This dissertation analyzes the possibilities and limits of art to perform upon borders in the Americas, and to open space for individuals to encounter, experience, and imagine them otherwise. I share the story here of my journeys with two touring transnational art groups working at and across borders: The Frontera Project and Maré from the Inside. The Frontera Project is a community-engaged bi-national performance of varied stories about the U.S.-Mexico border, that aims to complicate simplistic narratives of that border and build connection across difference. Maré from the Inside is an evolving multimedia exhibition addressing the Maré favela complex in Rio de Janeiro that grew out of a collaboration between 'outside' researchers and artists living in that neighborhood. I ask: how are artist/scholars experiencing and imagining borders? How does art perform and (re)shape social, cultural, and political borders? To this end, I place border/lands studies, performance studies, and feminist international relations in dialogue and draw on my ethnographic fieldwork across different sites in the United States, Mexico, and Brazil to examine the ways that politically engaged artists seek to navigate and shape multi-scalar borders. Overall, I argue that Maré and Frontera valorize artistic expression as a form of thought and open space for alternate border imaginaries that challenge existing social frames. They do this through varied performance strategies and processes of collective artmaking that involve careful consideration of the content of their work (whose stories to tell, what the stories contain, what images to use), in tandem with embodied performances that facilitate encounters at and across difference. I utilize collaborative, arts-based methods, drawing on the artists' insights, and further reflect on the possibilities of these methods to challenge prevailing approaches in international relations. / Doctor of Philosophy / This dissertation considers how art can shift the way people imagine the world around them. More specifically, I look at how art acts upon, or shapes, how people imagine borders of different kinds. This includes international boundaries, neighborhood divisions, and the contours of identity in North and South America. I investigate how two art groups have sought to create opportunities to re-think, experience, and imagine borders in new ways. The Frontera Project is a community-engaged bi-national performance of varied stories concerning the U.S.-Mexico border that offers daily-life narratives of that boundary and builds connection across difference. Maré from the Inside is an evolving multimedia exhibition addressing the Maré favela complex in Rio de Janeiro that grew out of a collaboration between 'outside' researchers and artists living in that neighborhood. In this dissertation I ask: how are these artist/scholars experiencing and imagining borders? How does art perform and (re)shape social, cultural, and political borders? Placing border/lands studies, performance studies, and feminist international relations in dialogue and drawing on visits to different sites in the United States, Mexico, and Brazil, I argue that Maré and Frontera valorize artistic expression as a form of thought and open space for alternate border imaginaries that challenge existing social frames. They do this through careful considerations of the content of their work (what the stories contain, whose stories to tell, what images to use), in tandem with embodied performances that facilitate encounters at and across difference.

This thesis assesses the use of the measured motions of a semisubmersible oil platform as a basis for estimating on-site wave spectra. The inference method followed is based on the wave buoy analogy, which aims at solving the linear inverse problem: estimate the sea state, given the measured motions and the transfer function of the platform. Directional wave inference obtained from the records of vessels motions is a technique that has seen its application grow signicantly over the last years. As a matter of fact, its applications in ships with forward speed and ship-shaped moored platforms (such as FPSOs) have provided good results. However, little research has been done regarding the use of semisubmersible platforms as wave sensors. This is due to the fact that these platforms are designed to present no signicant responses when excited by waves. Notwithstanding this, the semisubmersible platforms are characterized by measurable small motions. Moreover, if compared with ship-shaped motion-based wave sensors, the responses of the semisubmersibles are in better agreement with the response characteristics estimations obtained by means of linear hydrodynamic models. In addition, the eminently linear characteristics of the responses often lasts even for severe wave conditions. This feature results in that the semisubmersible platforms stand as a promising wave sensor even for extreme sea states, conditions in which other types of sensors (i.e. buoys, radars) may face diculties. Throughout the text, the main results of this work are presented and discussed. These results are mainly based on a dedicated experimental campaign, carried out with a scaled model of the Asgar-B platform, which is a semisubmersible platform located in the Asgard eld oshore Norway. Regarding the sea states tested during the experiential campaign, they were estimated by means of a motion-based Bayesian inference method, which has been developed for more than then years at the EPUSP. In order to allow the adoption of the semisubmersible platforms as a motion based wave sensors, this thesis provides two signicant improvements of the method: rst, a method to obtain an estimation of the linearized equivalent external viscous damping is provided. This analytical methodology allows