Cómo se calculan las predicciones de marea
Cómo se predicen las mareas: el forzamiento gravitatorio de la Luna y el Sol, las componentes armónicas como M2 y S2, y por qué los niveles de agua observados difieren de la predicción astronómica.
Las mareas pueden predecirse con años de antelación porque están impulsadas por los movimientos de la Luna y el Sol, que se conocen con gran precisión. La marea en un lugar es la respuesta del océano a ese forzamiento gravitatorio, modelada por la costa y la profundidad locales. El método que convierte la astronomía en una tabla de mareas se llama análisis armónico.
La marea como suma de componentes
El análisis armónico trata la marea como la suma de muchas ondas simples, cada una llamada componente. Cada componente tiene una frecuencia fijada por la astronomía —cómo se mueven la Tierra, la Luna y el Sol entre sí—, mientras que su amplitud y su fase se determinan ajustando las componentes a un periodo de observaciones reales del nivel del agua en ese lugar. Las principales componentes incluyen:
- M2 — la componente semidiurna lunar principal, de periodo 12.42 horas; normalmente la mayor.
- S2 — la componente semidiurna solar principal, de periodo 12.00 horas.
- N2 — una componente lunar debida a la órbita elíptica de la Luna.
- K1 y O1 — las principales componentes diurnas, que hacen que una pleamar del día sea mayor que la otra en muchos lugares.
El conocido ciclo de mareas vivas y muertas surge de forma natural de esto: M2 y S2 tienen periodos ligeramente distintos, por lo que entran y salen de fase, reforzándose cada 14.8 días para producir mareas vivas y cancelándose parcialmente para producir mareas muertas.
Predecir hacia adelante
Una vez que se conocen la amplitud y la fase de cada componente para un lugar, predecir la marea es simplemente cuestión de evaluar la suma en cualquier momento futuro. Las frecuencias astronómicas nunca cambian, por lo que el cálculo es determinista y puede ejecutarse con décadas de antelación.
Por qué la marea real difiere
Una predicción es únicamente la marea astronómica. No incluye el tiempo meteorológico. Los vientos fuertes, la presión atmosférica baja o alta, las lluvias intensas y el caudal de los ríos pueden elevar o reducir el nivel real del agua: una marea de tempestad puede añadir un metro o más por encima de la predicción, mientras que las altas presiones y los vientos de tierra pueden mantener el agua muy por debajo de ella. Las predicciones son, por tanto, una excelente guía sobre el momento y la magnitud de la marea, pero el nivel observado ese día puede diferir.