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Título: Modelagem hidrodinâmica da circulação sobre a plataforma continental do Ceará - Brasil
Autor(es): Freitas, Pedro Paulo de
Orientador(es): Teixeira, Carlos Eduardo Peres
Palavras-chave: Marés - Ceará
Circulação oceânica
Data do documento: 2015
Citação: FREITAS, P. P. (2015)
Resumo: O trabalho tem como objetivo estudar a variabilidade espacial e temporal da circulação da PCCE através do modelo Regional Ocean Modelling System (ROMS), quantificando e qualificando as principais forçantes da circulação. O modelo foi configurado para realizar uma simulação de 10 anos em 20 níveis verticais.Foram realizados 2 experimentos, denominados PCCE-1 e PCCE-2, os quais distinguem-se entre si em decorrência da presença unicamente do forçante de maré no primeiro cenário e da maré somado a todos os demais forçantes (Vento, Fluxo de Água, Fluxo de Calor e descarga dos rios) no segundo. Dessa forma o presente trabalho fez uso de banco de dados disponíveis, além de resultados publicados. De uma forma geral a modelagem da variabilidade espacial e temporal da circulação da PCCE através do modelo ROMS apresentou desempenho satisfatório na representação dos cenários almejados. A circulação residual de maré na PCCE, apresenta direções bem definidas na enchente e vazante, com velocidades máximas maiores na sizígia com 2.0 cm/s e mais modestas na quadratura com 1.2 cm/s, ambas no processo de enchente. Em relação a importância da forçante local, que consiste no cisalhamento do vento ao longo da PCCE, constata-se uma sazonalidade bem evidente, com um primeiro semestre de intensidades brandas, enquanto o segundo semestre caracteriza-se com ventos mais intensos, o que se reflete na hidrodinâmica da PCCE. A circulação na PCCE apresenta predominância de correntes longitudinais com frequência maregráfica, onde as componentes de maré explicam para a componente normal de velocidade 87,6% e 98% de sua variabilidade no primeiro e segundo semestre, enquanto 45,2% e 38% refere-se a explicação para a componente paralela durante o primeiro e o segundo semestre, respectivamente. Embora o objetivo do trabalho seja avaliação da hidrodinâmica na PCCE, foi constatado pela primeira vez instabilidades hidrodinâmicas adjacentes a plataforma, especificamente ao largo do Platô do Ceará, no qual é possível observar um vórtice girando no sentido anti-horário com velocidades entre 0.2 a 0.4m/s no primeiro semestre e entre 0.2 e 0.3m/s no segundo semestre, denominado no presente trabalho como Vórtice do Ceará. As vazões dos principais tributários da PCCE apresentam maior influência na estrutura halina da plataforma durante o primeiro semestre, período em que as vazões são mais intensas. Ainda sobre a estrutura vertical termo-halina na PCCE, é possível observar no primeiro semestre a presença da AT nas bordas da PE da PCCE, na isóbata de 100 metros, enquanto durante o segundo semestre a PE e região adjacente apresentam estrutura verticalmente homogênea, o que dá indícios de uma penetração da AT e interação com a AC da plataforma. Esse cenário é suportado pelas séries temporais dos termos da equação do movimentos, nas quais conclui-se o domínio dos termos advectivos na PM e PE da PCCE, o que indica uma interação entre circulação sazonal da CNB com a circulação na PE da PCCE. O presente trabalho constitui uma importante contribuição à modelagem hidrodinâmica da PCCE através da avaliação da sazonalidade da circulação média e da estrutura termohalina, da distribuição espacial da circulação residual de maré, bem como a quantificação da dominância dos termos GP e de atrito na circulação da PI e dos termos advectivos na PM e PE da PCCE.
Abstract: We aim to understand the spatial and temporal variability of the circulation on the PCCE and its main forcing using the Regional Ocean System (ROMS). We performed 10 years of simulation using 20 vertical sigma levels. We used two experiments: PCCE-1 forced only by tides and PCCE-2 forced with tides, winds, and water and heat fluxes. We used historical data and published results to validate the model. Our simulations were able to reproduce the spatial and temporal variability of the circulation within the PCCE. The tidal residual circulation presents a well-defined circulation during ebb and flood tides, with maximum values (2.0 cm/s) occurring during flood spring tides.The wind-forced circulation presents a well-defined seasonality with maximum values occurring during the second half of the year. The circulation within the PCCE is dominated by tidal zonal currents. Tides explain 87.6% and 98% of the total variability of the cross-shore currents during first and second half of the year, respectively, and 45.2% and 38% of the along-shore currents. For the first time a counterclockwise eddie is reported around thePlatô do Ceará, with velocities between and 0.2 a 0.4 m/s. Due to the larger discharge the influence of the main rivers of the PCCE is more evident during the first half of the year. During the first half of the year the presence of the Tropical Water is present at the external shelf a possible influence of the North Brazil Current. These results are supported by the diagnostics results from the model, were the dynamical balance of the external and middle shelf are dominated by the advective terms of the motion equation. The present work is any important contribution to the knowledge of the PCCE circulation. For the first time, a baroclinic model has been used to study the sazonality of the circulation and the thermal structure of the PCCE. We also studied the spatial variability of the residual tidal circulation and dynamical balance of the PCCE.
Descrição: Freitas, P. P. de. Modelagem hidrodinâmica da circulação sobre a plataforma continental do Ceará - Brasil. 2015. 97f. Dissertação (mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) – Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/10815
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