to reduce the uncertainty of the transfer function of the platform close to the resonances of the motions and, as a consequence, it increases the accuracy of the inference approach. The second relevant contribution is the development of an alternative prior distribution, which is adopted to introduce the prior beliefs regarding the sea state in the Bayesian inference approach. It is shown that although some aspects of this novel approach require further evaluation in future work, the prior distribution developed has potential to improve the accuracy of wave estimates, and, at the same time, it signi cantly simplies the calibration procedures followed by other state-of-the-art Bayesian wave inference methods. Summing up, the inference approach proposed in this work provides the bases to use each semisubmersible oil platform, which stand as the most common type of oil platforms operated oshore Brasil, as a motion based wave sensor, thus contributing to the possible broadening of the Brazilian oceanographic measurement network. / A presente tese investiga a adoção de plataformas de petróleo semi submersíveis como base para inferência das condições de onda através do monitoramento de seus movimentos. O problema em questão consiste na solução do problema inverso de comportamento em ondas; ou seja, uma vez observados os movimentos da unidade flutuante (e conhecidas suas funções de resposta de movimento), estima-se as condições de ondas que os causaram. Este tipo de método já vem sendo empregado há anos para navios em curso e também para navios convertidos em plataformas de petróleo (os chamados FPSOs) com bons resultados. No entanto, o possível emprego de plataformas semi-submersíveis para o mesmo fim foi muito pouco explorado até o momento. Evidentemente, isso decorre da suposição de que, uma vez que essas estruturas são projetadas com o intuito primeiro de atenuar os movimentos decorrentes das ações de ondas, naturalmente elas não seriam bons sensores para esta finalidade. Os resultados apresentados nesta tese, todavia, contrariam tal suposição. De fato, as semi-submersíveis respondem de forma fraca as ondas, porem esta resposta é mensurável. Não apenas isso, mas, em comparação com os cascos de navios, esta resposta adere melhor às previsões dos modelos hidrodinâmicos lineares a partir dos quais as características da plataforma são estimadas. Ademais, o caráter eminentemente linear da resposta muitas vezes perdura inclusive para condições de ondas severas. Isto, por sua vez, torna as semi-submersíveis promissoras inclusive para a estimação de mares extremos, situação nas quais os outros tipos de sensores (boias, radares) enfrentam dificuldades. Nesta tese, a demonstração destes fatos é sustentada por um extenso conjunto de testes experimentais realizados em tanque de ondas com um modelo em escala reduzida de uma plataforma que hoje opera no Mar do Norte. Para tanto, foi empregado um método de inferência Bayesiana para estimação de ondas em navios que vem sendo desenvolvido na EPUSP há mais de dez anos. Para o estudo das semi-submersíveis o trabalho propõe duas melhorias importantes no método: A primeira consiste em um procedimento analítico para prever o amortecimento hidrodinâmico de origem viscosa dos movimentos observados do casco. Este procedimento permite reduzir as incertezas quanto a função de resposta em condições de ressonância dos movimentos com as ondas e, dessa forma, aumentar a confiabilidade do método. A segunda contribuição relevante é a proposição de uma alternativa para a chamada distribuição a priori originalmente empregada pelo método Bayesiano. Demonstra-se que, embora alguns aspectos desta nova metodologia ainda necessitem de uma avaliação adicional em trabalhos futuros, a nova distribuição tem grande potencial para melhorar a precisão das estimativas de ondas, além de simplificar de maneira significativa os procedimentos atuais de calibração do sistema de inferência. Em suma, o método de inferência aqui proposto abre caminho para tornar cada unidade flutuante de óleo e gás do tipo semi-submersível, um dos sistemas de produção mais frequentes nas costas brasileiras, um eventual ponto de monitoramento de ondas, contribuindo então para a possível ampliação de nossas bases de medição oceanograficas.

O Porto de Santos está localizado no litoral Paulista, na costa Sudeste do Brasil e é o maior e mais importante porto do país. Desde 1859 vem sofrendo adaptações e modernizações tanto em suas instalações físicas quanto em sua estrutura administrativa. As variáveis com as quais a Engenharia Civil deve lidar podem ser resumidas basicamente aos fenômenos naturais, pois estes determinam como serão projetadas e construídas as estruturas e instalações. Em projetos portuários, diversas características naturais devem ser mensuradas como, por exemplo, ventos, correntes marítimas, incidência de ondas, tipo de solo em que se encontra o porto, as temperaturas médias do local e, sobretudo, o nível do mar. Os mares e oceanos não possuem superfícies estáveis e apresentam cotas que estão em movimentos constantes. Estas variações se dão basicamente por ondas de curto ou longo período. A maré é uma onda de longo período que causa a variação diária do nível do mar. Atualmente é cada vez maior o interesse da comunidade científica pela temática relacionada às variações do nível do mar. Buscando contribuir com o tema, o presente estudo tem como objetivo principal a análise das variações do nível do mar no Porto de Santos ao longo dos últimos 60 anos, utilizando-se de dados coletados nos três marégrafos da região. Foi elaborada a média móvel desta série com a finalidade de detectar alguma variação significativa. A análise dos dados implicou que fossem considerados períodos de 18,61 anos, correspondentes ao intervalo do ciclo de precessão lunar, de modo a eliminar o efeito