Artículos

 

Variaciones estacionales de la estructura termohalina en el sistema lagunar de Bahía Magdalena–Bahía Almejas y el mar adyacente*

 

Seasonal variations of the thermohaline structure in the Magdalena–Almejas Bay lagoon system and adjacent sea

 

O Zaitsev^1*, O Sánchez–Montante², M Saldivar–Reyes¹

 

¹ CICIMAR–IPN, Av. IPN s/n, Col. Playa Palo de Santa Rita, La Paz, 23096, Baja California Sur, México. * E–mail: ozaytsev@ipn.mx

² CICATA–IPN, Km. 14.5 Carretera Tampico, Puerto Industrial Altamira, Altamira, 89600, Tamaulipas, México.

 

Received November 2009
Accepted Agust 2010

 

RESUMEN

La variabilidad estacional de la temperatura superficial del mar (TSM) en el sistema lagunar Bahía Magdalena–Bahía Almejas (México) y en la región oceánico adyacente se caracterizó en términos de los promedios mensuales de las distribuciones de TSM obtenidas a partir de las imágenes satelitales de AVHRR durante el periodo 1996–2001. Adicionalmente, se analizaron los datos oceanográficos obtenidos durante cinco campañas de muestreo. Se realizó una subdivisión regional del área de estudio con relación a los procesos físicos importantes que afectan la estructura termohalina local, tales como las surgencias, el transporte de marea y los flujos superficiales de calor. Los ciclos anuales del promedio mensual de TSM para estas subregiones mostraron que durante el periodo de abril a septiembre el interior del sistema lagunar fue más cálido que la región oceánica adyacente. La máxima diferencia de 1.3°C se observó en junio. Durante el periodo de octubre a febrero el interior del sistema lagunar fue más frío (hasta de –1.5°C en diciembre). Estos resultados se explican en términos de la actividad de surgencias en la región oceánica adyacente y del enfriamiento invernal de la superficie en el interior del sistema lagunar, principalmente en Bahía Almejas. La mayor parte del sistema (cerca del 70% de su superficie) se caracteriza por una distribución vertical prácticamente homogénea. La estratificación termohalina modulada por la actividad de surgencia en la región oceánica adyacente se observó en la región más profunda del sistema lagunar (>15 m), especialmente durante el periodo de primavera–verano. Las condiciones oceánicas frecuentemente observadas en esta subregión de Bahía Magdalena se explican hipotéticamente por el efecto combinado de la surgencia costera y el transporte horizontal de marea. Estos efectos locales fueron más evidentes durante las fases del flujo de marea, cuando intensas corrientes (hasta de 1.1 m s^–1) produjeron una intensa mezcla vertical de aguas frías, resultando en una disminución apreciable de la TSM.

Palabras claves: estructura termohalina, variación estacional, surgencias costeras, Bahía Magdalena.

 

ABSTRACT

The seasonal variability of sea surface temperature (SST) in the Magdalena–Almejas Bay lagoon system (Mexico) and adjacent oceanic region was characterized in terms of the averaged monthly SST distributions obtained from AVHRR satellite images during the period 1996–2001. Additionally, oceanographic data obtained during five sampling campaigns were analyzed. A regional subdivision of the study area was made in relation to the main physical processes affecting the thermohaline structure, such as upwelling, tidal transport, and surface heat fluxes. Annual cycles of monthly mean SST for these subregions showed that during the period from April to September the inner lagoon water was warmer than the adjacent oceanic water, with a maximum difference of 1.3°C in June. During the period from October to February, the SST inside the lagoon system was lower than in the adjacent ocean (by up to –1.5°C in December). These results are discussed in terms of upwelling activity in the adjacent oceanic region and winter cooling effects on the surface, particularly in Almejas Bay. Most of the system (about 70% of its surface) is characterized by vertical homogeneity. Thermohaline stratification modulated by coastal upwelling activity in the adjacent oceanic region is observed in the deepest part of the lagoon system (>15 m), especially during the spring and summer. The oceanic conditions frequently observed in this subregion of Magdalena Bay are hypothetically explained by the combined action of coastal upwelling and horizontal tidal transport. These local effects were more evident during the flood, when a strong tidal flow (up to 1.1 m s^–1) produced intense vertical mixing of near–bottom cold water with upper layer water leading to reduced SST values.

