About the vertical structure of currents in the intermediate Rio de la Plata: observational study

Abstract

The Río de la Plata is one of the most important estuarine systems of the world and the most developed basin of eastern South America. Water levels and currents have been measured at many locations of the river and a number of depth-integrated (2-D) models have been applied to determine its circulation. Nevertheless, the three-dimensional characteristics of the currents have been never analyzed neither by means of direct observations nor by means of 3-D models. In this work current data measured using an Acoustic Doppler Current Profiler are presented to show the vertical structure of currents in the intermediate Rio de la Plata. In February 2-3 2000, a transect of approximately 16 Km long was repeated eleven times during 25 hours obtaining 1972 current profiles. After applying a specific processing, sinusoids with M2 (12.42 hours) period was fitted to the data series using least squares fitting method. The M2 amplitudes and phases of the EW and NS components of the current and both components corresponding to the mean flow (residuals) were obtained along the transversal section of the transect. Results showed that currents present strong vertical gradients not only in the phases of the semidiurnal constituent but also in the mean flux in the intermediate zone of the Rio de la Plata. Although the intermediate Rio de la Plata is a very shallow basin results reveal that the current from upper to bottom layers can rotate more than 90°. These results indicate that currents respond strongly to the local winds but their effects are mainly manifested at the upper layer. Finally, results indicate that 3-D baroclinic models (including temperature and salinity fields and a realistic atmospheric forcing) should be used in order to obtain a reliable and complete representation of currents especially at the intermediate and outer zone of the Rio de la Plata.

El Rio de la Plata es uno de los sistemas fluviales más importantes del mundo y la cuenca más desarrollada del sudeste sudamericano. Los niveles del agua y las corrientes han sido medidos en un gran número de sitios del río y, por otro lado, diversos modelos integrados en la vertical (2-D) han sido aplicados para determinar su circulación. Sin embargo, hasta el momento, las características tridimensionales de las corrientes no han sido descriptas ni mediante observaciones directas ni por medio de modelos 3-D. En este trabajo los datos de corrientes medidos con un Perfilador de Corrientes Acústico Doppler (del inglés ADCP) son presentados para mostrar la compleja estructura vertical de las corrientes en el Río de la Plata intermedio. Entre el 2 y 3 de febrero de 2000 se repitió once veces durante 25 horas una transecta de aproximadamente 16 Km de longitud obteniéndose un total de 1972 perfiles de corriente. Después de aplicar un procesamiento específico las series fueron ajustadas a sinusoides con periodo correspondiente a la componente de marea M2 (12.42 horas) utilizando el método de mínimos cuadrados. Se obtuvo así las amplitudes y fases de las componentes EW y NS de la corriente correspondientes a la M2 y las dos componentes para el flujo medio (residuos) a lo largo de la transecta estudiada. Los resultados muestran que las corrientes en la zona intermedia del Río de la Plata presentan intensos gradientes verticales no solo en las fases de las componentes semidiurnas sino también en las del flujo medio. Aunque el Río de la Plata intermedio es una cuenca muy somera los resultados revelan que las corrientes pueden variar su dirección en más de 90° entre las capas superior e inferior de la columna de agua. Estos resultados indican que las corrientes responden fuertemente a los vientos locales, pero sus efectos son principalmente manifestados en la capa superior. Finalmente, los resultados indican que para obtener una representación confiable y completa de las corrientes especialmente en las zonas intermedia y exterior del Río de la Plata deberían implementarse modelos baroclínicos 3- D que incluyan tanto los campos térmicos y salinos como así también forzantes atmosféricos realistas.