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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo A6 - Jokulhlaups e Inundaciones Glaciares
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4777
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Almacenamiento y desencadenamiento
Cierre de reorganización atmosférica
Grupo 2: Grupo 2: Canal subglacial presurizado
Cierre de reorganización atmosférica
Grupo 3: Grupo 3: Retroalimentación térmica-hidráulica
Cierre de reorganización atmosférica
Grupo 4: Grupo 4: Brecha en lago glaciar represado
Cierre de reorganización atmosférica
Grupo 5: Grupo 5: Propagación aguas abajo
Cierre de reorganización atmosférica
Grupo 6: Grupo 6: Escalamiento volumen–caudal pico
Cierre de reorganización atmosférica
ID:1744
Grupo 1: Grupo 1: Almacenamiento y desencadenamiento
Descripción
Cierre de reorganización atmosférica
Pregunta clave: ¿Qué condiciones almacenan el agua y qué fallas desencadenan el vaciado?
Cierre de reorganización atmosférica Un jokulhlaup puede desencadenarse de tres maneras distintas: por la falla de una represa de hielo que hasta ese momento contenía el agua, por el vaciado de un lago que se había acumulado bajo el glaciar y que el calor geotérmico o volcánico del terreno había ido calentando, o por la ruptura de una represa formada por los propios sedimentos morénicos que el glaciar había depositado. Cuando un jokulhlaup se origina, en cambio, por el vaciado de un lago glaciar represado frente al frente del propio glaciar, la ruptura de la barrera que contenía a ese lago glaciar sigue la misma física con la que un canal abierto conduce agua, combinada con una erosión que avanza aguas arriba y va profundizando la brecha de la barrera a medida que más agua del lago glaciar escapa por ella. El mecanismo que produce un jokulhlaup originado bajo el hielo es un canal de agua a presión que se abre paso por debajo del glaciar: el agua a presión que circula por ese canal funde las propias paredes de hielo del canal mediante el calor que la fricción del agua en movimiento genera, y esa fusión de las paredes ensancha el canal; un canal más ancho reduce la presión hidráulica del agua que circula por dentro, esa menor presión hidráulica extrae todavía más agua del sistema almacenado bajo el glaciar hacia el propio canal, y esa mayor cantidad de agua acelera aún más el vaciado del jokulhlaup, cerrando un ciclo de retroalimentación térmica e hidráulica que se refuerza a sí mismo.
ID:6216
Grupo 2: Grupo 2: Canal subglacial presurizado
Descripción
Cierre de reorganización atmosférica
Pregunta clave: ¿Cómo se inicia y sostiene el conducto de descarga bajo el hielo?
Cierre de reorganización atmosférica El mecanismo que produce un jokulhlaup originado bajo el hielo es un canal de agua a presión que se abre paso por debajo del glaciar: el agua a presión que circula por ese canal funde las propias paredes de hielo del canal mediante el calor que la fricción del agua en movimiento genera, y esa fusión de las paredes ensancha el canal; un canal más ancho reduce la presión hidráulica del agua que circula por dentro, esa menor presión hidráulica extrae todavía más agua del sistema almacenado bajo el glaciar hacia el propio canal, y esa mayor cantidad de agua acelera aún más el vaciado del jokulhlaup, cerrando un ciclo de retroalimentación térmica e hidráulica que se refuerza a sí mismo. Un modelo estándar describe cómo evoluciona el canal que se abre bajo el hielo a medida que el jokulhlaup avanza, mientras que otro conjunto de ecuaciones estándar describe cómo se propaga la ola de crecida del jokulhlaup una vez que ese jokulhlaup ya salió del glaciar y desciende por el cauce situado aguas abajo. Un jokulhlaup puede desencadenarse de tres maneras distintas: por la falla de una represa de hielo que hasta ese momento contenía el agua, por el vaciado de un lago que se había acumulado bajo el glaciar y que el calor geotérmico o volcánico del terreno había ido calentando, o por la ruptura de una represa formada por los propios sedimentos morénicos que el glaciar había depositado.
ID:6217
Grupo 3: Grupo 3: Retroalimentación térmica-hidráulica
Descripción
Cierre de reorganización atmosférica
Pregunta clave: ¿Cómo se autoacelera el vaciado y se forma el pico catastrófico?