Key words: thermohaline structure, seasonal variability, coastal upwelling, Magdalena Bay.

 

INTRODUCCIÓN

El sistema lagunar de Bahía Magdalena–Bahía Almejas está morfológicamente compuesto por tres cuerpos de agua: Bahía Almejas (BA), Bahía Magdalena (BM) y zona de canales (ZC). Los tres cuerpos de agua se interconectan mediante dos canales interiores, referidos como Canal San Carlos y Canal de Gaviotas (fig. 1a). La boca de BA es bastante somera, con una profundidad menor a 10 m, de tal forma que la boca de BM es considerada la boca principal del sistema lagunar. La profundidad máxima (45 m) se encuentra localizada en la parte central de la entrada a BM (fig. 1b), pero en general el sistema lagunar es relativamente somero (h < 20 m). El mar abierto adyacente tiene una plataforma continental angosta, con un gradiente batimétrico de aproximadamente 250 m en 25 km de extensión transversal a la costa.

El clima de la región es semiárido, con una precipitación anual escasa, por lo que el sistema lagunar se caracteriza como una cuenca de evaporación con condiciones del tipo antiestuarino en ZC y las regiones someras de BA (Álvarez–Borrego et al. 1975). Vientos del noroeste prevalecen la mayor parte del año, aunque vientos del sur son usualmente frecuentes de julio a septiembre (García–Escobar 1993).

Entre los pocos estudios sobre la hidrografía del sistema lagunar BM–BA se encuentran los trabajos de Álvarez–Borrego et al. (1975), quienes analizaron las condiciones físicas y químicas (temperatura, salinidad, oxígeno, pH, nutrientes) en las aguas superficiales; Acosta–Ruíz y Lara–Lara (1978), quienes reportan la variación diurna de las condiciones hidrofísicas y químicas en un único punto de medición situado cerca de la boca de BM; Lluch–Belda et al. (2000), quienes realizaron un análisis de la variabilidad espacial y temporal de la temperatura superficial del mar (TSM); y algunos trabajos recientes en los que se ha estudiado la dinámica de las corrientes en BM (Robinson y Gómez–Aguirre 2004, Gómez–Gutiérrez y Robinson 2006).

En general la variabilidad temporal de la TSM en la región subtropical de la costa del Pacífico de Baja California tiene un ciclo anual bien definido (Durazo et al. 2002, Sánchez–Montante et al. 2007). Particularmente, en el interior del sistema lagunar BM–BA se ha registrado un intervalo de variación anual de 7°C en TSM, entre marzo y septiembre (Lluch–Belda et al. 2000).

A partir de las investigaciones previas, se ha caracterizado a BM como un cuerpo de agua con condiciones hidrológicas del tipo oceánicas, debido a que la temperatura y la salinidad de esta bahía son relativamente menor que las que se encuentran en el interior de BA y de ZC. Lo anterior se puede explicar mediante la fuerte comunicación hidrodinámica entre BM y las aguas oceánicas adyacentes, en las cuales se ha identificado una zona típica de surgencias costeras generadas por el viento (Bakun y Nelson 1977). Las surgencias son de frecuencia estacional y de mayor intensidad durante el periodo de abril a junio (Zaytsev et al. 2003). Aunque esta actividad de surgencias es de menor intensidad que la que se presenta en los sistemas de surgencias de la región norte de California, se manifiesta regularmente en los campos hidrológicos superficiales (Zaitsev et al. 2007).

