Artículos

 

Modelación de la circulación invernal y la retención de partículas en el sistema lagunar Bahía Magdalena-Almejas (Baja California Sur, México)

 

Modeling winter circulation and particle retention in the Magdalena-Almejas Bay lagoon system (Baja California Sur, Mexico)

 

MV Morales-Zárate¹, AL Aretxabaleta², FE Werner², SE Lluch-Cota¹*

 

¹ Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C., Apartado postal 128, La Paz, CP 23000, Baja California Sur, México. * E-mail: slluch@cibnor.mx

² Department of Marine Sciences, University of North Carolina, Chapel Hill, North Carolina, 27599-3300, USA.

 

Recibido en marzo de 2006
Aceptado en septiembre de 2006.

 

Resumen

Se describe la circulación y el transporte pasivo de partículas en las inmediaciones del sistema lagunar Bahía Magdalena Almejas mediante un modelo lineal de circulación en el dominio de la frecuencia con el que se obtuvieron los campos básicos de flujo. El modelo está forzado por mareas, marea residual, viento medio, viento periódico para simular el efecto de la brisa marina y una simulación aproximada del efecto de la Corriente de California. Se realizaron dos experimentos principales, uno enfocado a detectar zonas de retención en el interior del sistema lagunar, y el segundo para observar el intercambio de partículas entre el sistema y el océano abierto adyacente. Se encontró que las partículas sembradas en el sistema tienden a quedarse dentro y concentrarse en regiones particulares que se correspondieron con la distribución real de bancos pesqueros de recursos bentónicos y, en segundo término, que durante condiciones poco comunes de viento se pueden presentar intrusiones importantes de partículas de la plataforma continental al interior del sistema lagunar. Los resultados son de importancia para el estudio de la zona en general, y particularmente para la modelación y desarrollo de pronósticos de procesos de deriva larval de recursos pesqueros importantes.

Palabras clave: modelación, deriva larval, Bahía Magdalena, retención de partículas.

 

Abstract

We describe circulation and passive particle transport in the Magdalena-Almejas Bay lagoon system through a linear circulation model in the frequency domain to obtain basic flux fields. The model is forced by tides, residual tides, mean wind speed, periodic winds (to simulate sea breeze), and an approximation of advection in the California Current. Two main experiments were performed: one to detect retention zones within the lagoon system and another to evaluate particle exchange between the lagoon system and the open ocean. We found that particles seeded within the system tend to remain inside and concentrate in restricted areas that correspond to the real distribution of benthic fish and that, under rare wind conditions, masses of particles seeded on the continental shelf could enter the lagoon system. The results are relevant for the general study of the system and for modeling and developing forecasts of the larval drift of important fish resources.

Key words: modeling, larval drift, Magdalena Bay, particle retention.

 

Introducción

Uno de los mayores retos de la modelación ecológica costera es la descripción de la relación que guardan la circulación y la deriva larval de diferentes recursos, dada la necesidad que existe de hacer pronósticos de dispersión larval, éxito de desove y reclutamiento. Una forma de atacar este tema es acoplar a modelos de circulación lagrangiana, información clave de los estadios tempranos de vida de las especies e identificar los procesos oceanográficos de mayor influencia en las escalas de tiempo relacionadas a la dinámica poblacional. Ejemplos de esto son la evaluación de probabilidades de asentamiento al finalizar el periodo larval de ciertas especies, la coincidencia de áreas de concentración de alimento (fitoplancton) con la retención de organismos en un hábitat apropiado durante el periodo crítico larval (justo después del consumo de la reserva alimenticia) y la conectividad potencial entre poblaciones, especialmente de especies sésiles o de locomoción limitada (Mumby et al. 1996, Metaxas 2001, Hart y Chute 2004).

En el caso del sistema lagunar Bahía Magdalena-Almejas (BMA) (fig. 1) se han desarrollado numerosas investigaciones en las áreas de la biología pesquera y ecología (Acosta-Ruiz y Lara-Lara 1978, Castro-Ortiz 1985, Dedina y Young 1985, Arellano-Martínez et al. 1997, Hernández-Trujillo et al. 1997, Lluch-Belda et al. 2000, Gárate-Lizárraga et al. 2001); sin embargo, hasta la fecha no se cuenta con modelos publicados que provean la información cuantitativa necesaria para experimentos de deriva y el desarrollo de pronósticos.

En el presente estudio se utilizó el modelo hidrodinámico Fundy (Lynch y Werner 1987) para explorar la contribución relativa de forzantes en la circulación local, con énfasis en el intercambio entre el sistema lagunar y el mar abierto y la distribución de zonas de retención dentro del sistema.

