Ondas oceânicas são perturbações ocasionadas na superfície dos oceanos e são uma das fontes energéticas mais importantes para a modelagem da geometria das costas em todo o mundo constituindo-se um fator de risco às obras costeiras e operações em mar aberto. Este trabalho utilizou dados do modelo WAVEWATCH III (WW3) entre 2001 a 2009 como ferramenta para a obtenção de aspectos importantes em uma determinada região do Atlântico Sul que é vulnerável ao impacto de eventos extremos, ocasionados por ciclones extratropicais. Pelo fato de serem os principais controladores de padrões climáticos, causarem extremas mudanças no tempo e das maiores alturas de ondas serem geradas em sua região de influência, estes fenômenos meteorológicos são de grande importância para o estudo de ondas oceânicas e suas ações em regiões costeiras assim como também é importante conhecer sua origem, formação e trajetória. Com os dados das componentes U e V do vento provenientes do modelo foram calculadas as trajetórias dos ciclones extratropicais baseados na vorticidade relativa de seu centro. Ao todo, 28 eventos foram analisados dentro deste período. Estas foram classificadas com base em suas trajetórias em três padrões, o Padrão III é o mais comum (41,4%), com uma maior incidência de eventos que aparecem em maio. Os maiores valores de altura máxima e média foram gerados no outono e inverno, com uma maior incidência também em maio. O evento de maio de 2001 apresentou a ocorrência simultânea de dois ciclones causando danos à linha de costa em várias cidades. Os valores de altura de onda e intensidade do vento deste evento se mostraram superiores aos demais. Dados do satélite ENVISAT, obtidos por um sensor ASAR, foram comparados com os dados do modelo WW3 para o ano de 2007 Para comparar os dados de satélite com os dados de modelo foram utilizados dois algorítimos para uma representação espaço-temporal mais realista possível. Utilizando parâmetros estatísticos como viés, e índice de espalhamento a altura de swell foi analisada. Os dados de satélite mostraram uma grande uniformidade espacial comparados com os dados do modelo. Subestimação da altura de swell pelo modelo nos trópicos e em regiões específicas são encontradas em altas latitudes. Com o intuito de verificar e comparar os parâmetros de comportamento de ondas próximas de regiões costeiras, foi realizado um estudo de 6 eventos, 3 localizados na região sul, e mais 3 no nordeste do Brasil entre 2002 e 2009, priorizando eventos onde o swell era dominante. Estes eventos foram selecionados com base no intervalo no qual o satélite (ENVISAT) mede o comprimento de onda para uma comparação mais realista. Dados do modelo WW3 e do satélite foram utilizados como condições de fronteira para o modelo SWAN. Para cada evento as duas simulações foram comparadas com base no tempo e espaço e também para pontos específicos localizados em águas rasas e profundas. Observou-se que houve uma excelente correlação, evidenciada pelo coeficiente de Pearson, entre as duas simulações nas duas regiões estudadas, principalmente na análise espacial e temporal. Em águas rasas e profundas maior correlação é observada no sul. Constatou-se também que o período de pico Tp para a simulação com dados do WW3, é subestimado em relação à simulação com dados do satélite em todos os eventos. Os resultados mostram que houve uma grande coerência entre as duas simulações com valores de coeficiente de Pearson acima de 0.8. Embora o Tp aponte maior disparidade entre as duas simulações, a tendência da série histórica provou ser consistente em ambos os dados simulados; com o WW3 e com o satélite. / Ocean waves are caused disturbances on the surface of the oceans and they are one of the most important energy sources for modeling the geometry of the coasts around the world and constituting a hazard to coastal works and offshore operations. This study used the WAVEWATCH III (WW3) model data from 2001 to 2009 as a tool to obtain important aspects in a particular South Atlantic region that is vulnerable to the impact of extreme events caused by tropical cyclones. Because they are the main weather patterns drivers, causing extreme changes in weather and greater heights of waves being generated in its area of influence, these meteorological phenomena are of great importance for the study of ocean waves and their actions in coastal regions and it is also important to know your origin, development and trajetory. With wind components U and V from the model trajectories of extratropical cyclones were calculated based on relative vorticity from its center. Altogether, 28 events were analyzed within this period. These were classified based on their trajectories in three patterns, the pattern III is the most common (41.4%), with a higher incidence of events that appear in May. The highest maximum and average height values were generated in the fall and winter, with a higher incidence also in May. The event of May 2001 featured the simultaneous occurrence of two cyclones causing damage to the coastline in several cities. The wave height and wind speed values of the event were higher than the others. ENVISAT satellite data obtained by a ASAR sensor, were compared with the WW3 model data for the year 2007. To compare the satellite data with the model data two algorithms were used to provide a space-time representation as realistic as posssible Using statistical parameters such as bias and scattering index the swell height was analyzed. Satellite data showed a great spatial uniformity compared with model data. Underestimation of swell height by the model in the tropics and at specific regions high latitudes are found. In order to verify and compare the wave behavior near coastal regions, a study of six events was conducted, three located in the southern region, and three more in northeastern Brazil between 2002 and 2009, prioritizing events where swell was dominant. For a more realistic comparison these events were selected based on the range in which the satellite (ENVISAT) measures the wavelength. WW3 model data and the satellite were used as boundary conditions for the SWAN model. The two simulations were compared based on time and space and also to specific points located in shallow and deep water, for each event. It was observed that there was an excellent correlation shown by the Pearson correlation coefficient between the two simulations studied in both regions, particularly in the temporal and spatial analysis. In shallow and deep water highest correlation is observed in the south. It was also found that the peak period Tp for simulation WW3 data is underestimated in relation to simulation with satellite data on all events. The results show that there was a great coherence between the two simulations with Pearson coefficient values above 0.8. Although Tp points out greater disparity between the two simulations, the trend of the series proved to be consistent in both simulated data.

