Maré meteorológica e forçantes atmosféricas locais em São Francisco do Sul - SC /

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico.Um quadro dinâmico das relações entre a maré meteorológica e as forçantes atmosféricas locais em São Francisco do Sul é proposto a partir de análises estatísticas e aplicação de modelos de regressão linear múltiplo no domínio do tempo e da freqüência. Foram utilizadas séries horárias de nível do mar, pressão atmosférica, direção e velocidade de vento, coletadas durante os meses de agosto à dezembro de 1996. As componentes meteorológicas das séries foram obtidas com a aplicação de um filtro passa - baixo com corte de oscilações de períodos menores que 40 horas, sendo ainda retiradas as respectivas médias e tendências. O modelo de regressão linear múltiplo no domínio do tempo explica 56% da variabilidade da maré meteorológica em função da tensão do vento Sul - Norte e da pressão atmosférica. As relações encontradas indicam um atraso na resposta do nível do mar de 6 horas aos efeitos da tensão do vento, e de 37 horas com respeito à pressão. É identificado uma simetria na resposta do nível às tensões longitudinais Sul - Norte de mesma intensidade, porém a tensão de Sul possui menor duração. O modelo de regressão linear múltiplo no domínio da freqüência explica 84% da variabilidade da maré meteorológica. O oceano responde após um tempo na ordem de 10-12 horas à tensão do vento longitudinal, e de aproximadamente um período inercial (27 horas) à pressão atmosférica. A influência de ventos ortogonais à linha de costa é desprezível. A falta de dados em outras localidades ao longo da costa Sul impede verificar uma explicação correta sobre não se verificar o efeito barômetro invertido e uma relação encontrada em 6 dias entre maré e pressão, porém são propostas algumas hipóteses baseadas sobre a teoria de Ekman, os mecanismos de passagem das frentes frias, e a possível interferência de fenômenos remotos através de ondas livres ou forçadas

Hidrodinâmica em frequência mareal e submareal do Estuário do Rio Itajaí-Açu, SC.

O presente trabalho investiga a hidrodinâmica do estuário do rio Itajaí-Açu em termos do comportamento da co-oscilação da maré astronômica ao longo do sistema e das trocas estuário-plataforma em baixa freqüência. Dados de nível da água foram coletados em intervalos horários, em quatro estações ao longo do estuário, a 1,5, 18, 35 e 55 km de distância a partir da desembocadura, no período de dezembro de 1999 até dezembro de 2000. Dados de velocidade e direção de correntes foram coletados em intervalos horários através de perfiladores de correntes por efeito Doppler (PACD), sendo um fundeado no baixo estuário, a 3,5 km a montante da desembocadura, e um fundeado na plataforma interna, cerca de 4 km defronte da desembocadura. Os PACDs registraram dados entre outubro de 2002 até abril de 2003. Dados horários de velocidade e direção de ventos foram obtidos com uma estação meteorologia em Itajaí. Dados de descarga fluvial em valores diários foram obtidos para o rio Itajaí-Açu junto a Agência Nacional de Águas. Os dados foram analisados através de analise harmônica de marés e transformada de ondeletas contínua. A interação estuário-plataforma foi investigada em freqüência sub-marea (FSubM), sendo calculado um parâmetro de Fluxo de Troca Estuarino (FTE) para quantificar as trocas. Os resultados mostraram que a co-oscilação da maré no estuário é fortemente modulada pela descarga fluvial. Em condições de alta descarga, a propagação da co-oscilação é fortemente friccional, com atenuação dos constituintes de maré. Em condições de baixa descarga a propagação e não-friccional, ocorrendo até a amplificação de alguns constituintes. Perturbações do nível da água produzidas por marés meteorológicas propagam-se para o interior do estuário sem perda de energia. A análise de ondeletas permitiu observar que a amplificação é maior em períodos de sizígia, enquanto que é insignificante durante períodos de quadratura. Foi possível também observar que deformação da co-oscilação responde rapidamente a elevação da descarga. As trocas estuário-plataforma em FSubM são mais intensas em períodos de baixa descarga, dirigidas primeiramente pela circulação gravitacional. Durante eventos de marés meteorológicas o efeito remoto do vento longitudinal à costa induz a elevação do nível costeiro através do mecanismo de Ekman, e uma das implicações disto é a intensificação da circulação gravitacional estuarina e aumento da FTE. Embora o estuário do rio Itajaí-Açu apresente sua dinâmica fortemente forçada pelos períodos de alta descarga fluvial, durante períodos de baixa descarga, que ocorrem durante a maior parte do tempo, as trocas com a plataforma adjacente são afetadas pelos efeitos remotos do vento. O vento local não apresentou papel relevante.The present study assessed the hydrodynamics of the Itajaí-Açu river estuary through the investigation of the co-oscillations of the astronomical tide along the system and the investigation of the estuary-shelf exchange at low frequency. Water level data were recorded hourly at four sites along the estuary, at 1.5, 18, 35, and 55 km from the mouth, during the period from December 1999 to December 2000. Current velocity and direction were recorded hourly using acoustic Doppler current profilers (ADCP), moored at the lower estuary, at 3.5 km upstream from the mouth, and at the inner shelf, 4 km offshore in front the mouth. The ADCPs recorded from October 2002 to April 2003. Wind speed and direction were recorded hourly at a meteorological station located at Itajaí. Itajaí-Açu river discharge was obtained with the Brazilian National Water Agency at daily basis. The dataset was analyzed using tidal harmonic analysis and continuous wavelet transform. The estuary-shelf interaction was assessed at subtidal frequency (SubTF), by calculating an Estuarine Exchange Flux (EEF) in order to quantify the exchanges. The results showed that the tidal co-oscillation in the estuary is strongly modulated by river discharge. Under high discharge conditions, the cooscillation is strongly frictional, with attenuation of the tidal contituints. Under low discharge conditions, the propagation is non-frictional, with slightly amplification of some tidal constituents. Sea level perturbations caused by meteorological tides propagates up estuary with no loss of energy. The wavelet analysis allowed to observe that the amplification is higher during spring tide, meawhile is insignificant during neap tides. It was also noticeable that the tidal deformation responds quickly to the increasing of river discharge. The estuary-shelf exchanges at SubTF were intenser at low discharge periods, driven firstly by the gravitational circulation. During meteorological tides events the longshore winds produces the water level rise through the Ekman mechanism, and one implication is the intensification of the gravitational circulation and the EEF. Although the dynamics of the Itajaí-Açu river estuary is strongly forced by events of high river discharge, during the periodos of low river discharge, which lasts for longer times, the exchanges with the inner shelf are affected by remote winds. The local winds play small role in the system