Obeso–Nieblas et al. (1999) reportaron que el régimen de marea de la región de estudio es del tipo diurno–semidiurno. El análisis estadístico de las variaciones del nivel del mar en el puerto de San Carlos (UNAM 1985) muestra que, durante el periodo de junio de 1974 a diciembre de 1976, la amplitud media de la marea durante la pleamar es de 0.83 m, mientras que durante la bajamar es de –0.87 m. Los registros máximos de la amplitud durante la pleamar y la bajamar, durante las mareas vivas, son de 1.56 m y –1.98 m, respectivamente. Debido a este considerable rango de fluctuaciones, se sugiere que las corrientes de marea son importantes como mecanismo de transporte advectivo a través de las bocas del sistema en BM y BA. Adicionalmente, Acosta–Ruíz y Lara–Lara (1978) reportaron que las condiciones físicas y químicas de las aguas profundas de BM varían de acuerdo con el ciclo de marea, por lo menos cerca de la boca de BM.

Los principales propósitos de este estudio son: (1) evaluar las variaciones estacionales de la temperatura en las diferentes subregiones del sistema lagunar en relación con el forzamiento oceánico y (2) elucidar la extensión sobre la cual el agua oceánica afecta la estructura termohalina del sistema lagunar. Para realizar estos objetivos, se analizan las distribuciones mensuales de TSM derivadas de las imágenes satelitales del Radiómetro Avanzado de Muy Alta Resolución (AVHRR, por sus siglas en inglés), y los datos complementarios hidrológicos (perfiles de CTD) e hidrodinámicos (variaciones del nivel del mar y corrientes en las bocas y canales del sistema) obtenidas durante las campañas de muestreo en el periodo de 2000 a 2003.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Las imágenes mensuales promedio AVHRR de 1996 a 2001 se procesaron y segmentaron para analizar la variabilidad estacional de la TSM. Los datos de los índices de surgencias costeras, calculados a partir de los campos de presión atmosférica obtenidos por el Fleet Numerical Meteorology and Oceanography Center (FNMOC) de la flota naval estadounidense, están disponibles en el sitio web PFEL (http://www.pfeg.noaa.gov/). Los datos del Índice Multivariante de El Niño–Oscilación del Sur (ENSO) obtenidos de la página de Internet de NOAA Earth System Research Laboratory (http://www.esrl.noaa.gov/psd/people/klaus.wolter/MEI/) se incluyeron en esta investigación a fin de considerar como referencia los patrones interanuales que pueden modular la variabilidad térmica del sistema lagunar BM–BA.

Las mediciones hidrográficas se realizaron dentro y fuera del sistema lagunar BM–BA durante cinco campañas de muestreo realizadas por el grupo de oceanografía del Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas (CICIMAR–IPN) entre los años 2000 y 2003 (4–8 de abril de 2000, 19–23 de febrero de 2001, 13–17 de noviembre de 2001, 21–24 de mayo de 2002 y 19–23 de marzo de 2003). En cada campaña se realizaron mediciones de perfiles verticales de temperatura, conductividad y presión utilizando un CTD SeaBird–19Plus. La figura 2 muestra las localizaciones exactas de los lances de CTD. Adicionalmente, el correntómetro InterOcean S4 con sensor de corrientes se ancló en la boca de BM durante el periodo que abarca desde el 21 de mayo hasta el 5 de julio de 2002, a fin de obtener la variabilidad temporal de las corrientes. En marzo de 2003 se realizaron las mediciones de las corrientes en una sección transversal de la boca de BM con un perfilador acústico Sontek 0.5 MHz.

 