Ondas oceânicas são perturbações ocasionadas na superfície dos oceanos e são uma das fontes energéticas mais importantes para a modelagem da geometria das costas em todo o mundo constituindo-se um fator de risco às obras costeiras e operações em mar aberto. Este trabalho utilizou dados do modelo WAVEWATCH III (WW3) entre 2001 a 2009 como ferramenta para a obtenção de aspectos importantes em uma determinada região do Atlântico Sul que é vulnerável ao impacto de eventos extremos, ocasionados por ciclones extratropicais. Pelo fato de serem os principais controladores de padrões climáticos, causarem extremas mudanças no tempo e das maiores alturas de ondas serem geradas em sua região de influência, estes fenômenos meteorológicos são de grande importância para o estudo de ondas oceânicas e suas ações em regiões costeiras assim como também é importante conhecer sua origem, formação e trajetória. Com os dados das componentes U e V do vento provenientes do modelo foram calculadas as trajetórias dos ciclones extratropicais baseados na vorticidade relativa de seu centro. Ao todo, 28 eventos foram analisados dentro deste período. Estas foram classificadas com base em suas trajetórias em três padrões, o Padrão III é o mais comum (41,4%), com uma maior incidência de eventos que aparecem em maio. Os maiores valores de altura máxima e média foram gerados no outono e inverno, com uma maior incidência também em maio. O evento de maio de 2001 apresentou a ocorrência simultânea de dois ciclones causando danos à linha de costa em várias cidades. Os valores de altura de onda e intensidade do vento deste evento se mostraram superiores aos demais. Dados do satélite ENVISAT, obtidos por um sensor ASAR, foram comparados com os dados do modelo WW3 para o ano de 2007 Para comparar os dados de satélite com os dados de modelo foram utilizados dois algorítimos para uma representação espaço-temporal mais realista possível. Utilizando parâmetros estatísticos como viés, e índice de espalhamento a altura de swell foi analisada. Os dados de satélite mostraram uma grande uniformidade espacial comparados com os dados do modelo. Subestimação da altura de swell pelo modelo nos trópicos e em regiões específicas são encontradas em altas latitudes. Com o intuito de verificar e comparar os parâmetros de comportamento de ondas próximas de regiões costeiras, foi realizado um estudo de 6 eventos, 3 localizados na região sul, e mais 3 no nordeste do Brasil entre 2002 e 2009, priorizando eventos onde o swell era dominante. Estes eventos foram selecionados com base no intervalo no qual o satélite (ENVISAT) mede o comprimento de onda para uma comparação mais realista. Dados do modelo WW3 e do satélite foram utilizados como condições de fronteira para o modelo SWAN. Para cada evento as duas simulações foram comparadas com base no tempo e espaço e também para pontos específicos localizados em águas rasas e profundas. Observou-se que houve uma excelente correlação, evidenciada pelo coeficiente de Pearson, entre as duas simulações nas duas regiões estudadas, principalmente na análise espacial e temporal. Em águas rasas e profundas maior correlação é observada no sul. Constatou-se também que o período de pico Tp para a simulação com dados do WW3, é subestimado em relação à simulação com dados do satélite em todos os eventos. Os resultados mostram que houve uma grande coerência entre as duas simulações com valores de coeficiente de Pearson acima de 0.8. Embora o Tp aponte maior disparidade entre as duas simulações, a tendência da série histórica provou ser consistente em ambos os dados simulados; com o WW3 e com o satélite. / Ocean waves are caused disturbances on the surface of the oceans and they are one of the most important energy sources for modeling the geometry of the coasts around the world and constituting a hazard to coastal works and offshore operations. This study used the WAVEWATCH III (WW3) model data from 2001 to 2009 as a tool to obtain important aspects in a particular South Atlantic region that is vulnerable to the impact of extreme events caused by tropical cyclones. Because they are the main weather patterns drivers, causing extreme changes in weather and greater heights of waves being generated in its area of influence, these meteorological phenomena are of great importance for the study of ocean waves and their actions in coastal regions and it is also important to know your origin, development and trajetory. With wind components U and V from the model trajectories of extratropical cyclones were calculated based on relative vorticity from its center. Altogether, 28 events were analyzed within this period. These were classified based on their trajectories in three patterns, the pattern III is the most common (41.4%), with a higher incidence of events that appear in May. The highest maximum and average height values were generated in the fall and winter, with a higher incidence also in May. The event of May 2001 featured the simultaneous occurrence of two cyclones causing damage to the coastline in several cities. The wave height and wind speed values of the event were higher than the others. ENVISAT satellite data obtained by a ASAR sensor, were compared with the WW3 model data for the year 2007. To compare the satellite data with the model data two algorithms were used to provide a space-time representation as realistic as posssible Using statistical parameters such as bias and scattering index the swell height was analyzed. Satellite data showed a great spatial uniformity compared with model data. Underestimation of swell height by the model in the tropics and at specific regions high latitudes are found. In order to verify and compare the wave behavior near coastal regions, a study of six events was conducted, three located in the southern region, and three more in northeastern Brazil between 2002 and 2009, prioritizing events where swell was dominant. For a more realistic comparison these events were selected based on the range in which the satellite (ENVISAT) measures the wavelength. WW3 model data and the satellite were used as boundary conditions for the SWAN model. The two simulations were compared based on time and space and also to specific points located in shallow and deep water, for each event. It was observed that there was an excellent correlation shown by the Pearson correlation coefficient between the two simulations studied in both regions, particularly in the temporal and spatial analysis. In shallow and deep water highest correlation is observed in the south. It was also found that the peak period Tp for simulation WW3 data is underestimated in relation to simulation with satellite data on all events. The results show that there was a great coherence between the two simulations with Pearson coefficient values above 0.8. Although Tp points out greater disparity between the two simulations, the trend of the series proved to be consistent in both simulated data.

