventos por medio de su altura significativa y periodo medio, obteniéndose valores muy distintos entre ambos métodos para aquellos eventos de periodos de oleaje atípicos. La caracterización de estos eventos mostró que las alturas van desde los 3.9 m a los 16.5 m, con periodos medios entre los 7 s y 16 s y que, si bien la mayoría de las tormentas tiene su origen lejos de la costa, en la zona Austral del océano Pacífico, existen otras cuyo origen está en el hemisferio norte o son de generación local.Otro análisis corresponde a la cuantificación de la multimodalidad presente a lo largo de la costa de Chile, obteniéndose un gran porcentaje de oleaje bimodal durante los meses de verano para la zona centro y norte. Para el territorio insular la multimodalidad es aún más notoria llegando a tener en Isla de Pascua más de tres modos el 42% del tiempo. Los modos más recurrentes en la zona centro y norte corresponden a mar de fondo del suroeste y del noroeste, siendo el primero el más energético y, por consiguiente, el que presenta las mayores alturas de ola. A medida que se avanza hacia el sur el mar de fondo del suroeste se ve transformado gradualmente en uno del oeste debido a la dirección desde la que incide el oleaje, llegando a la zona austral prácticamente sin presencia de oleaje del sur.Finalmente cabe destacar que existen varias publicaciones de índole internacional que respaldan este trabajo, entre las cuales destacan: “Comparación de análisis extremo uni y bivariado para marejadas recientes en Chile” (Álvarez et al., 2016), “Generation and validation of the Chilean Wave Atlas database” (Beyá et al., 2017) y el “Atlas de Oleaje de Chile” (Beyá et al., 2016), documento que presenta gran parte de los resultados aquí expuestos y que se encuentra disponible para su descarga en www.oleaje.uv.cl.

In this work a characterization of the multimodality and extreme values of the waves in Chile is made. For this, a database of 35 years of hindcast (reanalysis) generated for the project "A Wave Atlas for Chile" using the model of numerical generation WaveWatch III is used. This database was calibrated and validated with measurements of buoy and satellite missions, so it has a high degree of reliability (Beyá et al., 2017).The work that was done with this base involves classic methods of analysis widely used in the field of maritime engineering and techniques developed in the last years that allow to describe the wave more accurately. In addition, new methods of wave characterization were developed in order to present as much information as clearly as possible.One of the analyzes carried out in this study is the characterization of extreme events and the calculation of return periods using one and two variables. The first method is the one generally used to estimate the recurrence of an energetic event characterized only by its height, while the bivariate method developed in this study allows to characterize these events using their significant height and average period, obtaining very different values between both methods for events of atypical waves periods. The characterization of these events showed that the heights range from 3.9 m to 16.5 m, with mean periods between 7 and 16 s and that, although most of the storms have their origin far from the coast, in the Austral zone of the Pacific Ocean, there are others that originate in the northern hemisphere or are of local generation.Another analysis corresponds to the quantification of the multimodality present along the coast of Chile, obtaining a great percentage of bimodal wave during the summer for the central and north zone. For the island territory, multimodality is even more noticeable showing in Easter Island more than three modes 42% of the time. The most recurrent modes in the central and north zone correspond to the southwest and northwest swell, being the first the most energetic and, consequently, the one with the highest wave heights. Towards the south zone, the southwest swell is gradually transformed into a west swell due to the direction from which the waves surge, reaching the southern zone with practically no southern waves.Finally, it should be noted that there are publications of international nature that support this work, among which stand out: “Comparación de análisis extremo uni y bivariado para marejadas recientes en Chile” (Álvarez et al., 2016), “Generation and validation of the Chilean Wave Atlas database” (Beyá et al., 2017) and the “Atlas de Oleaje de Chile” (Beyá et al., 2016), document that shows much of the results here exposed and that is available for download in www.oleaje.uv.cl.