RESULTADOS

La serie de tiempo de las variaciones del nivel del mar que fueron registradas en la boca de BM durante un anclaje de 45 días (21 de mayo a 5 de julio de 2002) se muestra en la figura 3a. El rango de marea quincenal varió de 0.6 m durante la marea muerta a 2.30 m durante la marea viva. La intensidad de las corrientes en la boca de BM (fig. 3b) varió de 0.35 m s^–1 durante la marea muerta a 0.7 m s^–1 durante la marea viva. El espectro de energía de las variaciones del nivel del mar (fig. 3c) muestra los picos de máxima densidad espectral en los periodos astronómicos de marea diurna (K₁, O₁) y semidiurna (M₂, S₂). La razón entre las componentes diurnas y semidiurnas de la marea, F = (K₁ + O₁)/(M₂ + S₂) = 0.72 < 1.5 (Bowden 1983), confirma el hecho de que el régimen de marea es mixto con predominancia semidiurna. Las intensidades de las corrientes en la boca de BM tuvieron el doble de las intensidades registradas en la boca de BA. Considerando que el área de la sección transversal de la boca de BM es aproximadamente 15 veces mayor que la boca de BA, se establece que el principal forzamiento de la circulación en todo el sistema lagunar (y especialmente la circulación en BM) es el que se ejerce a través de la boca de BM. Por su parte, las mediciones de las corrientes a través de la boca de BA y el canal de interconexión de ambas bahías, Canal de Gaviotas, son prácticamente del mismo rango de intensidades en ambos canales (alcanzando 0.5 m s^–1 en la capa de fondo durante las fases de flujo). Sin embargo, el área de la sección del Canal de Gaviotas es aproximadamente dos veces mayor que la de la boca de BA, lo que sugiere que la circulación en el interior de BA es principalmente forzada por el intercambio que ocurre a través del Canal de Gaviotas.

A fin de determinar las características espaciales de las variaciones estacionales de TSM, se calcularon las anomalías mensuales de TSM, con respecto a los valores promedio mensuales, sobre el periodo de 1996 a 2001. Las distribuciones correspondientes para los meses de febrero, mayo, agosto y noviembre, se presentan de manera independiente para la región adyacente del mar abierto (fig. 4) y para el interior del sistema lagunar (fig. 5). La secuencia de las distribuciones de la anomalía de la TSM en la región oceánica adyacente esboza la evolución temporal estacional de la interacción térmica entre las latitudes tropicales y extratropicales. En febrero y mayo (fig. 4) se observa un cambio en la dirección del gradiente de TSM, transversal al sistema BM–BA, que coincide con el periodo de intensificación de la Corriente de California (Schwartzlose y Reid 1972). Por tanto, es de esperase un transporte de aguas superficiales más frías y menos salobres en la zona subtropical en el campo mensual de la TSM. No obstante, los contornos de los valores máximos de las anomalías negativas aparecen en las proximidades de la boca de BM durante la primavera (fig. 4a). Esta característica del campo de la TSM está asociada a las surgencias costeras forzadas por el viento prevaleciente del noroeste en el periodo de marzo a junio. Las anomalías de TSM en estas zonas de surgencia disminuyeron hasta –2°C respecto al valor promedio mensual y en eventos extremos hasta –3°C. En agosto y más claramente en noviembre el gradiente de las anomalías de TSM en la sección sur de la región oceánica adyacente presentó una dirección latitudinal de tal forma que el campo de las isotermas fue perpendicular a la costa. Anomalías positivas de TSM (de hasta 1°C) alcanzaron las latitudes de BM, indicando una intrusión transversal a lo largo de la costa de aguas subtropicales hacia el norte, observación que es consistente con los resultados de Durazo y Baumgartner (2002).

Las distribuciones espaciales de las anomalías promedio mensuales de TSM en el interior de BM se caracterizaron por un gradiente ascendente orientado hacia el sureste durante el periodo de primavera y verano (fig. 5a–b), presentando una diferencia entre las condiciones locales en las subregiones profundas y someras de BM. Anomalías negativas abarcaron prácticamente toda el área de BM, mientras que anomalías positivas fueron características de BA, con valores máximos mayores que 3°C (en mayo) y 1.5°C (en agosto) en la parte este de BA. Esta diferencia está asociada con el calentamiento por irradiación solar de las aguas someras en BM, y muy particularmente en BA, en contraste con el influjo de agua fría, asociada a la actividad local de surgencias, como resultado del transporte a través de la boca de BM. Durante el periodo de otoño e invierno (fig. 5c–d), el campo de las anomalías en BM fue más homogéneo; los mayores gradientes se observaron en la distribución de las anomalías negativas, que abarcaron la parte oeste de BA, extendiéndose sobre la región sureste de BM. Una pequeña área de las anomalías negativas se localizó en la región noroeste de BM, incluyendo la boca principal de BM en febrero (fig. 5d). En general, el campo de anomalías de TSM en BA durante estos meses presentó un patrón similar, con los gradientes de TSM orientados desde la boca y el Canal de Gaviotas hacia el noreste de BA.