El modelo Fundy ha sido empleado exitosamente en otras áreas costeras. Tal es el caso de la simulación de los campos de corriente en la costa oeste de Groenlandia (Hvid-Ribergaard et al. 2004) utilizando tanto el modelo diagnóstico Fundy, forzado con campos de salinidad y temperatura medidos en campo, como el modelo de pronóstico Quoddy forzado con mareas y viento. Los autores encontraron coherencia entre las simulaciones y estudios previos observacionales, tanto en el flujo principal como en la mayoría de los giros. Brown et al. (2000, 2004) realizaron experimentos de transporte de larvas utilizando los campos de corriente generados con Quoddy para la costa central de Texas. Ellos validaron el modelo comparando con velocidades registradas in situ, y encontraron que el modelo explicó cerca de 40% de la varianza observada (r = 0.65, N = 688). Stegmann et al. (1999) y Werner et al. (1999) utilizaron los campos de corriente generados con Quoddy para simular deriva de larvas de clupeidos, e identificaron regiones potenciales de desove en la costa y sistemas estuarinos de Carolina del Norte. Sus resultados tuvieron gran concordancia con las observaciones en el campo disponibles en las bases de datos de MARMAP (Marine Resources Monitoring Assessment and Prediction) y SABRE (South Atlantic Bight Recruitment Experiment). Asimismo, el modelo Fundy ha sido utilizado en diferentes estudios en el Bajo Georges y los resultados validados con observaciones en campo (Lynch y Werner 1987, 1991; Lynch y Namne 1993; Werner et al. 1993; Lough et al. 1994; Tremblay et al. 1994; Lough y Mountain 1996; Werner et al. 1996, 2001).

 

Métodos

El modelo

Se utilizó el modelo Fundy 6.5.1 (Lynch y Werner 1987, Lynch et al. 1992, Greenberg et al. 1998) con coordenadas esféricas para obtener las soluciones de elevación y corriente forzadas por condiciones de frontera. El modelo Fundy es un modelo diagnóstico baroclínico de circulación en tres dimensiones, especialmente desarrollado para zonas costeras. El método numérico emplea ecuaciones armónicas linealizadas en el dominio de la frecuencia, con forzamiento de mareas, condiciones barotrópicas de frontera, y/o viento, utilizando elementos finitos linealizados.

La viscosidad vertical (mezcla) en el modelo Fundy se especifica de manera externa (Lynch y Werner 1987, Blanton et al. 2003). En este caso utilizamos el valor de viscosidad derivado del modelo de pronóstico, no lineal, tridimensional y dependiente del tiempo, Quoddy (Lynch y Werner 1991, Lynch et al. 1996, Blanton et al. 2003), el cual utiliza un esquema de Mellor-Yamada de la parametrización de turbulencia con rango de 2.5 (Mellor y Yamada 1982). Se forzó con la componente M2 en los bordes correspondientes a la parte oceánica de la malla, especificando como datos iniciales el coeficiente de mezcla vertical (Nz) = 5 χ 10^-5 m² s^-1 y el coeficiente de fricción de fondo proporcional de la velocidad de fondo (Ub) = 10^-5 m s^-1. El modelo se corrió por 20 periodos de marea para la componente M₂, y se generaron valores promedio de Nz y Ub.

Se utilizó una malla de elementos triangulares finitos con resolución horizontal variable, que va de ~1 km sobre la parte de la plataforma continental a <0.5 km dentro del sistema lagunar (fig.1).

Forzamiento por mareas

Las únicas observaciones de mareas existentes para la zona son los constituyentes armónicos del mareógrafo que operó en Puerto San Carlos (24°47׳ N, 112°07׳ W), disponibles en el Centro de Investigación Científica y Estudios Superiores de Ensenada (CICESE: http://www.cicese.mx). Considerando la insuficiencia de la información existente, se decidió utilizar el resultado de modelos globales de mareas como condiciones de frontera para forzar el modelo. La solución utilizada fue la del modelo TPXO.6 desarrollado por Egbert et al. (1994) y modificado por Egbert y Erofeeva (2002). El TPXO.6 es un modelo inverso de mareas que asimila la información de nivel del mar derivada de las observaciones del sensor TOPEX/Poseidon. La elevación (amplitud y fase) fue especificada a lo largo de las fronteras abiertas de nuestra malla. Se incluyeron las componentes armónicas M₂, S₂, N₂, K₁ y O₁. El análisis armónico del nivel del mar se obtuvo utilizando la técnica desarrollada por Foreman (1977) implementada en el código de MatLab t_tide (Pawlowicz et al. 2002). La marea residual (Z₀) se obtuvo por separado con una simulación no lineal utilizando el modelo Quoddy forzada únicamente con la componente M₂.

