Análise da variabilidade espaço-temporal de dados de nível ao longo do litoral brasileiro

Abstract

Harmonic components are sinusoidal waves with frequency determined by the action of astronomical and radiational forces and added up compose the tidal wave. In this study, the harmonic components of the tides along the Brazilian coast were analyzed, as well as, their spatial and temporal variations. The analyzed data were hourly data of sea level measured by tide gauges. The time series were obtained from the Oceanographic Data National Bank (BNDO), maintained by the Navy of Brazil, the project Global Ocean Observing System (GOOS-Brazil), and also from the monitoring centers the Port Authority of Brazil. The harmonic analyses were carried out using the tool T_TIDE in MATLAB®. The results indicated that sea level prediction using only the harmonic components is not effective in the southern and southeastern Brazil, since the explained variance is very low (in many points is less than 50%). The tide in Brazil is predominantly semidiurnal with diurnal inequalities, mixed tide was only observed in Rio Grande (RS). There is a trend of decreasing maximum amplitude of the tide heading south of Brazil, with few exceptions inside estuaries. Towards the south of Brazil, the significance of smaller harmonic components increases, like the third-diurnal and quarter-diurnal harmonics. The M2 and S2 constants amplitudes decrease abruptly heading south of Brazil, while the O1 and K1 constants amplitudes increase its relative importance. The N2 component is the third most important in northern and northeastern Brazil. It was found the increased significance of SA constant heading south of Brazil, with the largest amplitude of all components in Rio Grande. The amplification of the M3 constant was found between Santos (SP) and Florianópolis (SC). The Bay of Paranaguá amplifies the tide, differently from the well-studied estuary of Patos Lagoon (RS), which is a tidal attenuator. The M2 constant in Cananéia and Rio Grande has sinusoidal variation with a periodicity of about 19 years, coincident with the variation of lunar declination which is 18.6 years. In the region of Rio Grande (RS) O1 is the most important of the major components. It was not possible to observe a tendency in the variation of M2 for the entire coast, so the variations seem to be associated with local events.

As componentes harmônicas são as ondas sinusoidais com frequência determinada pela ação das forças astronômicas e radiacionais, que somadas compõem a onda de maré. Neste trabalho foram estudadas as componentes harmônicas das marés ao longo da costa brasileira e analisadas suas variações espaciais e temporais. Para tanto, foram analisados dados horários de nível do mar medidos por marégrafos. As séries foram obtidas junto ao Banco Nacional de Dados Oceanográficos (BNDO), mantido pela Marinha do Brasil, ao projeto Global Ocean Observing System (GOOS-Brasil), e junto aos centros de monitoramento dos Portos do Brasil. As análises harmônicas foram feitas através da ferramenta T_TIDE no software MATLAB®. Os resultados indicaram que a previsão de nível do mar apenas com as componentes harmônicas não é suficiente nas regiões sul e sudeste do Brasil, já que a variância explicada é muito baixa, em muitos pontos sendo menos que 50%. A maré no Brasil é predominantemente semidiurna, com desigualdades diurnas sendo que a maré mista só foi observada em Rio Grande (RS). Existe a tendência de diminuição da amplitude máxima da maré em direção ao sul do Brasil, com poucas exceções que se encontram dentro de estuários. Quanto mais ao sul do Brasil, maior a significância das componentes harmônicas menores, como as ter-diurnas e quarto-diurnas. As constantes semidiurnas M2 e S2 diminuem bruscamente suas amplitudes em direção ao sul do Brasil, ao mesmo tempo que as diurnas O1 e K1 aumentam sua importância relativa. A constante N2 é a terceira mais importante no norte e nordeste do Brasil. Foi constatado o aumento da constante SA em direção ao sul do Brasil, sendo ela a com a maior amplitude de todas em Rio Grande. A amplificação da constante M3 foi vista entre a região de Santos (SP) e Florianópolis (SC), e antes tinha sido registrada apenas até Itajaí (SC). A baía de Paranaguá amplifica a maré, diferentemente do estuário bem estudado da Lagoa dos Patos (RS) que é um atenuador da maré. Para a análise temporal os resultados mais interessantes foram: a constante M2 em Cananéia e em Rio Grande tem variação sinusoidal, com periodicidade de aproximadamente 19 anos coincidindo com a variação da declinação lunar que é de 18.6 anos. E a constante M2 não é a melhor para ser monitorada em estudos do nível do mar na região de Rio Grande (RS), pois das componentes principais a O1 é mais importante. Não foi possível observar um padrão na tendência da M2 para toda a costa, sendo assim as variações encontradas estão associadas a processos locais.