A fin de explicar los contrastes térmicos observados en términos de los distintos procesos dinámicos locales, los datos de TSM–AVHRR se agruparon por subregiones según la influencia de los procesos físicos descritos anteriormente (fig. 6). En la región oceánica adyacente, se especificó una zona de surgencias (subregión 2, fig. 6a). En el interior de esta subregión, se especificó adicionalmente la zona de anomalías máximas de TSM, delimitada en correspondencia con la actividad de surgencias máximas (subregión 3, fig. 6a). Los promedios espaciales de TSM sobre estas subregiones de actividad de surgencias (subregiones 2 y 3) fueron analizados independientemente, a fin de obtener la variabilidad estacional de las surgencias en relación con las variaciones estacionales de TSM en ambas regiones, la región oceánica adyacente y el interior del sistema lagunar. En el interior de este último, la región de mayor profundidad (>15 m) en BM, la región menos profunda de BM y la región completa de BA fueron asignadas como subregiones 4, 5 y 6, respectivamente (fig. 6a). La profundidad de 15 m fue elegida para delimitar las regiones profundas de las someras en BM, debido a que a partir de estas profundidades el gradiente batimétrico es mayor (fig. 1b). Esta subdivisión hizo posible distinguir las características de la variabilidad temporal de TSM en BM independientemente de las de BA y ZC, así como del contraste en TSM entre las subregiones someras y profundas de BM.

La comparación de la media de los ciclos anuales de TSM promediados para el periodo 1996–2001, correspondientes a las zonas de surgencias (subregiones 2 y 3, fig. 6a) y la región oceánica adyacente (fig. 6b), indica diferencias significativas durante el periodo de abril a julio. La máxima diferencia (>2°C) ocurrió en mayo. Se encontró una diferencia mínima en TSM entre la subregión 3 (zona principal de surgencias) y la subregión 4 (profunda) de BM (fig. 6c). Es notable que el agua superficial en la subregión 3 (máxima anomalía negativa de TSM) fue más fría que el de la subregión 4 en el periodo de abril a julio. La región somera de BM, y especialmente BA, presentaron temperaturas mayores que la sub–región 3, alcanzando valores máximos de 4.5°C durante el mes de junio. Asimismo, la tendencia de enfriamiento que se presentó durante el periodo de surgencias en la región de BM no se observó en el ciclo anual de BA.

El análisis de TSM promedio de todo el interior de BM–BA mostró que durante el periodo de abril a septiembre el agua superficial del sistema lagunar resultó más cálido que en la región oceánica adyacente, alcanzando una diferencia máxima en junio (hasta 1.3°C). En contraste, para el periodo de octubre a febrero, la TSM media en el interior del sistema lagunar fue menor que el valor medio de TSM en la región oceánica adyacente (hasta 1.5°C en diciembre).

Las diferencias máximas de hasta 1°C registradas entre los promedios mensuales de las subregiones someras y profundas, en el interior de BM (fig. 6c, en junio), confirman que las aguas superficiales en la subregión profunda de BM fueron más frías que en la subregión somera de BM, excepto para el periodo de octubre a febrero, cuando se presentó una situación inversa. Por su parte, el ciclo anual de TSM en BA presentó los valores máximos (~27.0°C) en agosto y el valor mínimo (~17.5°C) en febrero.