Ondas oceânicas são perturbações ocasionadas na superfície dos oceanos e são uma das fontes energéticas mais importantes para a modelagem da geometria das costas em todo o mundo constituindo-se um fator de risco às obras costeiras e operações em mar aberto. Este trabalho utilizou dados do modelo WAVEWATCH III (WW3) entre 2001 a 2009 como ferramenta para a obtenção de aspectos importantes em uma determinada região do Atlântico Sul que é vulnerável ao impacto de eventos extremos, ocasionados por ciclones extratropicais. Pelo fato de serem os principais controladores de padrões climáticos, causarem extremas mudanças no tempo e das maiores alturas de ondas serem geradas em sua região de influência, estes fenômenos meteorológicos são de grande importância para o estudo de ondas oceânicas e suas ações em regiões costeiras assim como também é importante conhecer sua origem, formação e trajetória. Com os dados das componentes U e V do vento provenientes do modelo foram calculadas as trajetórias dos ciclones extratropicais baseados na vorticidade relativa de seu centro. Ao todo, 28 eventos foram analisados dentro deste período. Estas foram classificadas com base em suas trajetórias em três padrões, o Padrão III é o mais comum (41,4%), com uma maior incidência de eventos que aparecem em maio. Os maiores valores de altura máxima e média foram gerados no outono e inverno, com uma maior incidência também em maio. O evento de maio de 2001 apresentou a ocorrência simultânea de dois ciclones causando danos à linha de costa em várias cidades. Os valores de altura de onda e intensidade do vento deste evento se mostraram superiores aos demais. Dados do satélite ENVISAT, obtidos por um sensor ASAR, foram comparados com os dados do modelo WW3 para o ano de 2007 Para comparar os dados de satélite com os dados de modelo foram utilizados dois algorítimos para uma representação espaço-temporal mais realista possível. Utilizando parâmetros estatísticos como viés, e índice de espalhamento a altura de swell foi analisada. Os dados de satélite mostraram uma grande uniformidade espacial comparados com os dados do modelo. Subestimação da altura de swell pelo modelo nos trópicos e em regiões específicas são encontradas em altas latitudes. Com o intuito de verificar e comparar os parâmetros de comportamento de ondas próximas de regiões costeiras, foi realizado um estudo de 6 eventos, 3 localizados na região sul, e mais 3 no nordeste do Brasil entre 2002 e 2009, priorizando eventos onde o swell era dominante. Estes eventos foram selecionados com base no intervalo no qual o satélite (ENVISAT) mede o comprimento de onda para uma comparação mais realista. Dados do modelo WW3 e do satélite foram utilizados como condições de fronteira para o modelo SWAN. Para cada evento as duas simulações foram comparadas com base no tempo e espaço e também para pontos específicos localizados em águas rasas e profundas. Observou-se que houve uma excelente correlação, evidenciada pelo coeficiente de Pearson, entre as duas simulações nas duas regiões estudadas, principalmente na análise espacial e temporal. Em águas rasas e profundas maior correlação é observada no sul. Constatou-se também que o período de pico Tp para a simulação com dados do WW3, é subestimado em relação à simulação com dados do satélite em todos os eventos. Os resultados mostram que houve uma grande coerência entre as duas simulações com valores de coeficiente de Pearson acima de 0.8. Embora o Tp aponte maior disparidade entre as duas simulações, a tendência da série histórica provou ser consistente em ambos os dados simulados; com o WW3 e com o satélite. / Ocean waves are caused disturbances on the surface of the oceans and they are one of the most important energy sources for modeling the geometry of the coasts around the world and constituting a hazard to coastal works and offshore operations. This study used the WAVEWATCH III (WW3) model data from 2001 to 2009 as a tool to obtain important aspects in a particular South Atlantic region that is vulnerable to the impact of extreme events caused by tropical cyclones. Because they are the main weather patterns drivers, causing extreme changes in weather and greater heights of waves being generated in its area of influence, these meteorological phenomena are of great importance for the study of ocean waves and their actions in coastal regions and it is also important to know your origin, development and trajetory. With wind components U and V from the model trajectories of extratropical cyclones were calculated based on relative vorticity from its center. Altogether, 28 events were analyzed within this period. These were classified based on their trajectories in three patterns, the pattern III is the most common (41.4%), with a higher incidence of events that appear in May. The highest maximum and average height values were generated in the fall and winter, with a higher incidence also in May. The event of May 2001 featured the simultaneous occurrence of two cyclones causing damage to the coastline in several cities. The wave height and wind speed values of the event were higher than the others. ENVISAT satellite data obtained by a ASAR sensor, were compared with the WW3 model data for the year 2007. To compare the satellite data with the model data two algorithms were used to provide a space-time representation as realistic as posssible Using statistical parameters such as bias and scattering index the swell height was analyzed. Satellite data showed a great spatial uniformity compared with model data. Underestimation of swell height by the model in the tropics and at specific regions high latitudes are found. In order to verify and compare the wave behavior near coastal regions, a study of six events was conducted, three located in the southern region, and three more in northeastern Brazil between 2002 and 2009, prioritizing events where swell was dominant. For a more realistic comparison these events were selected based on the range in which the satellite (ENVISAT) measures the wavelength. WW3 model data and the satellite were used as boundary conditions for the SWAN model. The two simulations were compared based on time and space and also to specific points located in shallow and deep water, for each event. It was observed that there was an excellent correlation shown by the Pearson correlation coefficient between the two simulations studied in both regions, particularly in the temporal and spatial analysis. In shallow and deep water highest correlation is observed in the south. It was also found that the peak period Tp for simulation WW3 data is underestimated in relation to simulation with satellite data on all events. The results show that there was a great coherence between the two simulations with Pearson coefficient values above 0.8. Although Tp points out greater disparity between the two simulations, the trend of the series proved to be consistent in both simulated data.