Hidrodinâmica em frequência mareal e submareal do Estuário do Rio Itajaí-Açu, SC.

O presente trabalho investiga a hidrodinâmica do estuário do rio Itajaí-Açu em termos do comportamento da co-oscilação da maré astronômica ao longo do sistema e das trocas estuário-plataforma em baixa freqüência. Dados de nível da água foram coletados em intervalos horários, em quatro estações ao longo do estuário, a 1,5, 18, 35 e 55 km de distância a partir da desembocadura, no período de dezembro de 1999 até dezembro de 2000. Dados de velocidade e direção de correntes foram coletados em intervalos horários através de perfiladores de correntes por efeito Doppler (PACD), sendo um fundeado no baixo estuário, a 3,5 km a montante da desembocadura, e um fundeado na plataforma interna, cerca de 4 km defronte da desembocadura. Os PACDs registraram dados entre outubro de 2002 até abril de 2003. Dados horários de velocidade e direção de ventos foram obtidos com uma estação meteorologia em Itajaí. Dados de descarga fluvial em valores diários foram obtidos para o rio Itajaí-Açu junto a Agência Nacional de Águas. Os dados foram analisados através de analise harmônica de marés e transformada de ondeletas contínua. A interação estuário-plataforma foi investigada em freqüência sub-marea (FSubM), sendo calculado um parâmetro de Fluxo de Troca Estuarino (FTE) para quantificar as trocas. Os resultados mostraram que a co-oscilação da maré no estuário é fortemente modulada pela descarga fluvial. Em condições de alta descarga, a propagação da co-oscilação é fortemente friccional, com atenuação dos constituintes de maré. Em condições de baixa descarga a propagação e não-friccional, ocorrendo até a amplificação de alguns constituintes. Perturbações do nível da água produzidas por marés meteorológicas propagam-se para o interior do estuário sem perda de energia. A análise de ondeletas permitiu observar que a amplificação é maior em períodos de sizígia, enquanto que é insignificante durante períodos de quadratura. Foi possível também observar que deformação da co-oscilação responde rapidamente a elevação da descarga. As trocas estuário-plataforma em FSubM são mais intensas em períodos de baixa descarga, dirigidas primeiramente pela circulação gravitacional. Durante eventos de marés meteorológicas o efeito remoto do vento longitudinal à costa induz a elevação do nível costeiro através do mecanismo de Ekman, e uma das implicações disto é a intensificação da circulação gravitacional estuarina e aumento da FTE. Embora o estuário do rio Itajaí-Açu apresente sua dinâmica fortemente forçada pelos períodos de alta descarga fluvial, durante períodos de baixa descarga, que ocorrem durante a maior parte do tempo, as trocas com a plataforma adjacente são afetadas pelos efeitos remotos do vento. O vento local não apresentou papel relevante.The present study assessed the hydrodynamics of the Itajaí-Açu river estuary through the investigation of the co-oscillations of the astronomical tide along the system and the investigation of the estuary-shelf exchange at low frequency. Water level data were recorded hourly at four sites along the estuary, at 1.5, 18, 35, and 55 km from the mouth, during the period from December 1999 to December 2000. Current velocity and direction were recorded hourly using acoustic Doppler current profilers (ADCP), moored at the lower estuary, at 3.5 km upstream from the mouth, and at the inner shelf, 4 km offshore in front the mouth. The ADCPs recorded from October 2002 to April 2003. Wind speed and direction were recorded hourly at a meteorological station located at Itajaí. Itajaí-Açu river discharge was obtained with the Brazilian National Water Agency at daily basis. The dataset was analyzed using tidal harmonic analysis and continuous wavelet transform. The estuary-shelf interaction was assessed at subtidal frequency (SubTF), by calculating an Estuarine Exchange Flux (EEF) in order to quantify the exchanges. The results showed that the tidal co-oscillation in the estuary is strongly modulated by river discharge. Under high discharge conditions, the cooscillation is strongly frictional, with attenuation of the tidal contituints. Under low discharge conditions, the propagation is non-frictional, with slightly amplification of some tidal constituents. Sea level perturbations caused by meteorological tides propagates up estuary with no loss of energy. The wavelet analysis allowed to observe that the amplification is higher during spring tide, meawhile is insignificant during neap tides. It was also noticeable that the tidal deformation responds quickly to the increasing of river discharge. The estuary-shelf exchanges at SubTF were intenser at low discharge periods, driven firstly by the gravitational circulation. During meteorological tides events the longshore winds produces the water level rise through the Ekman mechanism, and one implication is the intensification of the gravitational circulation and the EEF. Although the dynamics of the Itajaí-Açu river estuary is strongly forced by events of high river discharge, during the periodos of low river discharge, which lasts for longer times, the exchanges with the inner shelf are affected by remote winds. The local winds play small role in the system