La variabilidad interanual de las anomalías mensuales de TSM para tres de la zona principal de surgencias, la zona profunda de BM y la zona de BA (subregiones 2, 4 y 6, respectivamente, en fig. 6a), se presentan en la figura 7a en relación con los indicadores climáticos durante el periodo de 1996 a 2001. La figura 7b muestra los valores de MEI correspondientes. Con base en estos valores se observó un incremento significativo en las anomalías de TSM durante el evento de El Niño 1997–1998 (fig. 7a), particularmente en la variación correspondiente a la zona principal de surgencias (anomalías positivas mayores que 4°C en junio y septiembre, 1997). Estas anomalías de TSM se asociaron con las variaciones en el patrón de circulación en la región oceánica adyacente, características de una disminución en la intensidad del viento y un decremento en la actividad de surgencias (Durazo y Baumgartner 2002, Palomares–García et al. 2003). Recíprocamente, se presentaron anomalías máximas negativas en la región de BA durante el evento La Niña de 1999–2001 (hasta de –4°C en mayo de 1999, mayo–junio de 2000 y junio–julio de 2001).

Las distribuciones espaciales obtenidas a partir de las mediciones en tres campañas muestran patrones de TSM (fig. 8, paneles de la izquierda) similares a los anteriormente descritos (fig. 5.), con los gradientes positivos desde la boca hacia las regiones someras de BM y desde el Canal Gaviotas hacia la región este en BA, así como los patrones de salinidad (fig. 8, paneles de la derecha). Los valores mínimos de ambas variables se localizan en una vecindad cercana a la boca de BM. El contraste en TSM entre la región profunda y la región somera de BM es más evidente durante el periodo de surgencias, como se observa en la campaña de abril de 2000 (fig. 8a).

Secciones verticales de temperatura y salinidad en el interior del complejo lagunar en febrero de 2001 (fig. 9) mostraron que la estratificación vertical se observó en la parte más profunda de BM, adyacente a la entrada de la bahía, extendiéndose hasta la mitad de la bahía. En el resto del complejo lagunar, con profundidades menores que 15 m, la estructura vertical fue prácticamente homogénea con gradientes verticales pequeños y locales. Una homogeneidad vertical muy semejante en las áreas someras fue también observada durante las campañas de abril de 2000 y noviembre de 2001. Esta distribución indica la presencia de una intensa mezcla vertical, causada probablemente, por la interacción del flujo de la marea y la fricción del fondo, además del oleaje generado por el viento. El área sombreada en la figura 9 (panel superior) es indicativa de la zona en la que se observó una estratificación asociada a la interacción dinámica con la región oceánica adyacente.

La figura 10 muestra las distribuciones del exceso de densidad durante las campañas de abril de 2000, febrero de 2001 y noviembre de 2001. El patrón de distribución en abril de 2000 (fig. 10a) presenta gradientes de densidad orientados desde las regiones someras hacia las profundas, alcanzándose los valores máximos en una vecindad cercana a la boca de BM. Sin embargo, durante noviembre de 2001 (fig. 10b) la distribución superficial de la densidad fue prácticamente uniforme con valores máximos, sin significancia numérica, en la región del Canal San Carlos y la boca de BM.

En febrero de 2001 (fig. 10c) el agua superficial presentó una mayor densidad en las regiones de ZC y BA debido a un incremento en la salinidad probablemente inducido por una intensa evaporación. A pesar de las variaciones pequeñas de la densidad observadas en la profundidad de 5 m (fig. 10d), estos resultados demuestran que las condiciones superficiales en BM–BA se presentaron con mayor uniformidad durante el otoño e invierno que en el resto del año.