GUERRA, R. G. P. Vulnerabilidade costeira a eventos de alta energia no Litoral de Fortaleza, Ceará. 2014. 101 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Geovane Uchoa (geovane@ufc.br) on 2016-04-29T14:40:48Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_rgpguerra.pdf: 11413025 bytes, checksum: b0bc258815728e7b19c0b4f5ccd0aeef (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid (nadsa@ufc.br) on 2016-06-10T15:47:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_rgpguerra.pdf: 11413025 bytes, checksum: b0bc258815728e7b19c0b4f5ccd0aeef (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-10T15:47:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_rgpguerra.pdf: 11413025 bytes, checksum: b0bc258815728e7b19c0b4f5ccd0aeef (MD5) Previous issue date: 2014 / The coast of Fortaleza is seasonally impacted by storm surge that induce rapid changes in the beach morphology and causes the destruction of the built heritage at behind of them, this could be observed in the study area, where the waves overtopping through the wall at neighboring urban structure and reach the main avenue. So, it is necessary to monitor high frequency natural processes that induce changes in the beach environment and cause damage in urban structures. This study analyzed the coastal vulnerability in relation to morphosedimentary changes and overtopping events that occurred in the Praia dos Diários (Fortaleza, Ceará, Brazil). The method of analysis consists in defining a transect of approximately 100 m wide and 85 m long, where the beach profiles were distributed with the same distance of 10 m, a total of 11 profiles monitored. Waves (Hs, Tp, direction), tide (amplitude) and wind (speed and direction) were evaluated. These variables are important for calculating the maximum range of the storm surge waves (run-up) as well as the determination of the Dean parameter and the relative variation of the tide (RTR) that were used to describe the morphodynamics of the beach. Associated with these procedures also sediment samples were collected at different hydrodynamic situations. For the purpose of analysis results of five field experiments conducted in a period of low energy and high energy were used. In conditions of low energy, the beach had greater sediment resulting in the development of the berm and increasing the slope of shore face by the direct action of the sea waves. In high-energy waves swell acted smoothing of praial morphology. The sediment dynamics in Praia dos Diários showed no significant changes over the periods of high and low energy. This fact is associated with low availability of coarse sand that is held offshore. The overtopping caused damage to coastal infrastructure and configured to form a washed plain, increasing the vulnerability of the area to flood. Scientific knowledge of the impacts of storm surges and its associated processes proved as an important tool for management of coastal urban tourist. / O litoral de Fortaleza é sazonalmente afetado por ressacas do mar que induzem rápidas mudanças na morfologia praial e provoca à destruição do patrimônio edificado a retaguarda das praias. Tal fato está associado ao galgamento oceânico da estrutura urbana limítrofe, que provoca o transpasse de material marinho (água e sedimento) para a via urbana. Assim, é necessário monitorar com alta frequência os processos naturais que induzem as alterações no ambiente praial e provocam danos físicos as estruturas urbanas. Dessa forma, este trabalho buscou analisar a vulnerabilidade costeira em função das alterações morfosedimentares e dos galgamentos oceânicos (overtopping) impulsionados pelos eventos de alta energia (ressacas do mar) ocorridos na Praia dos Diários (Fortaleza, Ceará, Brasil). O método de análise consistiu na delimitação de um transecto de aproximadamente 100 m de largura por 85 m de comprimento, onde os perfis de praia foram distribuídos com a equidistância de 10 m, totalizando 11 perfis monitorados. Além disso, foram avaliados os parâmetros oceanográficos – ondas (Hs, Tp, direção), marés (amplitude) e ventos (velocidade e direção). Essas variáveis são importantes para o cálculo de alcance máximo das ondas de ressaca do mar (run-up), bem como na determinação do parâmetro de Dean (Ω) e o parâmetro de variação relativa da maré (RTR) que foram utilizados na descrição da morfodinâmica praial. Associado a esses procedimentos também foram coletadas amostras de sedimentos em situações hidrodinâmicas distintas. Para efeito de análise comparativa foram utilizados resultados de 5 (cinco) experimentos de campo realizados em período de baixa e alta energia (com ondas de ressaca). Em condições de baixa energia, a praia apresentou maior volume sedimentar resultando no desenvolvimento da berma e no incremento da declividade da face praial pela ação direta de ondas do tipo sea. Em alta energia, ondas do tipo swell atuaram na suavização da morfologia praial. A dinâmica sedimentar na Praia dos Diários não apresentou consideráveis alterações ao longo dos períodos de alta e baixa energia. Tal fato está associado à baixa disponibilidade de material sedimentar grosso que fica retido ao largo do litoral. Os galgamentos provocaram danos na infraestrutura costeira e configurou a formação de uma planície lavada, potencializando a vulnerabilidade da área a inundação. O conhecimento científico dos impactos das ressacas do mar e dos seus processos associados se mostrou como uma importante ferramenta para o manejo e o gerenciamento de litorais turísticos urbanos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-21T04:11:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344134.pdf: 5229649 bytes, checksum: 2a2de87aab935f396cf68ed30d744390 (MD5) Previous issue date: 2016 / Atualmente existem diversos conceitos de projetos de conversão de energia a partir de ondas oceânicas, no entanto, as tecnologias não estão suficientemente maduras para que se possam indicar quais são mais adequadas para uma dada localização. Assim, o trabalho tem como principais objetivos a realização de um estudo comparativo entre diferentes concepções de projetos existentes até o presente momento e a modelagem dinâmica de dois conversores selecionados. Para avaliação do desempenho dos conversores analisados utilizou-se o método das matrizes de potência e oceânica combinada. O desempenho é avaliado na costa de Florianópolis/SC, a comparação entre os conceitos de projeto é realizada através do método da matriz de Pugh. Para modelagem dinâmica, utilizou-se o software AMESim como plataforma. Entre as principais conclusões, o estudo aponta: a região escolhida apresenta um potencial energético para geração de energia a partir de ondas oceânicas, sendo esta energia próxima à obtida considerando mares europeus. Com a modelagem dinâmica, observa-se que os projetos apresentam potência e rendimento variáveis com as condições oceânicas, os sistemas modelados são adequados para transmissão de potência em conversor de energia das ondas, pois permitem que sejam alcançadas condições de regime permanente de geração de energia elétrica.<br> / Abstract : Currently there are several concepts of energy generation projects from ocean waves, the technologies are not mature enough, so that one cannot indicate which technologies are most appropriate for a given location. Thus, the work is focused on the main objectives to conduct a comparative study of different conceptions of existing projects and dynamic modeling of two selected models. To evaluate the performance of the converters analyzed is used the method of matrices of power and ocean matrices combined, performance is evaluated on the coast of Florianópolis/SC, and the comparison between the design concepts is performed by Pugh?s matrix. For dynamic modeling, the software AMESim is used. The main conclusions of the study were: Florianópolis has energy potential for power generation from ocean waves, the energy estimate is closed off obtained considering European seas. In the dynamic simulation is observed that the projects have power and performance variables with ocean conditions, the modeled systems are suitable for power transmission, in both models steady state conditions of power generation were reached.