Assessment of the wind behavior in the northern coast of Santa Catarina Estudo do comportamento do vento no litoral centro-norte de Santa Catarina

The spatial and temporal coherence of wind characteristics of coastal areas of Navegantes and Praia Grande, SC, 100 km apart each other, were assessed. Despite the relatively short distance, the oceanographic and geomorphological characteristics are different and can change the local and synoptic wind behavior, which are important for the understanding of the factors controlling the hydrodynamics and water quality of coastal environments. The comparison was performed through statistical analysis in the time and frequency domain, over a data set comprising hourly records from July to December, 1996. Both stations presented similarities regarding the north-south wind component. Therefore, quite different behavior is noticed for the east-west wind component, such as the breeze effect. The north-south wind pattern in Praia Grande is similar to the general wind regime for the Brazilian south-southwest areas, with dominance of northerly winds, and with southerly winds during the passage of cold-front systems, with small account of land-sea breeze. On the other hand, the breeze is the main factor contributing for the wind kinetics for the Navegantes area. We suggest that this differentiation is partially due to the combination of the mountain-valley circulation system of Vale do Itajaí with the breeze system, indicating a strong role of the local geomorphology on the wind regime. Additionally, it is may be possible that the sea surface temperature can also contribute, since there is a general trend of smaller temperatures southwards, though increasing the thermal gradient between the land and the sea.<br>Registros horários de velocidade e direção dos ventos em Navegantes e Praia Grande, SC, equidistante 100 km, foram utilizados para avaliar a coerência espaço-temporal dos ventos entre as duas regiões costeiras. Apesar da pouca distância, as características oceanográficas e geomorfológicas destas regiões são distintas e podem alterar o comportamento dos ventos locais e sinóticos, de importância fundamental para a compreensão dos fatores que controlam a qualidade da água e hidrodinâmica em ambientes costeiros. O estudo foi conduzido através de análises estatísticas no domínio do tempo-freqüência durante Julho a Dezembro de 1996. Ambas as estações apresentaram similaridades no comportamento dos ventos norte-sul. No entanto, diferenças significativas foram observadas nos ventos de direção leste-oeste, como as brisas de terra e de mar. O comportamento do vento norte-sul na estação de Praia Grande é similar ao regime do vento na região sul-sudeste Brasileira, com predominância do quadrante norte, e sul durante a propagação de sistemas frontais. As brisas são uma componente menor da flutuação do vento. Em Navegantes, no entanto, essas componentes somaram a maior parte de toda energia cinética do vento. É sugerido que este fato se deve, em parte, à combinação com o sistema circulatório de ventos vale-montanha do Vale do Itajaí, indicando que o comportamento do vento nesta região pode ser alterado pela geomorfologia. Além disso, pode ocorrer influência da temperatura da superfície do mar menor nesta região, o que proporcionaria uma maior diferenciação térmica entre o continente e o oceano