Forzamiento por viento

Por falta de información más puntual se utilizaron los valores de viento de NCEP/NCAR Reanalysis Project (http://www.cdc.noaa.gov/), que utiliza un sistema avanzado de análisis y pronóstico para la asimilación de datos sobre la base de observaciones desde 1948. Los datos tienen una resolución espacial de 1.875° (Betts et al. 1996, Kalnay et al. 1996), por lo que se utilizó el valor medio de los dos puntos más cercanos al dominio de nuestro modelo. En la región el viento es predominantemente del NO, con una intensidad máxima de 5m s^-1 (Maeda-Martínez et al. 1993, Sánchez-Montante 2004), y una de sus características principales en esta zona es la presencia de un ciclo diurno relacionado con la brisa marina que es evidente en los poderes espectrales estimados para ambas componentes del viento (fig. 2). El efecto de la brisa marina está presente todo el año debido a la persistencia del gradiente térmico entre la tierra y el océano en estas latitudes. Dado lo anterior, el efecto del viento se separó en dos componentes, el viento medio (dominante) mensual usado como forzamiento básico y el viento periódico simple estimado para incluir el efecto de la brisa marina utilizando un método similar al empleado por Werner et al. (1993) en estudios previos en las Islas Baleares.

Aproximación de la Corriente de California

Se simuló el flujo principal de la Corriente de California especificando la elevación barotrópica media en los bordes de la malla, de manera similar a como lo hicieron Lynch et al. (1992) al estudiar la circulación en el Golfo de Maine en respuesta al forzamiento de la Corriente de Labrador y flujos asociados. Se supuso que la corriente está en balance barotrópico y se especificó el gradiente de elevación que corresponde a un transporte de 0.1 Sv sobre la plataforma continental. La disponibilidad limitada de observaciones hidrográficas en la región condiciona la validación de esta aproximación.

Validación del modelo Fundy

Además de los armónicos obtenidos para las componentes de marea, se realizó una comparación de las velocidades de flujo y reflujo registradas en el campo y reportados por Sánchez-Montante (2004) con las velocidades simuladas por el modelo para los mismos puntos. Se empleó un solo valor de simulación para la comparación (promedio de flujo y reflujo para cada punto), dado que el modelo Fundy trabaja en el dominio de frecuencias y no distingue entre flujo y reflujo, que la variación en las elipses no se recupera dada la limitación lineal del modelo, y porque las observaciones en el campo cubrieron un periodo muy corto (cuatro días).

Deriva de partículas

La trayectoria de las partículas se obtuvo utilizando el modelo Drog3D, que permite la simulación de deriva de partículas a partir de campos armónicos de velocidad impuestos en una malla tridimensional de elementos finitos (Blanton 1995). Esta herramienta tiene la ventaja de permitir la simulación de múltiples pasos, cada uno con múltiples frecuencias en una sola corrida. Así por ejemplo, si los campos de flujo derivados del viento están dados como variaciones mensuales, el modelo Drog3D leerá esos archivos y simulará las trayectorias de las partículas usando la secuencia de los campos de flujo especificados por el usuario en un solo archivo tipo *.din, y cada grupo de componentes de velocidad y parámetros de tiempo llamados "pasos" se correrá de manera secuencial. El archivo *.din contiene la información de todos los componentes de velocidad y parámetros de trayectoria, factores escalares, nodos, error de criterio, y las coordenadas iniciales de las partículas. Este modelo se corrió utilizando los campos armónicos generados con el modelo Fundy.

Selección de forzantes

Con la finalidad de explorar los mecanismos que mayormente influyen en la dispersión de las partículas y generar los campos armónicos correspondientes en el modelo Fundy, se probó el efecto individual de cada uno de los agentes forzantes utilizados en el modelo hidrodinámico (viento medio noroeste, viento periódico, ABCC, marea (M₂) y marea residual (Z₀)), y la suma de todos los anteriores. Para ello se eligieron dos cuadrantes, uno en la boca de Bahía Magdalena (112.057° W, 24.505° N; 112.008° W, 24.545° N) y otro más situado sobre la plataforma continental (112.3° W, 25.13° N; 112.5° W, 24.92° N). En estos cuadrantes se sembraron 100 partículas a una profundidad de 5 m y se corrieron las simulaciones por 25 días.

Zonas de retención

Para evaluar las zonas de retención dentro del sistema lagunar se sembraron diez mil partículas a una sola profundidad (1m), en un cuadrante que cubrió 100% del sistema BMA. Se registró la ubicación diaria de las partículas (graficadas en pasos de tiempo de cuatro días). Posteriormente el interior del sistema lagunar se dividió en una cuadrícula de 0.01° y se integró el número de partículas que permaneció dentro de cada cuadrante en cada paso de tiempo. Con la información obtenida se generaron los mapas de retención en la zona.

