On the three-dimensional structure of Caribbean mesoscale eddies

Abstract

The three-dimensional structure of three Caribbean mesoscale features: a cyclone, an anticyclone and an eddy pair, was studied using a combination of in situ and satellite data. The formation and development, hydrography and velocity structure of each feature is studied separately and the results are then compared. Maximum swirl speeds ranged from 30-60 cm/s and their propagation speeds were 6-12 cm/s. Two of the features, the anticyclone and the eddy pair showed a coherent vertical structure of 1000 meters or more. The vertical structure of the cyclone seemed to be limited to the upper 700 meters of the water column. Thermohaline staircases are found to be more abundant and better defined in the edges of the eddies as compared to their cores. The formation of these eddies is suggested to be the result of vorticity advected through passages into the Caribbean. Their path into the Caribbean Sea was inferred from SSHA data. The early stages of two of the features entered the Caribbean through the Anegada passage while the third apparently entered through the St. Vincent passage. These features then intensified while they propagated across the Caribbean. It is suggested that the sill depth of the passage through which they enter the Caribbean may be a factor in determining their three-dimensional structure, particularly their vertical extent.

Se estudió la estructura tri-dimensional de tres estructuras de meso-escala en el Mar Caribe, un ciclón, un anticiclón y la interacción de un par de remolinos. Se uso una combinación de datos in situ y de satélite. La formación y desarrollo, hidrografía y estructura de corrientes de cada estructura se estudio por separado y luego se compararon entre si. El rango de velocidades radiales máximas fue 30-60 cm/s y sus velocidades de propagación fueron de 6-12 cm/s. Dos de las estructuras, el anticiclón y el par de remolinos, mostraron una estructura vertical coherente a mas de 1000 metros de profundidad. Sin embargo la estructura vertical del ciclón pareció estar limitada a los primeros 700 metros de la columna de agua. Se encontraron escalones termohalinos dentro de los vortices, los cuales fueron mas abundantes y mas definidos en los bordes de los remolinos que en su centro. Se sugiere que la formación de las tres estructuras se debió a la advección de vorticidad a través de pasajes hacia el Mar Caribe. Se infirió la ruta de entrada de cada estructura al Caribe usando datos satelitales de anomalía de altura del mar. Las fases tempranas de dos de las estructuras, el anticiclón y el par de remolinos, entraron al Caribe a través del Pasaje de Anegada, mientras que el ciclón entro a través del Pasaje de St. Vincent. Estos remolinos se intensificaron a la vez que se propagaron occidentalmente a través del Caribe. Se sugiere que la profundidad de los pasajes a través del cual entro cada remolino puede ser un factor que afecte su estructura tri-dimensional, especialmente el límite en profundidad de su penetración en la columna de agua.