GONÇALVES, Alysson Daniel Ribeiro. Sobre a ocorrência de ondas extremas (Rogue waves) no litoral do Ceará com base nos dados do ondógrafo do Pecém. 2017. 121 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Edineuza Silva (edineuza@deha.ufc.br) on 2017-05-08T13:24:54Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao-ALYSSON DANIEL RIBEIRO GONCALVES.pdf: 4600081 bytes, checksum: 50a769d1c6ab5d110c73f36b4d479ece (MD5) / Rejected by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br), reason: Neusa: renomear arquivo Alysson: Coloque sua dissertação de acordo com o template disponível em http://www.biblioteca.ufc.br/educacao-de-usuarios/1234-templates Marlene on 2017-05-12T14:43:08Z (GMT) / Submitted by Edineuza Silva (edineuza@deha.ufc.br) on 2017-05-12T18:08:35Z No. of bitstreams: 1 2017_adr_gonçalves.pdf: 4514745 bytes, checksum: 73403cb5dec7552a6a246d0528b9e449 (MD5) / Rejected by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br), reason: Corrigir nome do arquivo on 2017-05-15T14:32:21Z (GMT) / Submitted by Edineuza Silva (edineuza@deha.ufc.br) on 2017-05-15T17:28:42Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_adrgonçalves.pdf: 4514745 bytes, checksum: 73403cb5dec7552a6a246d0528b9e449 (MD5) / Rejected by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br), reason: Prezado Alysson: Existe uma orientação para que normalizemos as dissertações e teses da UFC, em suas paginas pré-textuais e lista de referencias, pelas regras da ABNT. Por esse motivo, sugerimos consultar o modelo de template, para ajudá-lo nesta tarefa, disponível em: http://www.biblioteca.ufc.br/educacao-de-usuarios/1234-templates Vamos agora as correções sempre de acordo com o template: 1. Apenas na capa as informações são em negrito. Na folha de rosto (Depois da capa) e folha de aprovação não deve ter nada em negrito. 2. Retirar a numeração das paginas pré-textuais. Elas são contadas, mas só devem ser numeradas a partir da introdução. 3. Na Ficha catalográfica; pedir para corrigir o titulo (somente a primeira letra do título deve ser maiúscula, as siglas e substantivos próprios (se houver), conforme está na aba: instruções de preenchimento. 4. A palavra correta é AGRADECIMENTOS no plural em negrito e centralizada na folha. 5. O RESUMO E ABSTRACT são em negrito e centralizada na folha. 6. No Resumoo e Abstract não colocar parágrafo. A margem é toda a esquerda. A palavra correta é: Palavras-chave e não chaves. 7. A palavra é LISTA DE FIGURAS e não ilustrações. 8. Nas listas de figuras e tabelas Observe o alinhamento da margem. De modo que quando aumentar o número de dígitos das figuras elas fiquem no mesmo alinhamento de quando tinham um dígito. Ex Figura 1. 1 - Praia do Pecem...... Figura 2. 10 - Muro destruído..... Na LISTA DE FIGURAS e LISTA DE TABELAS, Quando o título da figura ou da tabela não couber na mesma linha, sua continuação deve ficar na mesma margem da primeira letra da linha de cima e não voltar para a margem do F de Figura ou do T de Tabela. 9. Use LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS. Veja alinhamento no template. 10. No sumário em 2.5.1 a continuação da linha não fica embaixo do numeral 2 e sim volta pra margem abaixo da palavra Influência. Não use a palavra bibliografia e sim REFERÊNCIAS. 11. Na lista de REFERÊNCIAS a palavra é em caixa alta, negrito e centralizada na folha e não deve ser numerada. 12. Na lista de REFERÊNCIAS coloque o titulo do livro ou nome da revista em negrito. Veja como fazer a referencia de cada tipo de material pelo modelo do template, pois não estão de acordo com a ABNT. Atenciosamente, Marlene Rocha 3366-9620 on 2017-05-19T16:54:31Z (GMT) / Submitted by Edineuza Silva (edineuza@deha.ufc.br) on 2017-06-20T12:04:42Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_adrgonçalves.pdf.pdf: 4317355 bytes, checksum: f408bbebad4b0ffdc156f8ad6dc130ea (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-20T16:54:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_adrgonçalves.pdf.pdf: 4317355 bytes, checksum: f408bbebad4b0ffdc156f8ad6dc130ea (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-20T16:54:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_adrgonçalves.pdf.pdf: 4317355 bytes, checksum: f408bbebad4b0ffdc156f8ad6dc130ea (MD5) Previous issue date: 2017-03-17 / The oceans have several types of waves, among these types there are those that are caused by the action of the wind, at the air-sea interface, and that will be approached in this study. The waves can cause accidents with boats in the sea or even to buildings near the coast. The coast of Ceará suffers from this type of accident, near the coast of Ceará. It is suspected that the accidents with the rafts and the problem of destruction of the buildings near the coast, as those occurred in the beach of Icaraí are related to the extreme waves. The study area was chosen based on the availability of wave measurements, unprecedented in the region, made by a directional waveguide installed near the coast, from the study of data from observations from 1997 to 2001. In order to investigate the possible cause of these accidents, the objective of this study is to investigate the occurrence of extreme waves in the coast of Ceará and possible impacts and consequences. / Os oceanos possuem diversos tipos de onda, entre esses tipos existem aquelas que são provocadas pela ação do vento, na interface ar-mar, e que serão abordadas nesse estudo. As ondas podem provocar acidentes com embarcações no mar ou até mesmo a edificações próximas a costa. O litoral cearense sofre com esse tipo de acidentes, próximo à costa cearense. Há a suspeita que os acidentes com as jangadas e o problema de destruição das edificações próximas a costa, como os ocorridos na praia do Icaraí tenham relação com as ondas extremas. A área de estudos foi escolhida em função da disponibilidade de medições de onda, inéditas na região, feitas por um ondógrafo direcional instalado próximo à costa, a partir do estudo dos dados das observações de 1997 a 2001. Visando averiguar as a possível causa desses acidentes, o objetivo deste estudo é investigar sobre a ocorrência de ondas extremas no litoral cearense e possíveis impactos e consequências. O objetivo especifico deste estudo é contribuir com o conhecimento do clima de ondas no litoral setentrional do nordeste brasileiro a partir de dados da boia direcional Waverider instalada próxima ao Porto do Pecém, no Estado do Ceará.