Importación de partículas al sistema lagunar BMA

Para evaluar la posibilidad de que partículas sembradas en la parte oceánica llegaran a entrar y permanecer en el sistema lagunar, se corrieron experimentos de deriva por periodos de 25 días. Para estas simulaciones se consideró la suma de todas las forzantes, y se manejaron tres escenarios de viento, medio (3 m s^-1), débil (1.8 m s^-1) y fuerte (5 m s^-1), mientras que el resto de las forzantes se mantuvieron constantes. Se sembró un total de 54 cuadrantes de 0.125 grados² sobre la plataforma continental siguiendo la isolínea de los 200 m de profundidad. En cada cuadrante se sembraron 600 partículas a seis diferentes profundidades (0.5, 5, 10, 15, 20 y 40 m) y se registró la posición final de cada una de ellas al concluir el periodo de simulación. A partir de estos resultados se seleccionó el cuadrante que presentó mayor intrusión de partículas sin estar pegado a la línea de costa, y se realizaron seis simulaciones más manteniendo constantes las forzantes utilizadas y fijando la intensidad del viento pero variando la dirección hacia el este (simulando un viento oeste) y hacia el sur (simulando un viento norte).

 

Resultados

En la tabla 1 se muestran los valores de velocidad máxima y media (promedio de flujo y reflujo) observados en el campo y los obtenidos con el modelo así como la excursión máxima y media para los mismos puntos. Se observa que las diferencias menores se obtuvieron para La Bocana mientras que las máximas diferencias las encontramos en San Carlos.

Por su parte, los valores para cada una de las componentes de marea obtenidas con el modelo Fundy muestran buena similitud con los valores observados en la estación local de San Carlos (tabla 2). Aunque las simulaciones (Fundy) sobreestiman la amplitud de las componentes semidiurnas en un 10% a 20%, los valores de fase son bastante cercanos (diferencias menores al 5%). Por otra parte, las simulaciones no lineales (Quoddy) mejoraron las estimaciones para las componentes semidiurnas (1-1.5%) manteniendo una representación acertada de la fase. Dado que uno de los factores limitantes es la falta de información precisa de batimetría, el utilizar los valores de marea obtenidos con un modelo más complejo en el dominio del tiempo como el Quoddy no resulta significativo, por lo que para realizar la caracterización de la circulación en esta región se emplearon los resultados obtenidos con las simulaciones lineales del modelo Fundy (ver también Werner et al. 1999).

A partir de aquí solamente se hará referencia a la componente semidiurna lunar M2, por ser la componente de marea que explica más variabilidad (más del 50%) y ser la que caracteriza principalmente al tipo de marea de la región de estudio que es de régimen semidiurno.

Las elipses de orientación e intensidad de las corrientes generadas con la componente M₂ para un ciclo de marea se presentan en la figura 3a, en la que se observa una marcada reorientación e intensificación en las áreas cercanas a las bocas (e.g. La Bocana), con una elongación de las elipses. En la figura 3b se presentan la amplitud y fase observándose una amplificación significativa de la señal al interior del sistema lagunar, con valores máximos en las inmediaciones de la parte vieja de San Carlos.

La velocidad de marea residual (Z₀ de M₂) presenta características complejas dentro del sistema lagunar con una marcada intensificación alrededor de las bocas. El flujo en las zonas oceánicas someras frente a Bahía Magdalena muestra una convergencia hacia dentro de La Bocana, mientras que un flujo con dirección hacia la parte oceánica se observa en el centro de la boca. En el interior de Bahía Magdalena junto a La Bocana se observan dos giros con direcciones opuestas.

La solución del modelo forzado con viento medio (noroeste) y la aproximación barotrópica de la Corriente de California (ABCC) se presentan en la figura 4. En la capa superficial (fig. 4a) el viento noroeste produce una respuesta tipo Ekman con flujo hacia el sur-sureste, que se sobrepone a la señal de la Corriente de California. La velocidad vertical integrada (fig. 4b) muestra la combinación del flujo a lo largo de la costa causado por el viento medio, y la respuesta barotrópica de la ABCC. La principal característica del campo de elevación es el gradiente de norte a sur dentro del sistema lagunar asociado con la ABCC (fig. 4c). Los valores mínimos y máximos en el campo de las elevaciones se aprecian cerca de San Carlos y en la parte sur de Bahía Almejas respectivamente.

El efecto local de la brisa marina se abordó con la simulación del viento periódico (fig. 5). En la figura 5a se muestra la distribución espacial de las elipses de velocidad en la superficie obtenidas para esta forzante, observándose valores reducidos en la parte interna de la laguna, especialmente en las zonas más someras y protegidas de Bahía Magdalena y Bahía Almejas, con magnitudes máximas (alrededor de 0.1 m s^-1) en las áreas oceánicas, mientras que el efecto de esta misma variable integrada en la vertical (fig. 5b) muestra mayor influencia en las zonas someras del sistema BMA, con una marcada intensificación en la zona de canales, el Canal Gaviota y en la parte sur de Bahía Almejas.

