As lagoas costeiras do norte do Estado do Rio de Janeiro apresentam um amplo gradiente de carbono orgânico dissolvido (COD) e coloração da água, com as maiores concentrações registradas na literatura. Portanto, representam um conjunto peculiar de ecossistemas para estudos sobre a origem, processamento e destino do COD em águas continentais. Neste trabalho, revisamos 2 décadas de estudos sobre o ciclo do carbono nas lagoas costeiras desta região e discutimos as flutuações na concentração e qualidade do COD, fatores afetando sua degradação microbiana e fotoquímica, a emissão de CO2, assim como a contribuição do COD húmico e não húmico para o fluxo de energia através das cadeias tróficas. Nós mostramos que a qualidade, e não a quantidade do COD, determina as taxas de degradação fotoquímica e microbiana tanto sazonalmente (dentro dos sistemas) como espacialmente (entre sistemas), com exceção da foto-oxidação entre lagoas, a qual foi parcialmente explicada pela concentração de COD em escala regional. Em lagoas húmicas, há uma variação sazonal razoavelmente previsível da concentração de COD associada a entradas de C orgânico induzidas pelas chuvas. Porém, pouco se sabe sobre a temporização exata destas entradas alóctones e os efeitos destas sobre a variação sazonal das propriedades químicas do COD (i.e. sua qualidade). As taxas de foto-oxidação integradas para a coluna d'água foram menos representativas nas lagoas altamente húmicas, devido à forte atenuação da luz. No entanto, as contribuições potenciais da foto-oxidação e da respiração bacteriana para o efluxo total de CO2 (~11%) não diferiram significativamente quando todas as lagoas foram consideradas juntas. Contrariamente a paradigmas prevalecentes para ambientes húmicos, as microalgas mostram-se como a fonte predominante de C em lagoas húmicas, sustentando a teias tróficas pelágicas através do zooplâncton a despeito de alguma contribuição do C alóctone. Portanto, o papel predominante da alça microbiana na recuperação do COD para as teias tróficas nestes sistemas deve ser questionado.

The coastal lagoons in the northern Rio de Janeiro State (Brazil) present a wide gradient of dissolved organic carbon (DOC) and water color, with the highest DOC concentrations reported in the literature for aquatic ecosystems. Thus, they represent a peculiar set of ecosystems for the study of the origin, processing and fate of DOC in inland waters. We reviewed data from 2 decades of studies on the carbon cycle in these coastal lagoons and discussed the fluctuations in the concentration and quality of DOC, factors affecting DOC microbial and photochemical degradation, CO2 emission, as well as the role of humic and non-humic carbon to the energy flow through the trophic chains. We show that DOC quality, not its quantity, determines the rates of photochemical and microbial degradation both seasonally (within system) and spatially (among systems), with the exception of DOC photo-oxidation among lagoons, which is partially explained by DOC concentration at regional scale. In humic lagoons, there is a fairly predictable pattern of seasonal variation in DOC concentration associated to rainfall-induced inputs of allochthonous C. However, little is known about the exact timing of these allochthonous inputs and how they relate to the seasonal variation of DOC chemical properties (i.e. its quality). Depth-integrated photo-oxidation rates were less representative in highly humic lagoons, due to strong light attenuation in the water column. Nevertheless, the potential contribution of photo-oxidation and bacterial respiration to total CO2 efflux (~11%) did not differ significantly when all lagoons were pooled together. Contrary to prevailing paradigms for humic waters, microalgae seem to be the main C source in humic lagoons, sustaining pelagic food webs through zooplankton, in spite of some contribution of allochthonous C. Thus, the predominant role of the microbial loop in the DOC recovery to food webs in such systems is to be questioned.

O modelo de geração e propagação de ondas SWAN é amplamente utilizado pela comunidade científica para obtenção de estimativas do espectro de ondas em áreas costeiras, lagos e estuários. O cálculo da difração não era representado no modelo tornando as simulações em regiões próximas a obstáculos ou portos menos precisas. Recentemente, uma aproximação para o cálculo da difração foi implementada, porém poucos trabalhos publicados até o momento abordam esta questão. Seu desempenho é então investigado em um terminal portuário, uma região onde difração e reflexão são importantes. Para validar suas estimativas, um modelo baseado nas equações de Boussinesq é empregado juntamente com medições realizadas em um modelo em escala reduzida do porto. Para ondas irregulares, com espalhamento direcional mais amplo, a importância da difração é comparativamente menor. A reflexão das ondas incidentes, por sua vez, é significativa aumentando a energia dentro do porto. Contudo, os cálculos do modelo não convergem quando SWAN é configurado para computar difração e reflexão simultaneamente. Conclui-se que, para situações tipicamente encontradas em portos, com ondas irregulares próximas a obstáculos refletivos, a presente versão do SWAN deve ser configurada sem a opção de cálculo da difração.

The SWAN wave model is widely used in coastal waters, and the main focus of this work is on its application in a harbour. A recently released version of SWAN now includes an approximation to compute diffraction, however there are few published works that discuss this matter. The performance of the model is therefore investigated in a harbour where reflection and diffraction play a relevant role. To assess its estimates, a phase-resolving Boussinesq wave model is employed as well, together with measurements carried on at a small-scale model of the area behind the breakwater. For irregular, short-crested waves with broad directional spreading, the importance of diffraction is relatively small. On the other hand, reflection of the incident waves is significant, increasing the energy inside the harbour. Nevertheless, when the SWAN model is set to compute diffraction and reflection simultaneously, it does not achieve convergence. It is concluded that for situations typically encountered in harbours, with irregular waves near reflective obstacles, the model should be used without diffraction.

Este artigo discute como as transformações sofridas pelas ondas aquáticas ao se aproximarem de águas rasas podem auxiliar o entendimento dos principais fenômenos estudados na óptica. A partir de alguns conceitos comuns a todos os fenômenos ondulatórios, é possível conhecer o comportamento das ondas na superfície de corpos d'água conforme elas se encaminham para menores profundidades, como as ondas que se aproximam de uma praia. Tornou-se possível, dessa forma, traçar um paralelo entre as ondas luminosas e as ondas aquáticas. A modelagem computacional mostrou-se uma importante ferramenta para a construção de casos idealizados, facilitando a visualização dos resultados.

In this paper we discuss some of the transformations undergone by the water waves as they approach shallow water and how their behavior can be applied to improve the understanding of optical waves. Moreover, in order to compare the similarities between water waves and light waves, a ocean wave propagation model was employed as a research tool for some idealized cases, helping the visualization of this equivalence.