Modelagem numérica de ressacas na plataforma sudeste do Brasil a partir de cartas sinóticas de pressão atmosférica na superfície

Camargo, Ricardo de; Harari, Joseph

doi:10.1590/S0373-55241994000100002

Resumos

Um modelo numérico tri-dimensional, linear, barotrópico e de meso-escala, é usado para a plataforma sudeste brasileira, de maneira a representar a composição das principais componentes astronômicas de maré, sobrepostas a efeitos meteorológicos extremos, para períodos específicos de interesse. No entanto, como dados meteorológicos relativos a esta área são muito escassos e esparsos, foi utilizada uma metodologia de fornecimento de condições meteorológicas para o modelo de circulação oceânica, baseada somente em cartas sinóticas de pressão atmosférica na superfície. O campo de pressão foi bem representado, mas as intensidades calculadas para os ventos foram bem maiores do que as observadas na costa. Os resultados do modelo indicam que é possível associar o centro de alta pressão do Atlântico Sul e as correspondentes elevações de superfície paralelas à linha da costa a um sistema geostrófico de circulação oceânica. Por outro lado, a passagem de frentes frias na área induz sistemas transientes que modificam o padrão geostrófico, também mudando a configuração das isolinhas de elevação de superfície.

Ressacas; Marés e correntes; Pressão e vento; Modelagem numérica hidrodinâmica; Plataforma sudeste do Brasil

A three-dimensional, linear, barotropic and meso-scale numerical model is used for the southeastern Brazilian shelf, in order to represent the composition of the main astronomical tidal constituents, superimposed to extreme meteorological effects, for specific periods of interest. However, meteorological data relative to this area are very few and sparse, so that a methodology to provide meteorological conditions to the oceanic circulation model was used, based only on atmospheric pressure charts at the surface. The pressure field was well represented, while the calculated wind speeds were much larger than the observed winds at the coast. The model results indicate that it is possible to associate the predominant high pressure center in the South Atlantic and the correspondent surface elevations parallel to the coastline to an approximately geostrophic oceanic circulation system. On the other hand, the passage of cold fronts in the area induces transient systems that modify the geostrophic pattern, also changing the surface elevation isolines configuration.

Storm surges; Tides and currents; Pressure and winds; Hydrodynamical numerical modelling; Southeastern Brazilian shelf

ARTIGOS

Modelagem numérica de ressacas na plataforma sudeste do Brasil a partir de cartas sinóticas de pressão atmosférica na superfície

Numerical modeling of storm surges in the Brazilian southeastern shelf using synopitc charts of atmospheric pressure at the surface

Ricardo de Camargo^I; Joseph Harari^II

^ICentro de Estudos do Mar da Universidade Federal do Paraná (Av. Beira Mar s/n, 83255-000, Pontal do Sul, PR, Brasil)

^IIInstituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo (Caixa Postal 66149, 05389-970, São Paulo, SP, Brasil)

RESUMO

Um modelo numérico tri-dimensional, linear, barotrópico e de meso-escala, é usado para a plataforma sudeste brasileira, de maneira a representar a composição das principais componentes astronômicas de maré, sobrepostas a efeitos meteorológicos extremos, para períodos específicos de interesse. No entanto, como dados meteorológicos relativos a esta área são muito escassos e esparsos, foi utilizada uma metodologia de fornecimento de condições meteorológicas para o modelo de circulação oceânica, baseada somente em cartas sinóticas de pressão atmosférica na superfície. O campo de pressão foi bem representado, mas as intensidades calculadas para os ventos foram bem maiores do que as observadas na costa. Os resultados do modelo indicam que é possível associar o centro de alta pressão do Atlântico Sul e as correspondentes elevações de superfície paralelas à linha da costa a um sistema geostrófico de circulação oceânica. Por outro lado, a passagem de frentes frias na área induz sistemas transientes que modificam o padrão geostrófico, também mudando a configuração das isolinhas de elevação de superfície.

Descritores: Ressacas; Marés e correntes; Pressão e vento; Modelagem numérica hidrodinâmica; Plataforma sudeste do Brasil.

ABSTRACT

A three-dimensional, linear, barotropic and meso-scale numerical model is used for the southeastern Brazilian shelf, in order to represent the composition of the main astronomical tidal constituents, superimposed to extreme meteorological effects, for specific periods of interest. However, meteorological data relative to this area are very few and sparse, so that a methodology to provide meteorological conditions to the oceanic circulation model was used, based only on atmospheric pressure charts at the surface. The pressure field was well represented, while the calculated wind speeds were much larger than the observed winds at the coast. The model results indicate that it is possible to associate the predominant high pressure center in the South Atlantic and the correspondent surface elevations parallel to the coastline to an approximately geostrophic oceanic circulation system. On the other hand, the passage of cold fronts in the area induces transient systems that modify the geostrophic pattern, also changing the surface elevation isolines configuration.