da variação astronômica no nível do mar. A elevação do nível máximo, médio e mínimo do mar no período de 1953 a 2008, apresentou uma elevação média de 2,5 mm/ano, resultado semelhante a outros estudos. Foram avaliados também o impacto da variação do nível do mar sobre as estruturas portuárias, indicando os efeitos da elevação nas estruturas, nos cais, nos aparelhos de defensa e ancoragem, nos equipamentos de descarga e outros. / Santos Harbor is at São Paulo\'s coast, in Brazil\'s southeast coast and it is the biggest and the most important port of the country. Since 1859 had been suffering adaptations and modernizations in its installations such as in its administrative structure. The variables that Civil Engineering has to deal with can be resumed basically to the natural phenomena because its determines how projected and built the structures will be. In docks projects, several natural characteristics must be measured, as example, winds, ocean currents, waves incidence, kind of soil that supports the harbor\'s structures, the local medium temperatures and, mainly the sea level. The seas and oceans doesn\'t have stables surfaces and shows levels that are in constant movements. These variations are products of short and long period waves. The tide is a long period wave that causes the daily sea level variation. Actually, the interest of the scientific community in sea level variation is increasing. Aiming to contribute with this theme, the present study has as main objective analyzing the sea level variations at Santos Harbor above the last 60 years, using data collected from three tidal gauges in the region. It was applied the moving average of the series to detect some significant variation. The data analysis demanded that the periods of 18,61 years, which corresponds to the interval of the moon precession cycles, was considered to purge the astronomic variation over the sea level. The maximum sea level, average and minimum sea level, in the period of 1953 and 2008 showed an average increase of 2.5 mm/year, which is similar to other studies. It was evaluated the impact of this sea level rise over the port\'s structures, showing the structural effects, over the docks; in the defense and anchorage equipment, unload equipment and others.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Entre 06/08/11 e 25/02/12 foram obtidas séries temporais contínuas de intensidade e direção das correntes e intensidade do eco ao longo de toda a coluna dágua, e medições, de temperatura e pressão, próximas ao fundo, na região adjacente ao canal de acesso à baía de Sepetiba (230'16.5"S e 4359'29.4"W, profundidade local de aproximadamente 25 m) através da utilização de um perfilador acústico ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler), modelo WorkHorse BroadBand Sentinel (600 kHz, Teledyne-RDI). A partir dos dados adquiridos, observou-se a existência de correntes intensas próximo ao fundo (até 1,02 m/s), principalmente durante os períodos de enchente sob condições de sizígia, que são fortemente influenciadas pela orientação do canal de navegação. A análise das séries temporais das componentes da velocidade mostraram, em conformidade ao relatado por alguns autores, que esta é uma baía cuja circulação é fortemente influenciada pela dinâmica da maré sendo M2, M4, M6 e M8 as principais componentes harmônicas que atuam no sistema. Além disso, observou-se significativa assimetria da maré, sendo os períodos de enchente consideravelmente mais curtos e associados às correntes mais intensas, o que permite concluir que no setor investigado da baía de Sepetiba há dominância de enchente. Outra característica interessante da área de estudo relaciona-se à observação de que ventos intensos de S-SO são responsáveis pelo empilhamento de água no interior da baía, sendo que altura do nível da superfície da água apresenta relação direta com as variações da pressão atmosférica local. Em diversos períodos, quando há atuação de ventos de E-NE é possível encontrar Água Central do Atlântico Sul (ACAS) no interior da baía de Sepetiba, desde a sua entrada principal até as adjacências da ilha Guaíba. Além disso, foram identificadas diversas oscilações de baixa frequência que puderam ser associadas à variação da pressão atmosférica. Oscilações de alta frequência foram associadas à dinâmica da maré, a co-oscilações da maré e ao vento. Em relação à concentração de Material Particulado em Suspensão (MPS), durante os períodos de sizígia foram registradas as maiores concentrações material particulado na coluna dágua. Durante os períodos de sizígia, o fluxo de MPS é mais pronunciado do que durante as quadraturas, sendo que, independente do período da maré, o fluxo cumulativo de material particulado em suspensão é dirigido para o interior da baía de Sepetiba. Considerando o alinhamento dos vetores de velocidade em conformidade a direção preferencial do canal de navegação, tem-se que o fluxo cumulativo de MPS varia entre dirigido para SE na região próxima ao fundo, a dirigido para NE próximo ao topo da coluna dágua, o que sugere a deflexão do movimento das correntes em consequência do atrito. Ao longo de um dia, o fluxo do material particulado é mais pronunciado durante as enchentes, quando há aumento das tensões cisalhantes que atuam sobre o leito da baía redisponibilizando para a coluna dágua o material que estava depositado no fundo. / Between August 6, 2011 and February 25, 2012, continuous time series of water column current speed and direction, echo intensity, as well as nearbed pressure and water temperature were obtained in a station located at the rim of Sepetiba bay main access channel (230'16.5"S and 4359'29.4"W, local depth 25 m). The data set was recorded by a 600 kHz WorkHorse BroadBand Sentinel Acoustic Doppler Current Profiler (Teledyne-RDI). Strong flood currents (up to 1.02 m/s) were