Cierre de reorganización atmosférica El mecanismo que produce un jokulhlaup originado bajo el hielo es un canal de agua a presión que se abre paso por debajo del glaciar: el agua a presión que circula por ese canal funde las propias paredes de hielo del canal mediante el calor que la fricción del agua en movimiento genera, y esa fusión de las paredes ensancha el canal; un canal más ancho reduce la presión hidráulica del agua que circula por dentro, esa menor presión hidráulica extrae todavía más agua del sistema almacenado bajo el glaciar hacia el propio canal, y esa mayor cantidad de agua acelera aún más el vaciado del jokulhlaup, cerrando un ciclo de retroalimentación térmica e hidráulica que se refuerza a sí mismo. Este mismo ciclo de retroalimentación térmica e hidráulica es lo que produce la forma característica del hidrograma de un jokulhlaup: un ascenso inicial lento y gradual seguido de un pico catastrófico. El comportamiento esperado de un jokulhlaup, ya sea originado bajo el hielo o por el vaciado de un lago glaciar represado, sigue una correlación empírica bien establecida: cuanto mayor es el volumen de agua acumulada antes del vaciado, mayor es el caudal pico que ese mismo jokulhlaup alcanza durante las pocas horas que dura su descarga, la misma descarga súbita de decenas de miles de metros cúbicos por segundo con la que empezó esta descripción.
ID:6218
Grupo 4: Grupo 4: Brecha en lago glaciar represado
Descripción
Cierre de reorganización atmosférica
Pregunta clave: ¿Cómo progresa la ruptura de una barrera frontal y su erosión aguas arriba?
Cierre de reorganización atmosférica Cuando un jokulhlaup se origina, en cambio, por el vaciado de un lago glaciar represado frente al frente del propio glaciar, la ruptura de la barrera que contenía a ese lago glaciar sigue la misma física con la que un canal abierto conduce agua, combinada con una erosión que avanza aguas arriba y va profundizando la brecha de la barrera a medida que más agua del lago glaciar escapa por ella. Un modelo estándar describe cómo evoluciona el canal que se abre bajo el hielo a medida que el jokulhlaup avanza, mientras que otro conjunto de ecuaciones estándar describe cómo se propaga la ola de crecida del jokulhlaup una vez que ese jokulhlaup ya salió del glaciar y desciende por el cauce situado aguas abajo. El mecanismo que produce un jokulhlaup originado bajo el hielo es un canal de agua a presión que se abre paso por debajo del glaciar: el agua a presión que circula por ese canal funde las propias paredes de hielo del canal mediante el calor que la fricción del agua en movimiento genera, y esa fusión de las paredes ensancha el canal; un canal más ancho reduce la presión hidráulica del agua que circula por dentro, esa menor presión hidráulica extrae todavía más agua del sistema almacenado bajo el glaciar hacia el propio canal, y esa mayor cantidad de agua acelera aún más el vaciado del jokulhlaup, cerrando un ciclo de retroalimentación térmica e hidráulica que se refuerza a sí mismo.
ID:6219
Grupo 5: Grupo 5: Propagación aguas abajo
Descripción
Cierre de reorganización atmosférica
Pregunta clave: ¿Cómo se propaga la ola de crecida una vez fuera del glaciar?
Cierre de reorganización atmosférica Un modelo estándar describe cómo evoluciona el canal que se abre bajo el hielo a medida que el jokulhlaup avanza, mientras que otro conjunto de ecuaciones estándar describe cómo se propaga la ola de crecida del jokulhlaup una vez que ese jokulhlaup ya salió del glaciar y desciende por el cauce situado aguas abajo. Cuando un jokulhlaup se origina, en cambio, por el vaciado de un lago glaciar represado frente al frente del propio glaciar, la ruptura de la barrera que contenía a ese lago glaciar sigue la misma física con la que un canal abierto conduce agua, combinada con una erosión que avanza aguas arriba y va profundizando la brecha de la barrera a medida que más agua del lago glaciar escapa por ella. Un jokulhlaup, palabra islandesa que designa una inundación glaciar súbita, es el vaciado repentino de agua que estaba almacenada dentro o encima de un glaciar, y ese vaciado repentino puede generar caudales de decenas de miles de metros cúbicos por segundo en apenas unas pocas horas.
ID:6220
Grupo 6: Grupo 6: Escalamiento volumen–caudal pico
Descripción
Cierre de reorganización atmosférica
Pregunta clave: ¿Cómo se relaciona el volumen almacenado con el caudal pico observable?
Cierre de reorganización atmosférica El comportamiento esperado de un jokulhlaup, ya sea originado bajo el hielo o por el vaciado de un lago glaciar represado, sigue una correlación empírica bien establecida: cuanto mayor es el volumen de agua acumulada antes del vaciado, mayor es el caudal pico que ese mismo jokulhlaup alcanza durante las pocas horas que dura su descarga, la misma descarga súbita de decenas de miles de metros cúbicos por segundo con la que empezó esta descripción.
ID:6221