Forecasting estuarine circulation is in high demand, especially in regions
of high population density like Santos region. Present work intends to
optimize the performance of the water level forecast for Santos Estuary,
particularly, the physical forcing determining the residual tide. In extreme
cases, predicted and observed water level can significantly differ, increasing
significantly the predicting errors, which highlights the need to understand
the factors that affect the residual tide to propose corrective measures.
Furthermore, the extreme events have potentially hazardous consequences
not only for navigation purposes, as also to the population that live nearby
the channels. This dissertation analyzes the water level and significant wave
height dataset covering the period of 2016 to 2017. Datasets comprehend
5 tide gauge stations in Santos channel and were obtained from the Pilotos
da Barra and Praticagem. MOHID 2D hydrodynamic model (www.mohid.com)
was used, implemented with a nested downscaling approach, being linked to
AQUASAFE software that provides high-resolution forecast to give support to
navigation in real-time. The model was validated for the period of 2016-2017,
being minimum RMSE found of 12.5 cm and practically all stations present an
excellent SKILL. The most recent astronomical global solution (FES2014) was
implemented as oceanic boundary condition. Additionally, the meteorological
boundary condition (CMEMS) was altered from daily to hourly data. It
was also researched the possible influence of wave height on the forecast
of water level (particularly the residual tide). Due to the great correlation
found among these parameters, a linear regression method was developed to
correct in post-processing stage the residual tide under specific wave height
conditions. The appliance of distinct boundary conditions on forecasting
models (meteorological and astronomical) decreased errors when compared
to observations, evidencing the improvement of forecast capacity. On the
other hand, the use of FES2014 shows improvements at the bay entrance,
however, results get worst in the inner stations. This portrays the need
of reliable bathymetric data due to increasing errors on the astronomical
tidal components towards the end of the estuary. Residual tide errors
remain practically constant along the estuary, however, they increase under
extreme conditions. The results evidence that model modifications improve the
accuracy in reproducing the water level evolution, comparing to the previous
version, particularly under extreme eventsAtualmente, a previsão da circulação estuarina é um tópico de grande
importância, especialmente em regiões com elevada densidade populacional,
como é o caso da região de Santos. O presente trabalho pretende
optimizar a qualidade da previsão do nível de água no estuário de Santos,
particularmente os forçamentos físicos que determinam as marés residuais.
Em casos extremos, os níveis de água observados e previstos podem diferir
significativamente, aumentando os erros de previsão, revelando a importância
da compreensão destes fenómenos, para proposta de medidas corretivas.
Estes eventos têm consequências tanto para as atividades de navegação
portuária, como para as populações que habitam nas zonas marginais ao
estuário. A presente dissertação analisa dados observados do nível de
água e altura significativa da onda, para o período de 2016 a 2017. Os
dados utilizados foram registados em 5 estações e foram cedidos pelos
Pilotos da Barra e Praticagem. Foi utilizado o modelo hidrodinâmico MOHID
2D (www.mohid.com), usando um método de "downscaling", conectado ao
software AQUASAFE que fornece previsões de alta resolução para auxílio em
tempo-real à navegação. O modelo foi validado para o período de 2016-2017,
sendo que os valores mínimos RMSE foram de 12.5 cm e praticamente todas
as estações apresentaram um SKILL excelente. Foi implementada a mais
recente solução global astronómica (FES2014) como condição de fronteira
oceânica. Adicionalmente, foi alterada a implementação da condição fronteira
oceânica meteorológica (CMEMS) de dados diários para horários. Foi ainda
estudada a possível influência da altura significativa da onda na previsão do
nível de água (particularmente na maré residual). Devido à grande correlação
encontrada entre ambos os parâmetros, foi desenvolvida uma metodologia
de regressão linear para correção em pós-processamento da maré residual
para determinadas condições de agitação marítima. A aplicação de diferentes
condições fronteira nos modelos preditivos (meteorológico e astronómico)
diminuíu os erros das previsões numéricas, o que claramente melhorou a
capacidade preditiva dos modelos. No entanto, a aplicação da solução
FES2014 apesar de reduzir os erros na embocadura do estuário, conduz
ao seu aumento nas zonas interiores. Este resultado indica a necessidade
da obtenção de novos dados batimétricos, considerando que os erros na
componente astronómica de maré aumentam em direção à cabeceira do
estuário. Os erros da maré residual mantêm-se praticamente inalteráveis
ao longo das estações, sendo superiores em situações de tempestade.
Os resultados evidenciam que as modificações do modelo melhoram a
precisão na reprodução do nível de água, comparando com a versão anterior,
particularmente no caso de ocorrência de eventos extremosMestrado em Ciências do Mar e da Atmosfer