documented in the nearbed area, particularly under springtide conditions. It was observed that channel orientation strongly influence current direction. The analysis of the alongchannel current velocity component substantiated previous claims that tides strongly control Sepetiba bay circulation. The main tidal harmonic components that were identified through spectral analysis are M2, M4, M6 and M8. Moreover, tides are strongly asymmetric: floods are up to 2 hours shorter than ebbs and are associated with the strongest flows. For this reason, it was concluded that at least in the sector that was monitored during this study, Sepetiba bay is a flood-dominated environment. Another interesting observation is that under the influence of strong S-SW winds, water gets piled up inside the bay and water level is directly related to the local atmospheric pressure variability. In several occasions, under E-NE winds, South Atlantic Central Water (SACW) was observed inside Sepetiba bay, extending from its entrance up to the Guaíba island area. Furthermore, several low frequency oscillations could be related to atmospheric pressure oscillations. On the other hand, higher frequencies could be associated with tides, tidal co-oscillations and local winds. Suspended Particulate Matter (SPM) concentration, which was quantitatively determined from the corrected echo intensity signal, exhibited higher values throughout the water column during springtide conditions. The cumulative SPM flux was predominantly directed towards the bay, except close to the bottom, where the lowest measurement, at 2.2 mab, was directed to the shelf. This pattern of cumulative SPM flux, that rotates from going toward the southeast close to the bottom to the NE close to the water surface, suggests the occurrence of current deflection due to shear. When looked into the time scale of a complete tidal cycle (13 hours) SPM fluxes are larger during floods, when higher shear stresses resuspend and redistribute SPM throughout the water column, whereas during ebbs higher concentrations are more limited to the nearbed area, particularly under neap tide conditions.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Entre 06/08/11 e 25/02/12 foram obtidas séries temporais contínuas de intensidade e direção das correntes e intensidade do eco ao longo de toda a coluna dágua, e medições, de temperatura e pressão, próximas ao fundo, na região adjacente ao canal de acesso à baía de Sepetiba (230'16.5"S e 4359'29.4"W, profundidade local de aproximadamente 25 m) através da utilização de um perfilador acústico ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler), modelo WorkHorse BroadBand Sentinel (600 kHz, Teledyne-RDI). A partir dos dados adquiridos, observou-se a existência de correntes intensas próximo ao fundo (até 1,02 m/s), principalmente durante os períodos de enchente sob condições de sizígia, que são fortemente influenciadas pela orientação do canal de navegação. A análise das séries temporais das componentes da velocidade mostraram, em conformidade ao relatado por alguns autores, que esta é uma baía cuja circulação é fortemente influenciada pela dinâmica da maré sendo M2, M4, M6 e M8 as principais componentes harmônicas que atuam no sistema. Além disso, observou-se significativa assimetria da maré, sendo os períodos de enchente consideravelmente mais curtos e associados às correntes mais intensas, o que permite concluir que no setor investigado da baía de Sepetiba há dominância de enchente. Outra característica interessante da área de estudo relaciona-se à observação de que ventos intensos de S-SO são responsáveis pelo empilhamento de água no interior da baía, sendo que altura do nível da superfície da água apresenta relação direta com as variações da pressão atmosférica local. Em diversos períodos, quando há atuação de ventos de E-NE é possível encontrar Água Central do Atlântico Sul (ACAS) no interior da baía de Sepetiba, desde a sua entrada principal até as adjacências da ilha Guaíba. Além disso, foram identificadas diversas oscilações de baixa frequência que puderam ser associadas à variação da pressão atmosférica. Oscilações de alta frequência foram associadas à dinâmica da maré, a co-oscilações da maré e ao vento. Em relação à concentração de Material Particulado em Suspensão (MPS), durante os períodos de sizígia foram registradas as maiores concentrações material particulado na coluna dágua. Durante os períodos de sizígia, o fluxo de MPS é mais pronunciado do que durante as quadraturas, sendo que, independente do período da maré, o fluxo cumulativo de material particulado em suspensão é dirigido para o interior da baía de Sepetiba. Considerando o alinhamento dos vetores de velocidade em conformidade a direção preferencial do canal de navegação, tem-se que o fluxo cumulativo de MPS varia entre dirigido para SE na região próxima ao fundo, a dirigido para NE próximo ao topo da coluna dágua, o que sugere a deflexão do movimento das correntes em consequência do atrito. Ao longo de um dia, o fluxo do material particulado é mais pronunciado durante as enchentes, quando há aumento das tensões cisalhantes que atuam sobre o leito da baía redisponibilizando para a coluna dágua o material que estava depositado no fundo. / Between August 6, 2011 and February 25, 2012, continuous time series of water column current speed and direction, echo intensity, as well as nearbed pressure and water temperature were obtained in a station located at the rim of Sepetiba bay main access channel (230'16.5"S and 4359'29.4"W, local depth 25 m). The data set was recorded by a 600 kHz WorkHorse BroadBand Sentinel Acoustic Doppler Current Profiler (Teledyne-RDI). Strong flood currents (up to 1.02 m/s) were documented in the nearbed area, particularly under springtide conditions. It was observed that channel orientation strongly influence