Descriptors: Storm surges; Tides and currents; Pressure and winds; Hydrodynamical numerical modelling; Southeastern Brazilian shelf.

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Agradecimentos

Agradecemos ao Dr Pedro Leite da Silva Dias, do Instituto Astronômico e Geofísico da USP, e ao Dr João Antônio Lorenzzetti, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, pela colaboração prestada para a elaboração deste trabalho, e à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, pela concessão de Bolsa de Mestrado ao primeiro autor. Agradecemos também ao Instituto Oceanográfico da USP e ao Centro de Computação Eletrônica da USP, pelo apoio aos trabalhos realizados.

(Manuscrito recebido 4 março 1993; revisto 5 maio 1994; aceito 30 junho 1994)

CAMARGO, R. 1991. Modelagem das ondas de maré astronômica e meteorológica na plataforma sudeste brasileira. Dissertação de mestrado. Universidade de São Paulo, Instituto Oceanográfico. 90p.
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______ & LORENZZETTI, J. A. 1992. The response of the South Brazil Bight to the passage of wintertime coldfronts. J. Geoph. Res., 97(C6): 9507-9520.

Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
14 Maio 2012
Data do Fascículo
1994

Histórico

Aceito
30 Jun 1994
Revisado
05 Maio 1994
Recebido
04 Mar 1993

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[1] CAMARGO, R. 1991. Modelagem das ondas de maré astronômica e meteorológica na plataforma sudeste brasileira. Dissertação de mestrado. Universidade de São Paulo, Instituto Oceanográfico. 90p.

[2] CASTRO FILHO, B. M. de 1985. Subtídal response to wind forcing in the South Brazil Bight during winter. Ph.D. Dissertation. University of Miami, RSMAS. 211p.

[3] FRANCO, A. S. 1988. Tides: fundamentals, analysis and prediction. 2a. Ed., São Paulo, Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica. 249p.

[4] GODIN, G. 1972. The analysis of tides. Liverpool, Liverpool University Press. 264p.

[5] HARARI, J. 1984. Modelo numérico hidrodinámico tri-dimensional linear da plataforma continental sudeste do Brasil. Tese de doutorado. Universidade de São Paulo, Instituto Astronômico e Geofísico. 203 p.

[6] ______ 1985. Desenvolvimento de um modelo numérico hidrodinámico tridimensional linear, para a simulação e a previsão da circulação na plataforma brasileira entre 23ş e 26ş S. Bohn Inst. oceanogr., S Paulo, 33(2):159-191.

[7] ______ 1987. Programa de computador de modelo numérico hidrodinámico tri-dimensional linear em meso-escala. Relat. int. Inst, oceanogr. Univ. S Paulo, (15):1-25.

[8] ______ 1991. Modelo numérico hidrodinâmico tridimensional linear do Oceano Atlântico Sul. Tese de livre-docência. Universidade de São Paulo, Instituto Oceanográfico. 2v.

[9] HASSE, L. 1974. On the surface to gcostrophic wind relationship at sea and the stability dependence of the resistance law. Beitr. Phys. Atmos., 47:45-55.

[10] ______ & WAGNER, V. 1971. On the relationship between geostrophic and surface wind at sea. Mon. Weath. Rev., 99:255- 260.

[11] HEAPS, N. S. 1972. On the numerical solution of the three dimensional hydrodynamical equations, for tides and storm surges. Mém Soc. r. Sci Liège, ser 6, 2:143-180.

[12] MUNK, W. H. & CARTWRIGHT, D. E. 1966. Tidal spectroscopy and prediction. Phil. Trans. R. Soc., 259(1105):533-581.

[13] STECH, J. L. 1990. Um estudo comparativo da dinâmica da circulação de inverno entre as plataformas continentais das costas sudeste do Brasil e dos Estados Unidos utilizando um modelo numérico. Tese de doutoramento. Universidade de São Paulo, Instituto Oceanográfico. 224 p.

[14] ______ & LORENZZETTI, J. A. 1992. The response of the South Brazil Bight to the passage of wintertime coldfronts. J. Geoph. Res., 97(C6): 9507-9520.