Con la finalidad de simular el intercambio de masas de agua entre la zona oceánica y el interior de la laguna, se diseñó un perfil perpendicular a la línea de costa (ver fig. 1). Los resultados se muestran en la figura 6 por separado para cada forzante empleado.

En la figura 6a se muestran los flujos obtenidos por forzamiento de la ABCC, en gris se presenta el flujo a lo largo de la costa y en color rojo y azul los flujos perpendiculares a la línea de costa, hacia adentro y hacia afuera de la bahía respectivamente. El flujo fuerte que se observa a lo largo de la costa disminuye verticalmente debido a que la naturaleza barotrópica del forzamiento no corresponde a la señal real baroclínica de la Corriente de California. A pesar de esta limitante, los flujos perpendiculares a la línea de costa, así como la presencia de surgencias de fondo, son consistentes con las observaciones reales en la zona (Álvarez-Borrego et al. 1975, Zaitsev et al. 2003, Sánchez-Montante 2004). En la figura 6b se muestra el flujo resultante usando los valores medios de viento durante febrero (favorables para la formación de surgencias en la región). Se reconoce la formación de surgencias cerca del fondo y se observa flujo hacia la costa en toda la columna de agua cerca de La Bocana y flujo hacia mar abierto en la superficie tanto en la parte oceánica como en el interior de Bahía Magdalena. La figura 6c presenta los flujos residuales, hacia la costa en el interior de Bahía Magdalena y hacia mar abierto en la parte oceánica cercana a La Bocana. El flujo total resultante de la combinación de todas las forzantes mencionadas se muestra en la figura 6d. Sus características principales son: (1) flujo hacia la costa en casi toda la columna de agua en los 15 km más cercanos a La Bocana en la parte oceánica; (2) presencia de surgencias cerca del fondo en la misma región; (3) un flujo a lo largo de la plataforma en la misma región; (4) un flujo hacia fuera de la costa en la superficie (5-10 m) en la parte oceánica excepto en la cercanía con La Bocana; (5) un flujo hacia la costa en toda la columna de agua entre los 5 y 10 km más cercanos a La Bocana dentro de Bahía Magdalena; y (6) un flujo hacia afuera de la costa (excepto cerca del fondo) desde la línea de costa hasta 5-10 km cerca de La Bocana. El máximo transporte hacia la costa ocurre cerca de La Bocana entre 20 y 40 m.

Deriva de partículas

Selección de forzante

Los resultados mostraron que el viento medio y la ABCC son los factores que mayor influencia tienen en el desplazamiento de las partículas tanto para el cuadrante de la plataforma (fig. 7) como para el cuadrante situado en La Bocana (fig.8). En el caso del cuadrante de la plataforma, la influencia de la marea (M 2) y la marea residual (Z0 de M2) es mínima en comparación con las partículas puestas a derivar en La Bocana, donde las intensidades de corriente provocadas por marea son mucho mayores.

Zonas de retención

En la figura 9 se muestran los resultados de la caracterización de zonas de retención de partículas dentro del sistema según el modelo de deriva. Se muestran mapas de concentración de partículas en pasos de tiempo de cuatro días. Las zonas de mayor concentración incluyen las áreas someras a lo largo de la parte sur de Bahía Almejas, toda la parte somera a lo largo de Isla Margarita dentro del sistema lagunar y áreas específicas en la parte norte del sistema. La acumulación se da en parches, especialmente en las áreas del norte. La concentración máxima se registró en la porción norte de Isla Margarita asociada con transporte generado por viento y el efecto del flujo de la marea residual. Cabe mencionar que la distribución de estos parches de concentración de partículas en el modelo se corresponden con la distribución real observada de diversas poblaciones bentónicas, particularmente de las almejas catarina (Argopecten ventricosus) y mano de león (Nodipecten subnodosus). Respecto al tiempo se observó que el mayor movimiento de partículas se presentó durante los primeros seis días, de tal manera que a partir del día siete las partículas permanecieron en el mismo sitio hasta el final del experimento.