current direction. The analysis of the alongchannel current velocity component substantiated previous claims that tides strongly control Sepetiba bay circulation. The main tidal harmonic components that were identified through spectral analysis are M2, M4, M6 and M8. Moreover, tides are strongly asymmetric: floods are up to 2 hours shorter than ebbs and are associated with the strongest flows. For this reason, it was concluded that at least in the sector that was monitored during this study, Sepetiba bay is a flood-dominated environment. Another interesting observation is that under the influence of strong S-SW winds, water gets piled up inside the bay and water level is directly related to the local atmospheric pressure variability. In several occasions, under E-NE winds, South Atlantic Central Water (SACW) was observed inside Sepetiba bay, extending from its entrance up to the Guaíba island area. Furthermore, several low frequency oscillations could be related to atmospheric pressure oscillations. On the other hand, higher frequencies could be associated with tides, tidal co-oscillations and local winds. Suspended Particulate Matter (SPM) concentration, which was quantitatively determined from the corrected echo intensity signal, exhibited higher values throughout the water column during springtide conditions. The cumulative SPM flux was predominantly directed towards the bay, except close to the bottom, where the lowest measurement, at 2.2 mab, was directed to the shelf. This pattern of cumulative SPM flux, that rotates from going toward the southeast close to the bottom to the NE close to the water surface, suggests the occurrence of current deflection due to shear. When looked into the time scale of a complete tidal cycle (13 hours) SPM fluxes are larger during floods, when higher shear stresses resuspend and redistribute SPM throughout the water column, whereas during ebbs higher concentrations are more limited to the nearbed area, particularly under neap tide conditions.

O Porto de Santos está localizado no litoral Paulista, na costa Sudeste do Brasil e é o maior e mais importante porto do país. Desde 1859 vem sofrendo adaptações e modernizações tanto em suas instalações físicas quanto em sua estrutura administrativa. As variáveis com as quais a Engenharia Civil deve lidar podem ser resumidas basicamente aos fenômenos naturais, pois estes determinam como serão projetadas e construídas as estruturas e instalações. Em projetos portuários, diversas características naturais devem ser mensuradas como, por exemplo, ventos, correntes marítimas, incidência de ondas, tipo de solo em que se encontra o porto, as temperaturas médias do local e, sobretudo, o nível do mar. Os mares e oceanos não possuem superfícies estáveis e apresentam cotas que estão em movimentos constantes. Estas variações se dão basicamente por ondas de curto ou longo período. A maré é uma onda de longo período que causa a variação diária do nível do mar. Atualmente é cada vez maior o interesse da comunidade científica pela temática relacionada às variações do nível do mar. Buscando contribuir com o tema, o presente estudo tem como objetivo principal a análise das variações do nível do mar no Porto de Santos ao longo dos últimos 60 anos, utilizando-se de dados coletados nos três marégrafos da região. Foi elaborada a média móvel desta série com a finalidade de detectar alguma variação significativa. A análise dos dados implicou que fossem considerados períodos de 18,61 anos, correspondentes ao intervalo do ciclo de precessão lunar, de modo a eliminar o efeito da variação astronômica no nível do mar. A elevação do nível máximo, médio e mínimo do mar no período de 1953 a 2008, apresentou uma elevação média de 2,5 mm/ano, resultado semelhante a outros estudos. Foram avaliados também o impacto da variação do nível do mar sobre as estruturas portuárias, indicando os efeitos da elevação nas estruturas, nos cais, nos aparelhos de defensa e ancoragem, nos equipamentos de descarga e outros. / Santos Harbor is at São Paulo\'s coast, in Brazil\'s southeast coast and it is the biggest and the most important port of the country. Since 1859 had been suffering adaptations and modernizations in its installations such as in its administrative structure. The variables that Civil Engineering has to deal with can be resumed basically to the natural phenomena because its determines how projected and built the structures will be. In docks projects, several natural characteristics must be measured, as example, winds, ocean currents, waves incidence, kind of soil that supports the harbor\'s structures, the local medium temperatures and, mainly the sea level. The seas and oceans doesn\'t have stables surfaces and shows levels that are in constant movements. These variations are products of short and long period waves. The tide is a long period wave that causes the daily sea level variation. Actually, the interest of the scientific community in sea level variation is increasing. Aiming to contribute with this theme, the present study has as main objective analyzing the sea level variations at Santos Harbor above the last 60 years, using data collected from three tidal gauges in the region. It was applied the moving average of the series to detect some significant variation. The data analysis demanded that the periods of 18,61 years, which corresponds to the interval of the moon precession cycles, was considered to purge the astronomic variation over the sea level. The maximum sea level, average and minimum sea level, in the period of 1953 and 2008 showed an average increase of 2.5 mm/year, which is similar to other studies. It was evaluated the impact of this sea level rise over the port\'s structures, showing the structural effects, over the docks; in the defense and anchorage equipment, unload equipment and others.

