Modelagem numérica da dinâmica das marés nas áreas expostas e abrigadas da Ilha de Santa Catarina utilizando o modelo de grade não-estruturada Finite Volume Community Ocean Model (FVCOM)

Abstract

A modelagem numérica é uma poderosa ferramenta para o estudo de processos costeiros, incluindo a circulação e variações do nível do mar ocasionados pelas marés astronômicas. Há pelo menos quatro aspectos fundamentais para a qualidade dos resultados numéricos em modelos de área limitada: (I) dados consistentes para utilizar como forçantes astronômicas, (II) resolução espacial adequada em regiões rasas e de linha de costa irregular, (III) dados batimétricos realísticos e (IV) dados de nível e/ou correntes para validação dos resultados e aprimoramento do modelo. O presente trabalho adaptou o Finite Volume Community Ocean Model (FVCOM) para estudo da dinâmica das marés na costa da Ilha de Santa Catarina. Este modelo hidrodinâmico possui grades não estruturadas, as quais permitiram um refinamento da resolução espacial das regiões rasas e de linha de costa complexa. O modelo foi forçado por constantes harmônicas do produto TPXO para reprodução das marés astronômicas. Os resultados do modelo foram validados contra dados observacionais que incluíram dois marégrafos localizados nas Baías Sul e Norte e três perfiladores acústicos de corrente (ADCP), sendo dois nas Baías Sul e Norte e um ao largo da Praia do Moçambique. Todas as séries de nível e correntes comparadas obtiveram correlação significativa (P = 0), com R ≥ 0,64 para nível e R ≥ 0,59 para correntes. As componentes analisadas foram definidas com base na extensão das séries temporais observadas, sendo o número mínimo quatro (M2, S2, K1 e O1) e o máximo seis (M2, S2, K1, O1, Q1 e N2). As constituintes harmônicas que obtiveram os melhores resultados nas simulações foram M2, S2, K1 e Q1. Considerando médias para os cinco pontos analisados, as componentes semidiurnas principais, M2 e S2, apresentaram Erro Percentual Médio (MPE) para amplitude de 5,13 e 13,51%, respectivamente. Já para as componentes diurnas principais, O1 e K1, os MPE foram de 14,73 e 9,34%, respectivamente. A propagação de S2, M2, K1 e O1 apresentam padrões distintos nas regiões dentro e fora das Baías. M2 e S2, por exemplo, propagam-se para leste e nordeste, respectivamente, fora das Baías e, uma vez dentro delas, as fases se propagam das entradas Sul e Norte em direção ao estreito, encontrando-se na Baía Sul e formando um antinó.