Autores: Dr.rer.nat. Silvia Chacón Barrantes 

Unidad Académica: Departamento de Física, Programa SINAMOT

Periodos de Estudio:

• Limón: 1940 – 2021
• Quepos 1957 – 2021
• Isla del Coco 2018 – 2021

Sitios de estudio:

• Limón, Limón, Limón, Muelle de JAPDEVA
• Puntarenas, Quepos, Quepos, Marina Pez Vela
• Puntarenas, Puntarenas, Isla del Coco, Bahía Chattam

Descriptores: 

• Nivel del mar
• Tsunamis
• Amenazas costeras
• Cambio climático

El monitoreo del nivel del mar es de vital importancia para las actividades humanas en las zonas costeras, incluyendo la gestión del riesgo y la cuantificación de los efectos del cambio climático. Las variaciones del nivel del mar tienen diferentes periodicidades y causas, algunas de ellas permanentes como las mareas, y otras transitorias, como los tsunamis y el Niño Oscilación Sur (ENOS).

SINAMOT maneja los mareógrafos de Costa Rica, ya que estos son pilar fundamental en el monitoreo y alerta de tsunamis. Los datos también se pueden usar para cuantificar los efectos del cambio climático en nuestras costas, sin embargo, SINAMOT no realiza este trabajo.

Los mareógrafos de SINAMOT tienen tres sensores redundantes, uno de presión que se coloca en el fondo del mar y que mide la presión debida a la cantidad de agua que hay sobre él, y dos radares colocados en el aire que miden la distancia que hay hasta la superficie del agua.

1. Sensor de presión (PRS): mide el nivel del mar cada 3 segundos y realiza un promedio para cada minuto.
2. Radar principal (RAD): mide cada minuto pero a base de un promedio interno, ya que mide continuamente.
3. Radar secundario (RAD2): hace lo mismo pero promedia cada 5 minutos los datos de cada minuto y ese dato es el que se transmite. Almacena los datos en forma interna como respaldo en caso de que el principal falle.

El sensor de presión no es recomendable para medir el nivel del mar a través de períodos de tiempo muy largos. Sin embargo, responde más rápidamente que los radares, por lo que sus datos resultan más útiles para la medición de fenómenos transitorios como tsunamis y surgencias de tormenta.

Todos los datos se transmiten vía satélite cada 6 minutos, se pueden ver y descargar en las Instalaciones para el Monitoreo del Nivel del Mar de la IOC/UNESCO, en el siguiente vínculo:  SEA LEVEL STATION MONITORING FACILITY

Fig. 1. Ejemplo del nivel del mar en los mareógrafos de la Isla del Coco, Quepos y Limón durante la semana del 1º al 7 de marzo del 2020. El mareógrafo de Limón muestra fuerte oleaje durante esos días.

Como se dijo antes los datos de nivel del mar medidos a lo largo de meses, años y preferiblemente décadas, permiten calcular los armónicos de marea y realizar predicciones de marea. Esto se comprueba graficando las predicciones de marea comparadas a las mediciones en estaciones y volviendo a calcular los armónicos de ser necesario.

Fig. 2. Registros “crudos” de varios tsunamis en el mareógrafo de Quepos, superpuestos a la marea: (a) Tonga del 2006, (b) Islas Kuriles del 2007, (c) Japón del 2011 y (d) Islas Salomón del 2013. Las ondas de marea tienen períodos aproximados de 12 horas, en los registros podemos ver los momentos de marea alta y marea baja muy claramente. También se puede ver el tsunami superpuesto a la onda de marea como oscilaciones de mayor frecuencia y menor amplitud que la marea.

La transmisión en tiempo real de los datos de nivel del mar permite monitorear las alturas de un tsunami al mismo tiempo que está llegando a la estación y de esta manera preveer cómo afectaría a otras localidades.

Fig. 3. Registros limpios de varios tsunamis en el mareógrafo de Quepos, a los que se les ha eliminado la marea (línea delgada) comparados con resultados de modelos de inundación de tsunami (línea gruesa): (a) Tonga del 2006, (b) Islas Kuriles del 2007, (c) Japón del 2011 y (d) Islas Salomón del 2013.

Cuando sucede un tsunami o una surgencia de tormenta, esos datos se filtran para eliminar la marea (período largo) y poder analizar el fenómeno transitorio por sí solo. De esta manera se obtiene información de alturas de ola y períodos y es posible comparar los registros con resultados de modelos numéricos.

En las siguientes publicaciones se usaron datos de las estaciones de nivel del mar:

• Chacón-Barrantes, S., Murillo-Gutiérrez, A. y Rivera-Cerdas, F. (2021, en prensa). Catálogo de Tsunamis Registrados en Costa Rica hasta 2020. Editorial EUNA
• Chacón-Barrantes, S. (2018). The 2017 México Tsunami Record, Numerical Modeling and Threat Assessment in Costa Rica. Pure and Applied Geophysics (PAGEOPH) Topical Collection The September 2017 Chiapas and Central Mexico earthquakes and tsunamis, Vol. 175(6):1939-1950, doi: 10.1007/s00024-018-1852-7, https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00024-018-1852-7 (se puede leer en línea en http://rdcu.be/Kgil )
• Chacón-Barrantes S., Gutiérrez-Echeverría A. (2017). Tsunamis recorded in tide gauges at Costa Rica Pacific coast and their numerical modeling. Nat Hazards, Vol. 89(1):295-311. doi: 10.1007/s11069-017-2965-5, https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11069-017-2965-5 (se puede leer en línea en http://rdcu.be/ttKH )
• Chacón-Barrantes, S. (2016). “Evaluación de la peligrosidad del tsunami de Chile del 16 de setiembre del 2015 para Costa Rica”. Mar. Cost., 8(1), p. 113-128, doi: 10.15359/revmar.8-1.8, http://www.revistas.una.ac.cr/index.php/revmar/article/view/7650
• Chacón-Barrantes, S. and Protti, M. (2011). Modeling a tsunami from the Nicoya, Costa Rica, seismic gap and its potential impact in Puntarenas, Journal of South American Earth Sciences, 31(4), 372-382, doi: 10.1016/j.jsames.2011.03.013, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089598111100037X?via%3Dihub