As desembocaduras lagunares são sistemas costeiros dinâmicos e complexos em função de seu controle por diversos fatores ambientais, como amplitude de maré, energia de ondas e aporte fluvial. Essas variáveis atuam em conjunto produzindo condições hidrodinâmicas únicas e uma variedade de feições deposicionais. Estes sistemas, compostos por um canal principal e por deltas de maré, possuem fortes influências sobre a evolução da região costeira adjacente. O objetivo deste trabalho é avaliar a dinâmica da desembocadura de Cananéia, a fim de compreender os processos que governam as alterações morfológicas da região, considerando as prováveis influências do delta de maré vazante. Através de imagens aéreas e cartas náuticas históricas foi possível analisar as alterações morfológicas da desembocadura e do delta ao longo das últimas décadas. Posteriormente, foi aplicado o modelo numérico MIKE 21 para simular a propagação de ondas, a hidrodinâmica e o transporte sedimentar na região em duas situações batimétricas e em diferentes casos de ondas incidentes. Para tanto, utilizaram-se dados coletados in situ, resultados de modelos globais (WW3 e CFSR) e informações obtidas na literatura. Os resultados mostram alterações na morfologia da desembocadura com o predomínio de processos erosivos na margem norte, migração do canal e do delta para nordeste, aumento volumétrico do delta e avanço deste em direção ao oceano. Além disso, notou-se que a margem norte é exposta a maiores forças de onda e que, em ambas as margens, esta diminuiu ao longo do período analisado. Os resultados indicam a ação do delta de maré vazante como principal agente transformador de ondas, sendo a sua variação morfológica determinante para a ação das ondas nas margens do canal. A circulação é controlada predominantemente pela maré e o transporte de sedimentos, embora limitado, é aumentado sob o efeito sinérgico entre a ação de ondas e de maré. Devido a sua morfologia e hidrodinâmica, a margem norte é submetida à maior influência de ondas e de maré, resultando em processos erosivos. A dinâmica sedimentar reflete a complexidade deste ambiente. / Inlets are dynamic and complex coastal systems subjected to a variety of forces such as tidal range, wave energy and fluvial discharge. Combinations of these variables produce unique hydrodynamic conditions and a variety of depositional features. These systems, consisting of a main channel and tidal deltas, have strong influence on the evolution of the coastal zone. The aim of this study is to evaluate the dynamics of the Cananéia inlet in order to understand the processes that control the morphological changes in the region, considering the influence of its ebb-tidal delta morphology. Based on aerial photographs and historical nautical charts the morphological changes of the inlet and delta were analyzed over the last decades. Subsequently, the MIKE 21 numerical model was applied to simulate the wave propagation, the hydrodynamics and sediment transport in the region, for two different bathymetric situations and several wave scenarios. Therefore, we used in situ data, global model results (WW3 and CFSR) and information from the literature. Results show changes in the morphology of the inlet with the predominance of erosion on its northern margin, the migration of the channel and delta northeasterly, and the delta volume increase and its growth towards the ocean. Furthermore, it was noted that the northern margin is exposed to greater wave power and on both margins the wave power decreased over the analyzed period. The results show the action of the ebb tidal delta as the main transforming agent of the incoming waves and its morphological variation determines the action of the waves on the margins of the channel. The circulation is controlled predominantly by the tide and the sediment transport, although limited, is increased under the synergistic effect between the action of waves and tide. Due to its morphology and hydrodynamics, the northern margin is subjected to greater influence of waves and tide, resulting in erosional processes. The sediment dynamics reflects the complexity of this environment.

Dentre os ambientes costeiros, os estuários são as principais fontes de sedimento para os oceanos. Sua dinâmica sensível é amplamente suscetível a modificações de origem natural e antrópica impactando no balanço sedimentar destes ambientes. O presente trabalho busca compreender a importância da maré meteorológica causada por frentes frias sobre os processos sedimentares do complexo estuarino de Santos aplicando o modelo numérico XBeach com três cenários. O primeiro foi forçado apenas pela maré astronômica outro representando uma condição de frente fria média e um terceiro representando uma frente fria extrema. Buscou-se detectar as frentes utilizando dados de reanálise do NCEP/NCAR. Foram extraídos os cinco dias mais intensos das frentes escolhidas e aplicaram-se ao inicio da série de dados de input do modelo para os ensaios numéricos. Os resultados permitiram compreender que os sistemas frontais atuam como agentes essenciais no balanço sedimentar tendo um papel erosivo compensando os processos deposicionais atuantes no período sem frentes. Frentes muito intensas agravam as feições erosivas e deposicionais, desbalanceando o sistema além da sua capacidade de recuperação. / Among the coastal environments, the estuaries are the main sediment source for oceans. Its sensible dynamic is widely susceptible to changes of natural and anthropogenic impacts the sediment balance of those environments. This work applies the Xbeach numerical model in Santos estuary to understand the storm surges forced by cold fronts on the sediment transport through three scenarios. The first scenario input was astronomic tide sea surface high, the second scenario input was the median cold front and the last scenario input was an extreme cold front. To get the cold front condition we use the NCEP/NCAR reanalysis data. We applied the five most intense days from each cold front condition in the beginning astronomic tide series. With the numerical model results we could understand the erosive action from the cold fronts and how it compensates the depositional period without any cold fronts. The extreme cold fronts intensify the depositional/erosion process unbalancing the system beyond the resilience capacity.