En la figura 11 se muestran las corrientes medidas con un perfilador de corrientes acústico Doppler (ADCP) durante las fases del flujo y reflujo máximos de marea del 24 de marzo de 2003, a través de una sección transversal a la boca de BM. La distribución durante el flujo de marea (fig. 11a) mostró una estructura asimétrica a lo largo del transecto, con un núcleo de intensidades máximas (hasta de 1.1 m s^–1) en la parte oriental de la entrada de BM. La distribución de las corrientes registradas durante el reflujo de marea (fig. 11b) presentó una mayor uniformidad y las intensidades no excedieron de 1 m s^–1. Es notable que, en general, las corrientes máximas se concentraron en medio de la columna de agua, en la capa de 8 a 15 m de profundidad. Las intensidades de las corrientes superficiales se encuentraron en un rango de 0.5 a 0.7 m s^–1, probablemente moduladas por el forzamiento del viento. Las corrientes del fondo no superaron la intensidad de 0.7 m s^–1, lo cual es consistente con los datos obtenidos por medio de un corrientimetro instalado en el fondo (fig. 3). Los flujos instantáneos de transporte de agua, calculados mediante la integración de las corrientes en el área de la sección, fueron iguales a 172,000 y 161,700 m³ s^–1 para el flujo y el reflujo máximos de marea, repectivamente.

 

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

Los datos de TSM de las imágenes AVHRR muestran que las aguas superficiales en el interior del sistema lagunar fueron más cálidas que las de la región oceánica adyacente durante el periodo de abril a septiembre (con diferencia máxima de 1.3°C en junio), cuando las surgencias indujeron una disminución de TSM en la región oceánica adyacente. Durante el periodo de octubre a febrero las aguas superficiales en el interior del sistema lagunar fueron más frías que las de la región oceánica adyacente (en aproximadamente 1.5°C) debido al enfriamiento invernal de la superficie marina.

El análisis de las distribuciones espaciales de TSM en la región oceánica adyacente indica la existencia de un patrón bien definido de surgencias costeras durante el periodo de primavera–verano (fig. 4a–b). Esta actividad de surgencias induce la presencia de aguas frías subsuperficiales frente a la boca de BM. Las distribuciones de TSM en el interior del sistema lagunar (figs. 5a–b, 8a) indican que los gradientes horizontales térmicos se presentaron con mayor intensidad durante la primavera y el verano, cuando la actividad de surgencias afectó directamente las aguas de la región profunda de BM y también la TSM en esta zona mediante la mezcla vertical, mientras que la irradiación solar incrementó la temperatura de aguas someras de BM. Estos factores indujeron un marcado contraste térmico entre las aguas de las regiones profundas y someras del sistema lagunar.

Los datos obtenidos de los perfiles verticales de CTD, en los que se observó una homogeneidad vertical en la mayor parte del sistema lagunar BM–BA (aproximadamente el 70% del área de la laguna), caracterizan al sistema lagunar como un cuerpo de agua bien mezclado, especialmente en aguas de las regiones someras (fig. 10). Por tanto, la distribución superficial de los parámetros termohalinos puede ser representativa para estimar las propiedades hidrológicas medias de la mayor parte del sistema lagunar. La estratificación que se presentó en la subregión profunda de BM, cerca de la boca principal, presentó una variabilidad estacional bien marcada. En el invierno, cuando la termoclina principal generalmente se encuentra a una profundidad mayor que la de la boca de BM (>45 m), las aguas superficiales de la región oceánica adyacente que son transportadas hacia el interior de BM por el efecto de marea pertenecieron a la capa superficial de mezcla y no afectaron mucho la homogeneidad vertical de la zona profunda de BM. En cambio durante la primavera y el verano el ascenso de la termoclina hacia la superficie, asociado al calentamiento de aguas superficiales y a la actividad de surgencias costeras, actúa en conjunto con el flujo de la marea para producir un influjo de las aguas frías provenientes de capas profundas de la región oceánica adyacente hacia el interior de BM. Como resultado de este proceso acoplado, se estableció una estratificación vertical en las aguas profundas de BM. Este forzamiento oceánico, observado en la distribución de TSM, tiene una influencia que afecta prácticamente a la mitad del área superficial de BM (figs. 8a, 9).