Inicialmente, expusemos como feições geomorfológicas e medições visuais de onda, apresentadas em trabalhos anteriores, apontam para a possível existência de gradientes de energia de onda ao longo da costa sobre a Plataforma Continental Sul (PCS). Examinamos também as condições atmosféricas da PCS e encontramos que oscilações intrasazonais podem não somente modular diretamente os ventos e a pressão como também indiretamente modular o período e amplitude dos eventos de escala sinótica. Uma boa correlação entre a pressão e o índice da oscilação sul foi encontrada em escala de tempo interanual, atestando a modulação pelo ENSO. Em seguida, após descrever os dois modelos utilizados, as grades e as configurações, o presente estudo avaliou a validação dos resultados do modelo em escala de bacia versus a altimetria orbital e a validação dos resultados do modelo regional versus os dois dados de ondógrafo disponíveis sobre a PCS, discutindo o quanto o modelo reproduz a realidade local. Excluindo-se os erros localizados, os resultados de altura sig. do modelo WW3 na grade global e na grade do Atlântico Sul pode ser considerado como em muito boa concordância com as observações, apresentando semelhanças notáveis com os dados de altimetria. Em relação à modelagem regional, tanto a altura sig. quanto os períodos de pico como obtidos na grade de plataforma foram considerados como em boa concordância com as observações. As direções de pico, no entanto, foram classificados como pobre concordância. No entanto, as ondas de S ou SSE foram bem reproduzidas e são as ondas de ESE que foram erradamente representadas como E ou ENE pelo modelo. Os resultados na grade costeira também foram considerados como em muito bom acordo com observações para altura sig. e períodos de pico, mas apresentaram os mesmos conflitos sobre direções de pico. Acreditamos que essas ondas E ou ENE já foram produzidas de forma incorreta pelo modelo WW3 e em seguida transferidas através das condições de contorno. O aumento da resolução certamente desempenhou um papel e não pode ser descartada, uma vez que mostra melhores estatísticas e maior variabilidade dos resultados, mas foi a redução de atrito que representou a maior melhoria nas simulações da grade costeira. Por fim, utilizamos nossos resultados do modelo para mostrar como o bloqueio das ondas geradas pelos ventos de oeste pela América do Sul, caracterizando as plataformas do oeste do Atlântico Sul com um clima de ondas de baixa energia. Períodos de pico médios mais baixos foram encontrados sobre a PCS indicando duas regiões de geração de ondas. Em seguida, mostramos exemplos de ondas extremas induzidas por ciclones. Condições pré e pós-frontais particulares também foram mostradas para caracterizar as mudanças nas direções de onda em escala sinótica. Os espectros médios costa afora mostraram uma predominância das ondas S/SSW com um pico de energia secundária composta por ondas ENE/E, corroborando com a afirmação de que a PCS é essencialmente bimodal em direções de onda. A potência das ondas S/SSW diminui para o norte e das ondas ENE/E secundariamente diminui para o sul, o que nos permite afirmar que a PCS esta localizada entre a influência dos ventos de oeste e ciclones e a influência da Alta do Atlântico Sul. A distribuição interanual mostrou períodos distintos de ascensões da energia das ondas ENE/E e ESE, que são moduladas pelo ENSO. A distribuição intra-anual mostrou um núcleo de ondas S/SSW ocorrendo centrado no inverno entre abril e setembro. Há também um núcleo ENE/E que ocorre durante as primaveras em oposição as potências mais baixas encontradas durante o inverno. Máximas ondas de SE ocorrem durante abril e maio e, secundariamente, durante a primavera e estão associadas com os ciclones. Gradientes de energia de ondas junto à costa já são vistos na grade de plataforma, com maior energia localizada ao largo de ambos os cabos e da projeção costeira norte e apenas secundariamente ao largo da projeção costeira sul. Por outro lado, mínimo de energia é encontrado entre as projeções costeiras em Rio Grande e, secundariamente, entre os cabos e projeções costeiras. As declividades da plataforma média e externa não são refletidas nesse padrão de energia. Mais perto da costa, no entanto, em profundidades menores de 40 m o padrão de energia segue os contornos batimétricos após uma queda considerável da energia causada por atrito. Com base nestes resultados, sugere-se a profundidade de 40 m como o nível base de ondas dos dias de hoje e, consequentemente, o limite inferior da antepraia. O aumento da resolução na grade costeira permitiu-nos reconhecer que a energia das ondas possui uma relação mais direta com a largura da antepraia. Além disso, permitiu uma separação geomorfológica clara entre a enorme antepraia inferior e as maiores declividades da pequena antepraia superior e banco do Albardão. A energia das ondas na antepraia superior varia abruptamente ao longo da costa, diminuindo da metade norte para a metade sul, em uma relação clara com as declividades da plataforma média. Assim, a herança geológica expressa através da largura da antepraia e das declividades da plataforma média poderia ser mais importante para gerar variabilidade de onda do que as próprias variações de onda costa afora ao longo da costa. Uma refração quase completa é observada entre os espectros bimodais costa afora e os espectros na antepraia superior que foram encontrados principalmente como ondas ESE/SSE com maior importância da onda SE e em um espectro quase unimodal. Esses resultados mostram como a grande e rasa antepraia da PCS é responsável por uma refração intensa das ondas, forçando-as a aproximar-se do sistema praial com pequenos ângulos de ataque. Além disso, a semelhança entre os espectros na antepraia superior indicou o efeito de abrigo causado pelos cabos e projeções costeiras e uma “janela de refração” sobre a propagação de ondas até a costa, uma vez que ondas normais à costa chegam com energia maior do que ondas em ângulo. Entre cabos e projeções costeiras, onde as energias de onda mais baixas foram encontradas, há uma assimetria norte/sul notável com energias superiores para o norte por causa dessas janelas de refração, a qual se ajusta perfeitamente a posição relativa dos diferentes tipos de barreiras costeiras do Holoceno. Com isso, é possível afirmar que o atrito desempenha papel importante na diferenciação de onda ao longo da antepraia da PCS seja agindo sobre diferentes quantidades de refração ou agindo sobre as diferentes larguras da antepraia. Neste sentido, estes resultados permitem-nos definir que a orientação da linha de costa, a largura da antepraia e as declividades da plataforma média como os principais fatores que determinam o espectro de energia das ondas que chegam à costa da PCS. Os padrões gerais do clima de ondas da PCS puderam ser determinados aqui com a utilização de modelos numéricos, permitindo a quantificação dos gradientes de energia das ondas sobre a PCS e a argumentação sobre as razões de sua existência. / We initially expounded