Este trabalho teve por finalidade simular a hidrodinâmica da Plataforma Continental Interna do Estado de São Paulo (PCISP) e da Plataforma Continental Média do Estado de São Paulo (PCMSP) no período de verão, em resposta às forçantes do gradiente de densidade, do vento climatológico e das marés, através da implementação do modelo numérico hidrodinâmico tridimensional Regional Ocean Modeling System (ROMS). Os experimentos realizados mostraram que os efeitos da distribuição de densidade sobre o comportamento geral da circulação na PCISP e PCMSP são secundários quando comparados à circulação induzida pela tensão de cisalhamento do vento. Os resultados apontam que na PCISP e na PCMSP a componente de velocidade paralela à costa é dominada por forçantes de frequência subinercial, como o vento climatológico e o gradiente de densidade, enquanto que a componente normal, na direção normal à costa, é fortemente influenciada pela forçante de maré. / The aim of this study was simulate the hydrodynamic of the Inner Continental Shelf of the State of São Paulo (PCISP) and of the Mid Continental Shelf of the State of São Paulo (PCMSP) during summer, in response to the density gradient forcing, to the climatological wind shear stress forcing and to the tide forcing, applying the tridimensional hydrodynamic numeric model Regional Ocean Modeling System (ROMS). The experiments performed showed the effects of the density distribution over the general circulation behavior in the PCISP and PCMSP are secondary compared with the induced climatological wind shear stress circulation. The results indicate that in the PCISP and in the PCMSP the component velocity parallel to the coast is dominated by subinertial frequencies forcing, as the climatological wind and the density gradient, while the component velocity perpendicular to the coast is strongly influenced by the tide forcing.

A habilidade de prever mudanças morfológicas nas regiões costeiras é restringida pela falta de dados observacionais com suficiente resolução espacial e temporal. Com o desenvolvimento do sensoriamento remoto, esse problema pode ser minimizado, especialmente com o uso de câmeras de vídeo para o estudo de regiões costeiras. Os objetivos dessa tese são, através do uso de imagens de vídeo, (1) desenvolver um método robusto para extrair a localização da linha de costa; (2) analisar um conjunto de dados inéditos de 26 anos de imagens diárias; (3) caracterizar as escalas espaciais e temporais da variação da linha de costa em um local representativo, a praia de Duck, NC; (4) testar esse método em uma praia reflectiva e com cúspides, a praia de Massaguaçu localizada no litoral brasileiro; (5) descrever recentes observações de feições morfológicas de meso-escalas associadas a um canal de marés usando uma técnica óptica inovadora e documentar as taxas e padrões de migração dessas feições morfológicas em New River Inlet, NC. Um modelo foi desenvolvido, chamado ASLIM (Augmented ShoreLine Intensity Maxima) para extrair as posições da linha de costa baseado na intensidade máxima observada nas imagens de exposição (timex) através de um ajuste Gaussiano com um subsequente filtro Kalman filtro, este para reduzir incertezas e ruídos. O ASLIM quando comparado com dados do levantamentos batimétricos mostrou um boa correlação com coeficiente de 0.85, estatisticamente significativo). As ondas foram caracterizadas em termos da altura significativa e os componentes longitudinal e transversal do fluxo de energia da onda (Px e Py, respectivamente). Menos de 2\\% da altura da onda é explicada por escalas maiores do que um ano. 66\\% da variância foi explicada por períodos maiores do que o ciclo anual, apesar do fato das forçantes (ondas) serem dominadas por períodos curtos (menores que 20 dias). O primeiro modo da EOF para a variação da linha de costa contém 49\\% da variância e representou o movimento transversal da linha de costa. O segundo modo (26\\% da variância) está associado com a alternância de sinais de acresção em cada lado píer, enquanto que os modos mais altos (7\\% e 5.6\\%) descrevem os efeitos locais do píer. O píer apresentou uma influência significativa no comportamento da linha de costa, à qual estende-se a 500 metros ao norte e sul do píer, duas vezes mais do que os valores assumidos por estudos anteriores. O píer restringe o transporte longitudinal sazonal entre a parte sul (verão) e a parte norte (inverno), resultando em uma acumulação de sedimentos sazonalmente reversa no lado up-drift da deriva. Sinais de erosão foram encontrados ao lado down-drift do píer e que propagam-se 1200 m/ano para longe do píer. A linha de costa apresentou uma tendência à erosão apenas no lado norte do píer, esta erosão pode estar relacionada com a tendência de aumento do transporte longitudinal para o norte, que é bloqueado devido ao píer, gerando uma acumulação na parte sul do píer e erosão na parte norte. O método ASLIM também foi testado na Praia de Massaguaçu e mostrou ser uma valiosa ferramenta para investigar variabilidade da linha de costa. Nossas observações em New River Inlet (NC), revelaram um complexo de bancos de espraiamento e feições arenosas de meso-escalas que migraram em um padrão coerente horário onde nas regiões offshore migraram em direção contrária a desembocadura do rio enquanto que as feições na região próxima a costa, migraram em direção ao canal. Para quantificar de forma objetiva as taxas e padrões de migração um algoritmo foi desenvolvido (LLSA - Lagged Least Square Algorithm) usando sequências de imagens de exposição (timex). Esse método compara diferentes imagens que possuem diferentes intervalos de tempo, e encontra o intervalo (lag) onde essas imagens são similares. A taxa média de migração encontrada foi de 1.53 m/dia (com desvio padrão de 0.76 m/dia). 