Importación de partículas al sistema lagunar BMA

En esta sección se hicieron experimentos para evaluar la posible importación de partículas desde la plataforma continental hacia el interior del sistema BMA con la finalidad de explorar su frecuencia e intensidad, en función de distintas condiciones de circulación, utilizando para ello los mismos forzantes (M₂, Z₀ de M_2, ABCC, viento periódico, y variando el viento medio entre tres intensidades: débil, medio y fuerte). Los resultados mostraron que, de los 54 cuadrantes sembrados, 19 (36%) presentaron al menos una partícula dentro del sistema lagunar al final del periodo de simulación (25 días) en condiciones de viento medio y fuerte, presentando porcentajes de intrusión entre 0.17% y 1.83%; mientras que para el escenario de viento débil (1.8 m s"¹) únicamente ocho escenarios registraron intrusión de partículas, con porcentajes de intrusión entre 0.17% y 1.33%. Partiendo del cuadrante con mayor intrusión se realizaron simulaciones modificando únicamente la dirección, de vientos noroeste a norte y oeste francos, encontrando intrusión desde 0% en el primero hasta 15.22% en el último (fig. 10), en cuyo caso se observó que la localización final de las partículas dentro del sistema coincidió con la ubicación de sitios reconocidos como bancos de asentamiento de importantes recursos pesqueros. Aunado a ello se observó que el tiempo de deriva puede ser congruente con la duración del periodo planctónico de algunas especies presentes en el área.

 

Discusión

De acuerdo al experimento de retención, donde se sembraron particulas en el interior del sistema lagunar y el modelo se corrió en condiciones medias de viento por un periodo de 28 días, la mayoría de las partículas permanecen dentro y tienden a concentrarse en ciertas áreas. Cabe resaltar dos aspectos de este resultado: el primero es que las zonas de concentración coinciden con la distribución real de importantes bancos de recursos bentónicos, particularmente almeja, lo que es importante porque esta coherencia da confianza en el modelo y alienta a desarrollar sistemas de análisis y pronóstico de los procesos de deriva larval; el segundo es que, a partir del día siete de la corrida, la distribución de partículas cambia muy poco sugiriendo que en el caso de deriva larval no es crítica la duración del periodo larval para determinar el destino final de los reclutas.

Los experimentos con partículas sembradas en la plataforma continental afuera del sistema lagunar, nos indicaron que, de acuerdo al modelo, la intrusión de partículas es factible aunque su entrada en proporciones importantes se da únicamente en condiciones particulares de viento (oeste de moderado a intenso; fig. 10). Esta observación es importante toda vez que puede ser utilizada para soportar hipótesis que proponen que los reclutamientos masivos de recursos bentónicos que han sido observados en algunos años (Massó-Rojas 1999) se relacionan con la importación de organismos de la plataforma continental al interior del sistema. A pesar de que esta interrogante ha permanecido durante al menos los últimos quince años, las hipótesis en torno a este importante tema no han podido ser soportadas o rechazadas hasta la fecha por falta de información de campo y series históricas, por lo que este enfoque de modelación puede representar la única posibilidad de explorar escenarios del pasado.

Como cualquier iniciativa de modelación, el presente ejercicio es claramente perfectible. Se identificaron diversos aspectos que deberán ser abordados en el futuro cercano si queremos llevar el modelo a un verdadero sistema que apoye la planeación de las actividades en la zona y el adecuado manejo de los recursos naturales. Entre estos aspectos se incluyen estudios de campo para la adecuada validación del modelo y el mejoramiento de la información semilla, especialmente de las condiciones de frontera consideradas. Actualmente se desarrollan trabajos que permitirán generar parte de la información necesaria, por lo que se considera contar con una versión mejorada del presente modelo en unos cuantos años.

En conclusión, al estudiar la circulación barotrópica y el transporte pasivo de partículas en el sistema lagunar BMA y la zona oceánica adyacente mediante un modelo lineal de circulación en el dominio de la frecuencia, forzado por mareas, marea residual, viento medio, viento periódico, y una aproximación del efecto de la Corriente de California, se generaron dos observaciones principales: (1) que las partículas sembradas dentro del sistema tienden a quedarse dentro del mismo y a concentrarse en regiones particulares (zonas de concentración) que se corresponden con la distribución real de bancos pesqueros de recursos bentónicos, y (2) que es posible que durante condiciones poco comunes de viento (vientos oeste demoderados a intensos) se presenten intrusiones importantes de partículas de la plataforma continental al interior del sistema lagunar. Ambos resultados, y el modelo utilizado como herramientas que son de importancia para el estudio de la zona en general, y particularmente para la modelación y el desarrollo de pronósticos de procesos de deriva larval (dentro del sistema o de importación de individuos de la plataforma) de importantes recursos pesqueros.

