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Nonlinear tide-surge interactions in the Río de la Plata Estuary
Estuarine, Coastal and Shelf Science ( IF 2.6 ) Pub Date : 2020-05-15 , DOI: 10.1016/j.ecss.2020.106834
Matías G. Dinápoli , Claudia G. Simionato , Diego Moreira

The nonlinear tide-surge interaction (NTSI) can significantly affect the levels associated with storm surges that threaten coastal areas. In this work, water level observations and numerical simulations are used to investigate those interactions in the large, mighty and socio-economically important Río de la Plata (RdP) estuary. We introduce a novel objective approach to seek evidence of nonlinear interactions in hourly water level records from six tide gauges collected along the coast. Results indicate that NTSI occurs in the RdP and suggest that it becomes more important upstream and along the southern coast of the estuary. CROCO ocean numerical model is used to quantify the interactions, to determine the areas where they are stronger, and to identify their sources. The amplitude of the interaction accounts for 16% of the total water level at the upper RdP, being comparable to tidal amplitude. The quadratic bottom friction is the principal cause of NTSI, and is modulated by the tidal current; therefore the nonlinearity is present all the time and is independent of the wind speed and direction. This is a particularity of this estuary and occurs because, as a consequence of its large width, surge currents are weak in spite of the big volume of water mobilized by the storms. Due to its nature, the interaction attenuates and smoothes the level anomalies due to the surge. Results highlight the need of utilizing a complete NTSI model for the forecast of the surge in the RdP; otherwise, the estuarine dynamic would be misrepresented generating significant forecasts errors (10%–20% at the upper RdP).



中文翻译:

拉普拉塔河口的非线性潮汐作用

非线性潮汐浪涌相互作用(NTSI)可以显着影响与威胁沿海地区的风暴潮相关的水平。在这项工作中,水位观测和数值模拟被用来调查在大型,强大且具有社会经济意义的里拉普拉塔河(RdP)河口中的相互作用。我们引入一种新颖的客观方法,以从沿海岸收集的六个潮汐仪中的小时水位记录中寻找非线性相互作用的证据。结果表明NTSI发生在RdP中,表明它在河口的上游和南部海岸变得更加重要。CROCO海洋数值模型用于量化相互作用,确定相互作用更强的区域并确定其来源。相互作用的幅度占上部RdP总水位的16%,与潮汐幅度相当。二次底摩擦是NTSI的主要原因,并由潮流调节。因此,非线性始终存在,并且与风速和风向无关。这是该河口的特殊性,并且由于其宽阔的原因,尽管风暴动员了大量水,但浪涌电流仍然很弱,因此发生了这种情况。由于其性质,交互作用会减弱和平滑由于电涌而引起的液位异常。结果强调需要使用完整的NTSI模型来预测RdP的激增;否则,河口动态将被错误地表示,从而产生明显的预报误差(在较高的RdP处为10%–20%)。与潮汐幅度相当。二次底摩擦是NTSI的主要原因,并由潮流调节。因此,非线性始终存在,并且与风速和风向无关。这是该河口的特殊性,并且由于其宽阔的原因,尽管风暴动员了大量水,但浪涌电流仍然很弱,因此发生了这种情况。由于其性质,交互作用会减弱和平滑由于电涌而引起的液位异常。结果强调需要使用完整的NTSI模型来预测RdP的激增;否则,河口动态将被错误地表示,从而产生明显的预报误差(在较高的RdP处为10%–20%)。与潮汐幅度相当。二次底摩擦是NTSI的主要原因,并由潮流调节。因此,非线性始终存在,并且与风速和风向无关。这是该河口的特殊性,并且由于其宽阔的原因,尽管风暴动员了大量水,但浪涌电流仍然很弱,因此发生了这种情况。由于其性质,交互作用会减弱和平滑由于电涌而引起的液位异常。结果强调需要使用完整的NTSI模型来预测RdP的激增;否则,河口动态将被错误地表示,从而产生明显的预报误差(在较高的RdP处为10%–20%)。并由潮流调节;因此,非线性始终存在,并且与风速和风向无关。这是该河口的特殊性,并且由于其宽阔的原因,尽管风暴动员了大量水,但浪涌电流仍然很弱,因此发生了这种情况。由于其性质,交互作用会减弱和平滑由于电涌而引起的液位异常。结果强调需要使用完整的NTSI模型来预测RdP的激增;否则,河口动态将被错误地表示,从而产生明显的预报误差(在较高的RdP处为10%–20%)。并由潮流调节;因此,非线性始终存在,并且与风速和风向无关。这是该河口的特殊性,并且由于其宽阔的原因,尽管风暴动员了大量水,但浪涌电流仍然很弱,因此发生了这种情况。由于其性质,交互作用会减弱和平滑由于电涌而引起的液位异常。结果强调需要使用完整的NTSI模型来预测RdP的激增;否则,河口动态将被错误地表示,从而产生明显的预报误差(在较高的RdP处为10%–20%)。由于其宽度较大,尽管风暴动员了大量水,但浪涌电流仍然很弱。由于其性质,交互作用会减弱和平滑由于电涌而引起的液位异常。结果强调需要使用完整的NTSI模型来预测RdP的激增;否则,河口动态将被错误地表示,从而产生明显的预报误差(在较高的RdP处为10%–20%)。由于其宽度较大,尽管风暴动员了大量水,但浪涌电流仍然很弱。由于其性质,交互作用会减弱和平滑由于电涌而引起的液位异常。结果强调需要使用完整的NTSI模型来预测RdP的激增;否则,河口动态将被错误地表示,从而产生明显的预报误差(在较高的RdP处为10%–20%)。

更新日期:2020-05-15
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