how geomorphologic features and sparse visual wave measurements, presented in previous works, point out to the possible existence of alongshore wave energy gradients over the Southern Brazilian Shelf (SBS).We have also examined the atmospheric conditions of the SBS, finding that intraseasonal oscillations can not only directly modulate the surface winds and sea level pressure but also indirectly modulate the period and amplitudes of synoptic-scale events. A good correlation between sea level pressure and the southern oscillation index on interannual timescales was also found, which attested the ENSO modulation. Then, after briefly describe the two models utilized and the model grids and settings, the present study evaluated the proposed validation of the basin-scale model results against orbital altimetry and the validation of the regional-scale model results against the two available wavebuoy data over the SBS, discussing the extent to which the model reproduced local reality. Excluding localized errors, the WW3 model results of sig wave height on the Global and on the S. Atlantic grid could be considered as in very good agreement with observations, presenting remarkable similarities with observed altimetry data. Regarding the regional-scale modeling, both sig. height and peak periods as obtained on the Shelf grid were considered as in a very good agreement with observations. The peak directions, however, were classified as in poor agreement with observations. Nevertheless, the S or SSE waves were closely reproduced and it is only the ESE wave that was erroneously represented as approximately E or ENE by the model. The model results on the curvilinear Coastal grid were also considered as in very good agreement with observations for sig. height and peak periods but presented the same conflicting results regarding peak directions. We believe that these E or ENE waves were already incorrectly produced by the basin-scale model WW3, which then transferred this error downwards through the boundaries conditions. Increased spatial resolution certainly played a role and cannot be discarded, once it shows overall better statistics and greater variability of results, but it was the lowering of bottom friction that represented the major improvement in the curvilinear grid simulations. Finally, we used our model results to show how the S. America blocks the waves generated by the westerlies, characterizing the western and southwestern S. Atlantic shelves with a general low energy mean wave climate. Lower mean peak periods were also found over the SBS indicating two important wave generation regions. We then showed examples of the extreme wave patterns induced by the presence of cyclones. Particular pre and post frontal conditions were also shown to fully characterize the synoptic-scale changes in the wave directions. The long-term mean offshore spectra showed predominance of S/SSW waves with secondary power peak composed by ENE/E waves, corroborating with the statement that SBS is essentially bimodal in wave directions. The power of S/SSW waves diminish northward and the power of ENE/E waves secondarily diminish southward, allowing us to state that SBS is located in the encounter between the influence of the westerlies and cyclones and the influence of the SAH. The interannual distribution as annual means showed distinctive rises periods in ENE/E wave power and secondarily in the ESE wave power, which are modulated by ENSO. The six-hourly intraxiannual distribution showed a core of S/SSW waves occurring centered in wintertime between April and September. There is also an ENE/E core that occurs mainly during the springs in opposition to the lower powers found during wintertime. Highest SE waves occur mainly during April and May and secondarily during the spring and are associated with the cyclones. Along-shelf wave energy gradients near the coast are already seen on the 2 km resolution shelf grid, with higher energy located off both capes and off the northern coastal projection and only secondarily off the southern coastal projection. On the other hand, energy minimum is found between coastal projections off Rio Grande and secondarily between capes and coastal projections. The outer and mid-shelf declivities are not reflected on this energy pattern. Nearer to the coast, however, over depths shallower than 40 m the energy pattern does follow the bathymetric contours after a considerable drop of wave energy caused by bottom friction. Based on these results, we suggest the 40 m depth as the present day mean wave base and consequently the lower limit of the present SBS shoreface. The increased resolution of the Coastal grid allowed us to recognize that mean wave energy is in a more direct relation with the local shoreface width. It also permitted a clear geomorphological separation between the huge lower shoreface and the greater declivities of the tiny upper shoreface and the Albardão ridge. The upper shoreface mean wave power varies abruptly, decreasing from the half north to the half south points, in a clear response to large-scale mid-shelf declivities. Thus, the geological inheritance expressed through the shoreface width and mid-shelf declivities might indeed most times be more important to generate wave variability than the offshore wave power along-shelf variations itself. Almost full refraction is observed between the bimodal offshore spectra and the upper shoreface spectra that were mostly found as ESE/SSE waves with increased SE wave importance and in an almost unimodal spectra. These results showed how the large and shallow SBS shoreface is responsible for an intense refraction of the waves, thus forcing them to approach the beach system with very small angles of attack. Additionally, the similarity between the mean power spectra of upper shoreface points indicated the sheltering effect caused by the capes and coastal projections and a windowing on the wave propagation until the shore, once shore normal waves reach the coast with higher energy than angled incoming waves. At between capes and coastal projections, where lower wave energies were found, there is a remarkable north/south asymmetry with higher energies to the north because of this refraction windowing, which closely fits the relative positioning of the different types of Holocene coastal barriers. Altogether, it is possible to state that bottom friction plays a major role on wave differentiation along the SBS shoreface either by acting over different amounts of refraction or by acting over the different shoreface widths. In this sense, these results allow us to define the shoreline orientation, the shoreface width and the mid-shelf declivities as the key factors determining the wave power spectra that ultimately reach the shore of the SBS. The general patterns of the SBS wave climate could indeed be successfully determined here with the use of numerical models, allowing the quantification of the wave energy gradients over the SBS and the argumentation about the reasons of their existence.