 

Referencias

Acosta-Ruiz M, Lara-Lara JR. 1978. Resultados fisicoquímicos de un estudio de variación diurna en el área central de Bahía Magdalena, BCS. Cienc. Mar. 5: 37-46.         [ Links ]

Álvarez-Borrego S, Galindo-Bect LA, Chee-Barragán A. 1975. Características hidroquímicas de Bahía Magdalena, BCS. Cienc. Mar. 2: 94-109.         [ Links ]

Arellano-Martínez M, De la Cruz-Agüero J, Cota-Gómez VM. 1997. New records and range extensions of fishes on the Pacific coast of Mexico. Rev. Biol. Trop. 45: 936.         [ Links ]

Betts AK, Ball JH, Beljaars ACM, Miller MJ, Viterbo P. 1996. The land surface-atmosphere interaction: A review based on observational and global modeling perspectives. J. Geophys. Res. 101: 7209-7225.         [ Links ]

Blanton BO. 1995. Drog3d: User's manual for 3-dimensional drogue tracking algorithm for a finite element grid with linear finite elements in spherical coordinates. Ocean Processes Numerical Methods Laboratory, University of North Carolina at Chapel Hill.         [ Links ]

Blanton BO, Aretxabaleta AL, Werner FE, Seim H. 2003. Monthly climatology of the continental shelf waters of the South Atlantic Bight. J. Geophys. Res. 108: 3264.         [ Links ]

Brown CA, Jackson GA, Brooks DA. 2000. Particle transport through a narrow tidal inlet due to tidal forcing and implications for larval transport. J. Geophys. Res.105: 24141-24156.         [ Links ]

Brown CA, Holt SA, Jackson GA, Brooks DA, Holt JG. 2004. Simulating larval supply to estuarine nursery areas: How important are physical processes to the supply of larvae to the Aransas Pass Inlet? Fish. Oceanogr. 13: 181-196.         [ Links ]

Castro-Ortiz JL. 1985. La abundancia aparente de sardina y la variación de algunos factores ambientales en Bahía Magdalena, Baja California Sur, México. CIBCASIO Trans. 10: 205- 220.         [ Links ]

Dedina S, Young E. 1985. Conservation and development in the gray whale lagoons of Baja California Sur, Mexico. Report to US Marine Mammal Commission.         [ Links ]

Egbert GD, Erofeeva SY. 2002. Efficient inverse modeling of barotropic ocean tides. J. Atmos. Ocean. Technol. 19, N2.         [ Links ]

Egbert GD, Bennett A, Foreman M. 1994. TOPEX/Poseidon tides estimated using a global inverse model. J. Geophys. Res. 99: 24821-24852.         [ Links ]

Foreman MGG. 1977. Manual for tidal heights analysis and prediction. Pacific Mar. Sci. Rep. 77-10, 66 pp.         [ Links ]

Gárate-Lizárraga I, Verdugo-Díaz G, Siqueiros-Beltrones DA. 2001. Variations in phytoplankton assemblages during 1988-1989 in a subtropical lagoon system on the west coast of Mexico. Oceánides 16: 1-16.         [ Links ]

Greenberg DA, Werner FE, Lynch DR. 1998. A diagnostic finite element ocean circulation model in spherical-polar coordinates. J.Atmos. Ocean. Technol. 15: 942-958.         [ Links ]

Hart DR, Chute AS. 2004. Essential fish habitat source document: Sea scallop, Placopecten magellanicus, life history and habitat characteristics. NOAA Tech. Memo. NMFS-NE-189.         [ Links ]

Hernández-Trujillo S, Cervantes-Duarte R, Aguíñiga-García S. 1997. Variación espacial y temporal de algunas variantes físicas, químicas y biológicas en Bahía Magdalena, BCS (julio-agosto 1988). Rev. Invest. Cient. 8: 1-13.         [ Links ]

Hvid-Ribergaard M, Pedersen SA, Ådlandsvik B, Kliem N. 2004. Modelling the ocean circulation on the West Greenland Shelf with special emphasis on northern shrimp recruitment. Cont. Shelf Res. 24: 1505-1519.         [ Links ]

Kalnay E, Kanamitsu M, Kistler R, Collins W, Deaven D, Gandin L, Iredell M, Saha S, White G, Woollen J, Zhu Y, Chelliah M, Ebisuzaki M, Higgins W, Janowiak J, Mo KC, Ropelewski C, Wang J, Leetmaa A, Reynolds R, Jenne R, Joseph D. 1996. The NMC/NCAR 40-Year Reanalysis Project. Bull. Am. Meteorol. Soc. 77: 437-471.         [ Links ]

Lluch-Belda D, Hernández-Rivas ME, Saldierna-Martínez R, Guerrero-Caballero R. 2000. Variabilidad de la temperatura superficial del mar en Bahía Magdalena, BCS. Oceánides 15: 123.         [ Links ]

Lough LG, Mountain DG. 1996. Effect of small-scale turbulence on feeding rates of larval cod and haddock in stratified water on Georges Bank. Deep Sea Res. II 43: 1745-1772.         [ Links ]

