Estudo da variabilidade de ondas no oceano Atlântico sul e a contribuição energética de um ciclone extratropical intenso nos espectros das ondas ao largo do Rio Grande do Sul

Abstract

Devido à escassez de instrumentos de medição de onda bem como a grande dificuldade e os altos custos de coleta em regiões oceânicas, a modelagem numérica tem se tornado uma ferramenta bastante útil no estudo de comportamento de ondas costeiras e de oceano profundo. No presente trabalho foi utilizado um modelo numérico global (WAM) para obtenção de dados (modelados) de onda no Oceano Atlântico Sul entre junho de 2006 e julho de 2007. Foram aplicadas as análises EOF e SVD para agrupar as ondas em modos principais de variabilidade espaço-temporais. Em ambas as análises foram obtidos quatro modos principais de variabilidade de todas as variáveis analisadas, sendo que a maior correlação encontrada foi entre o swell e o período de pico. Os padrões espaciais mostraram a contribuição do swell oriundo dos oceanos Pacífico e Índico se propagando no Oceano Atlântico Sul. Foi observado, também, fortes relações entre a variabilidade das ondas e as variáveis atmosféricas de pressão e vento a 10 m de altura. Posteriormente, foi utilizado o mesmo modelo para geração dos espectros de onda durante um estudo de caso de um ciclone extratropical intenso no Oceano Atlântico Sul. Foram selecionados pontos no centro e na periferia do ciclone ao longo da sua trajetória a fim de investigar a presença de interação não linear onda-onda (ressonância) e três pontos offshore à Praia do Cassino com o intuito de estimar a contribuição de energia oriunda do ciclone. A máxima energia espectral no centro do ciclone ocorreu às 21h do dia 01 de setembro e na região offshore à Praia do Cassino o pico ocorreu nas 48 h seguintes. Na maioria dos espectros a densidade espectral foi maior à esquerda do ciclone o que torna válida a hipótese de ocorrência de ressonância nessa região. Assumindo esse evento como extremo em uma escala anual, é possível concluir que um evento de ciclone extratropical de mesma magnitude venha contribuir com mais de 70% da sua energia nos espectros de onda ao largo da costa do Rio Grande do Sul.

Due to the shortage of measurement instruments of wave besides the many difficulties and the high price of date acquisition in oceanic regions, the numerical modeling has been came a useful tool in studies of coastal and ocean deep wave behavior. In this paper was employed a numerical global model (WAM) to obtain the wave data in the South Atlantic Ocean from June 2006 to July 2007. In order to group the waves in leading modes of spatial-temporal variability was applied the EOF and SVD statistic methods. In both analyses were obtained four principal modes of variability for all variables analyzed, where the biggest correlation found was between swell and peak period. The spatial patterns showed the contribution of swell from the Pacific and Indic oceans propagating on the South Atlantic Ocean. Strong relations between the wave variability and atmospheric fields like sea level pressure and wind speed at 10 m height. Later, the same model was used to generate the wave spectra during a case study of intense extratropical cyclone over the South Atlantic Ocean. Points in the center and periphery of cyclone following its track were selected in order to investigate the presence of non-linear wave-wave interaction (resonance) and others three offshore points to the Cassino Beach to estimate the energy contribution from this cyclone. The maximum spectral energy at the cyclone core occurred on September 01 and at the Cassino Beach offshore point just 48h after. In the majority of spectra the energy was greater at the left side of cyclone what become valid the assumption of resonance in the region. Taking this cyclone event like extreme in the annual scale is possible to conclude that a event of extratropical cyclone with the same magnitude can contribute with more that 70% from its energy over the wave spectra in offshore region of Rio Grande do Sul coast.