72\\% das taxas estimadas foram maiores que 1.0 m/dia, 31\\% foram maiores que 2 m/dia, e as taxas máximas encontradas foram 3.5 m/day, em 23 dias. As taxas de migração média longitudinais mostraram um nó em 110 metros da linha de costa que separa as feições que migram para longe do canal (offshore) e para a linha de costa. O padrão circular pareceu ser consistente com o fluxo residual esperado em um delta de maré vazante. Em conclusão, nossos resultados mostraram que o uso de câmeras de vídeo são uma ótima ferramenta para fornecer informações sobre a dinâmica de morfologias costeiras com alta resolução temporal e espacial, de curto à longo-prazo. / The ability to predict changes of the coastal morphology has been restricted by the lack of observational data in a sufficient spatial and temporal coverage. With the advent of remote sensing, the low spatial and temporal resolution could be overcome, especially with the development of video cameras to study nearshore environments. The goals of this thesis are, using remote sensing techniques, to (1) develop a robust method for extracting shoreline locations; (2) analyze a unique 16 and 26-year record of daily to hourly video images; (3) characterize the space-time scales of shoreline variability at a representative site at Duck, NC; (4) test this method at a reflective and cuspy beach at Massaguaçu Beach located at Brazilian coast; (5) describe recent observations of meso-scales morphology associated with tidal inlets using an innovative optical method and document rates and patterns of migration of these features at New River Inlet, NC. A model was developed, called ASLIM (Augmented ShoreLine Intensity Maxima) to extract the shoreline positions based on fitting the band of high light intensity in time exposure images to a local Gaussian fit with a subsequent Kalman filter to reduce noise and uncertainty. The ASLIM model showed good agreement with survey data (correlation coefficient of 0.85, significant at 95\\% confidence level). Wave forcing was characterized in terms of the significant wave height and the cross-shore and longshore components of wave energy flux. 66\\% of the shoreline variability was explained by periods longer than the annual cycle, despite the fact that wave forcing is dominated by shorter periods. The first EOF mode of shoreline variability contained 49\\% of the variance and represented the cross-shore movement (landward- seaward) of the shoreline. The second mode (26\\% of the variance) is associated with alternating accretion signals on either side of the pier, while the next two higher EOFs (7\\% and 5.6\\%) describe the local pier effects. The pier was found to have a significant influence on shoreline behavior that extends out to 500 meters, nearly twice the length scales assumed by previous studies. The pier restricts seasonal longshore transport from the south (summer) and north (winter) sides, resulting in a seasonally-reversing sediment accumulation on the up-drift side. Erosion signals on the down-drift side of the pier were found propagate away from the pier at 1200 m/year. A shoreline erosion trend that was found only on the north side of the pier may be related to the trend found in the alongshore transport, that it is increasing toward the north and is being blocked by the pier. The ASLIM method was also tested at Massaguaçu Beach and showed to be a valuable tool to investigate shoreline variability processes. Our observations, at New Rivet Inlet (NC), revealed a complex set of swash bars and meso-scale sand banks that migrated in a coherent clockwise pattern with movement in offshore regions being away from the inlet mouth while nearshore migration was back toward the inlet. To quantify migration rates and patterns objectively based on sequences of time exposure images, a Lagged Least Squares Algorithm (LLSA) was developed that found the vector migration rate for which the suite of lagged images were most similar, computed on a tile-by-tile basis. The mean migration rate was found to be 1.53 m/day (standard deviation of 0.76 m/day). 72\\% percent of estimated rates were greater than 1.0 m/day, 31\\% percent were larger than 2.0 m/day, and the maximum rate round was 3.5 m/day, averaged over 23 days. Alongshore averages of cross-shore migration rates showed a node at 110 m from the shoreline that separates migration away from the inlet (offshore) from migration toward the inlet near the shore. The circular pattern of migration appeared to be consistent with expected residual flow on an ebb delta. In conclusion, our results showed that the use of video cameras are a useful tool for providing information about the dynamics of coastal morphologies with a high temporal and spatial resolution, from short to long-term.