Lough RG, Smith WG, Werner FE, Loder JW, Page FE, Hannah CG, Naimie CE, Perry RI, Sinclair M, Lynch DR. 1994. Influence of wind-driven advection on interannual variability in cod egg and larval distributions on Georges Bank: 1982 vs 1985. ICES Mar. Sci. Symp. 198: 356-378.         [ Links ]

Lynch DR, Werner FE. 1987. Three-dimensional hydrodynamics on finite elements. I. Linearized harmonic model. Int. J. Numer. Methods Fluids 7: 871-909.         [ Links ]

Lynch DR, Werner FE. 1991. Three-dimensional hydrodynamics on finite elements. Part II. Non-linear time-stepping model. Int. J. Numer. Methods Fluids 12: 507-533.         [ Links ]

Lynch D, Naimie D. 1993. The M2 tide and its residual on the outer banks of the Gulf of Maine. J. Phys. Oceanogr. 23: 2222-2253.         [ Links ]

Lynch DR, Werner FE, Greenberg DA, Loder JW. 1992. Diagnostic model for baroclinic, wind-driven and tidal circulation in shallow seas. Cont. Shelf Res. 12: 37-64.         [ Links ]

Lynch DR, Ip JTC, Naimie CE, Werner, FE. 1996. Comprehensive coastal circulation model with application to the Gulf of Maine. Cont. Shelf Res. 16: 875-906.         [ Links ]

Maeda-Martínez AN, Reynoso-Granados T, Solís-Marín F, Leija-Tristan A, Aurioles-Gamboa D, Salinas-Zavala C, Lluch-Cota D, Ormart-Castro P. 1993. A model to explain the formation of catarina scallop Arpopecten circularis (Sowerby 1835) beds in Magdalena Bay, Mexico. Aquacult. Fish. Manage. 24: 323-339.         [ Links ]

Massó-Rojas JA. 1999. Pesquería de almeja catarina. En: Casas-Valdez M, Ponce-Díaz G. (eds.), Estudio del Potencial Pesquero y Acuícola de Baja California Sur. Vol. I. SEMARNAP. Gobierno del Estado de Baja California Sur. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. UABCS. CIBNOR. CICIMAR. CRIP-La Paz y CET Mar-La PaZ. 350 pp.         [ Links ]

Mellor G, Yamada T. 1982. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems. Rev. Geophys. Space Phys. 20: 851-875.         [ Links ]

Metaxas A. 2001. Behavior in flow: Perspectives on the distribution and dispersion of meroplanktonic larvae in the water column. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 58: 86-98.         [ Links ]

Mumby PJ, Clarke KR, Harborne AR. 1996. Weighting species abundance estimates for marine resource assessment. Aquat. Conserv.: Mar. Freshwat. Ecosyst. 6: 115-120.         [ Links ]

Pawlowicz R, Beardsley RC, Lentz S. 2002. Classical tidal harmonic analysis including error estimates in Matlab using T tide. Comput. Geosci. 28: 929-937.         [ Links ]

Sánchez-Montante O. 2004. Hidrodinámica y transporte de masa en el sistema lagunar Bahía Magdalena-Bahía Almejas, Baja California Sur, México: Modelación y experimentación. Tesis de doctorado, Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas-IPN, 237 pp.         [ Links ]

Stegmann PM, Quinlan JA, Werner FE, Blanton BO, Berrien P. 1999. Atlantic menhaden recruitment to a southern estuary: Defining potential spawning regions. Fish. Oceanogr. 8: 111-123.         [ Links ]

Tremblay MJ, Loder J, Werner FE, Naimie C, Page FH, Sinclair MM 1994. Drift of scallop larvae on Georges Bank: A model study of the roles of mean advection larval behavior and larval origin. Deep Sea Res. II 41: 7-49.         [ Links ]

Werner FE, Viúdez A, Tintoré J. 1993. An exploratory study of the currents off the southern coast of Mallorca including the Cabrera Island complex. J. Mar. Syst. 4: 45-66.         [ Links ]

Werner FE, Perry RI, Lough RG, Naimie CE. 1996. Trophodynamic and advective influences on Georges Bank larval cod and haddock. Deep Sea Res. II 43: 1793-1822.         [ Links ]

Werner FE, Blanton BO, Quinlan JA, Luettich RA Jr. 1999. Physical oceanography of the North Carolina continental shelf during the fall and winter seasons: Implications to the transport of larval menhaden. Fish. Oceanogr. 8: 7-21.         [ Links ]

Werner FE, Quinlan JA, Lough RG, Lynch DR. 2001. Spatially- explicit individual based modeling of marine populations: A review of the advances in the 1990s. Sarsia 86.         [ Links ]

Zaitsev O, Cervantes R, Montante O, Gallegos A. 2003. Coastal upwelling activity of the Pacific shell of Baja California Peninsula. J. Oceanogr. 59: 489-502.         [ Links ]