Los dos posibles mecanismos mediante los cuales se efectúa el transporte de aguas oceánicas frías y densas a través de la boca de BM son: el transporte dirigido por los gradientes de densidad y el transporte por marea. Es poco probable que el influjo neto de agua fría en primavera y verano sea provocado por efectos de densidad. La estratificación observada en la subregión profunda de BM se mantuvo, en general, dentro de la misma subregión y desapareció hacia el centro de BM en las condiciones de intensa mezcla vertical, la cual resulta de la interacción de las fuertes corrientes de marea (fig. 11) con el fondo rocoso y gradientes de topografía. Algunos de los incrementos locales de salinidad, asociados a los procesos de evaporación, se observaron únicamente en ZC y la región somera de BA (figs. 8 [panel derecho], 10). Este exceso de salinidad es parcialmente compensado por un calentamiento local (fig. 8, panel derecho). A excepción de estas regiones, el campo de densidad en el interior del sistema lagunar fue prácticamente homogéneo en la mayor parte de BM (fig. 9). Estas condiciones no son favorables para el desarrollo de circulación gravitacional notable.

La hipótesis del comportamiento de marea en el transporte de aguas subsuperficiales frías hacia el interior de BM es consistentemente más probable. Las mareas de carácter mixto tienen una cierta asimetría en el tiempo, expresada en el hecho de que durante la transición de la marea viva (sicigia) a marea muerta (cuadratura) la duración y la amplitud de los flujos y reflujos consecutivos fueron diferentes (Pugh 1987). Por lo tanto, durante ciertos periodos de tiempo (varios ciclos de marea) se generó un flujo neto temporal de agua dirigido hacia dentro (o fuera) del cuerpo de agua costera. La dirección de este flujo neto depende de la fase del ciclo lunar de la marea. En particular, esta asimetría temporal entre el flujo y reflujo se observa en la figura 11. Con un promedio del ciclo lunar de la marea, estos flujos se compensan. También, los efectos topográficos en la zona de la boca de BM determinan la distribución espacial asimétrica de las corrientes de marea en la sección de entrada y diferentes patrones de flujo y reflujo, como se muestra en la figura 11.

Aguas frías subsuperficiales son transportadas al interior de BM durante las fases de flujo de la marea. Las corrientes intensas registradas durante el flujo de la marea viva (desde 0.7 m s^–1 en la capa del fondo hasta 1.1 m s^–1 en la columna de agua, fig. 11) indujeron una mezcla vertical intensa como resultado de la interacción con la pendiente del fondo hacia la zona céntrica de BM (fig. 1b), disminuyendo la temperatura en la columna de agua y, en cierta medida, la TSM. Debido a la mezcla horizontal y la asimetría (temporal y/o espacial) de las corrientes de marea, cierta cantidad de esta agua fría puede mezclarse en el interior de BM con las aguas internas y no salir durante la fase siguiente de reflujo, formando un flujo "residual" y dando origen a regiones localizadas de mínima TSM dentro de BM (fig. 8a).

Debido a la escasa profundidad en la boca de BA, no existe un influjo de aguas profundas oceánicas, por lo que las únicas estratificaciones (menores que 1°C) que se presentaron en BA se asociaron con el ciclo diario de radiación solar.

 

AGRADECIMIENTOS

Esta investigación fue apoyada por la Secretaría de Investigación y Posgrado (SIP) del Instituto Politécnico Nacional (IPN, México, proyectos de investigación 20.01 y 20031396). Los trabajos a bordo del B/O El Puma fueron apoyados por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT). Se reconoce la beca de grado del CONACYT y el apoyo del PIFI–IPN otorgados a O Sánchez–Montante a través del programa de doctorado. Se agradece atentamente al departamento de Oceanografía Física del ICMyL–UNAM, y especialmente a C Robinson–Mendoza, quien proporcionó los datos de ADCP para marzo de 2003. Asimismo, se agradece muy sinceramente a E Martínez, R Rodríguez y A Gallegos, quienes facilitaron el acceso a las imágenes satelitales de AVHRR, cuyo procesamiento previo fue realizado dentro del proyecto OPOS del LOF/ICMyC. Finalmente, se agradece a dos revisores anónimos por sus valiosos comentarios y sugerencias.

 

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NOTA

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