Inicialmente, expusemos como feições geomorfológicas e medições visuais de onda, apresentadas em trabalhos anteriores, apontam para a possível existência de gradientes de energia de onda ao longo da costa sobre a Plataforma Continental Sul (PCS). Examinamos também as condições atmosféricas da PCS e encontramos que oscilações intrasazonais podem não somente modular diretamente os ventos e a pressão como também indiretamente modular o período e amplitude dos eventos de escala sinótica. Uma boa correlação entre a pressão e o índice da oscilação sul foi encontrada em escala de tempo interanual, atestando a modulação pelo ENSO. Em seguida, após descrever os dois modelos utilizados, as grades e as configurações, o presente estudo avaliou a validação dos resultados do modelo em escala de bacia versus a altimetria orbital e a validação dos resultados do modelo regional versus os dois dados de ondógrafo disponíveis sobre a PCS, discutindo o quanto o modelo reproduz a realidade local. Excluindo-se os erros localizados, os resultados de altura sig. do modelo WW3 na grade global e na grade do Atlântico Sul pode ser considerado como em muito boa concordância com as observações, apresentando semelhanças notáveis com os dados de altimetria. Em relação à modelagem regional, tanto a altura sig. quanto os períodos de pico como obtidos na grade de plataforma foram considerados como em boa concordância com as observações. As direções de pico, no entanto, foram classificados como pobre concordância. No entanto, as ondas de S ou SSE foram bem reproduzidas e são as ondas de ESE que foram erradamente representadas como E ou ENE pelo modelo. Os resultados na grade costeira também foram considerados como em muito bom acordo com observações para altura sig. e períodos de pico, mas apresentaram os mesmos conflitos sobre direções de pico. Acreditamos que essas ondas E ou ENE já foram produzidas de forma incorreta pelo modelo WW3 e em seguida transferidas através das condições de contorno. O aumento da resolução certamente desempenhou um papel e não pode ser descartada, uma vez que mostra melhores estatísticas e maior variabilidade dos resultados, mas foi a redução de atrito que representou a maior melhoria nas simulações da grade costeira. Por fim, utilizamos nossos resultados do modelo para mostrar como o bloqueio das ondas geradas pelos ventos de oeste pela América do Sul, caracterizando as plataformas do oeste do Atlântico Sul com um clima de ondas de baixa energia. Períodos de pico médios mais baixos foram encontrados sobre a PCS indicando duas regiões de geração de ondas. Em seguida, mostramos exemplos de ondas extremas induzidas por ciclones. Condições pré e pós-frontais particulares também foram mostradas para caracterizar as mudanças nas direções de onda em escala sinótica. Os espectros médios costa afora mostraram uma predominância das ondas S/SSW com um pico de energia secundária composta por ondas ENE/E, corroborando com a afirmação de que a PCS é essencialmente bimodal em direções de onda. A potência das ondas S/SSW diminui para o norte e das ondas ENE/E secundariamente diminui para o sul, o que nos permite afirmar que a PCS esta localizada entre a influência dos ventos de oeste e ciclones e a influência da Alta do Atlântico Sul. A distribuição interanual mostrou períodos distintos de ascensões da energia das ondas ENE/E e ESE, que são moduladas pelo ENSO. A distribuição intra-anual mostrou um núcleo de ondas S/SSW ocorrendo centrado no inverno entre abril e setembro. Há também um núcleo ENE/E que ocorre durante as primaveras em oposição as potências mais baixas encontradas durante o inverno. Máximas ondas de SE ocorrem durante abril e maio e, secundariamente, durante a primavera e estão associadas com os ciclones. Gradientes de energia de ondas junto à costa já são vistos na grade de plataforma, com maior energia localizada ao largo de ambos os cabos e da projeção costeira norte e apenas secundariamente ao largo da projeção costeira sul. Por outro lado, mínimo de energia é encontrado entre as projeções costeiras em Rio Grande e, secundariamente, entre os cabos e projeções costeiras. As declividades da plataforma média e externa não são refletidas nesse padrão de energia. Mais perto da costa, no entanto, em profundidades menores de 40 m o padrão de energia segue os contornos batimétricos após uma queda considerável da energia causada por atrito. Com base nestes resultados, sugere-se a profundidade de 40 m como o nível base de ondas dos dias de hoje e, consequentemente, o limite inferior da antepraia. O aumento da resolução na grade costeira permitiu-nos reconhecer que a energia das ondas possui uma relação mais direta com a largura da antepraia. Além disso, permitiu uma separação geomorfológica clara entre a enorme antepraia inferior e as maiores declividades da pequena antepraia superior e banco do Albardão. A energia das ondas na antepraia superior varia abruptamente ao longo da costa, diminuindo da metade norte para a metade sul, em uma relação clara com as declividades da plataforma média. Assim, a herança geológica expressa através da largura da antepraia e das declividades da plataforma média poderia ser mais importante para gerar variabilidade de onda do que as próprias variações de onda costa afora ao longo da costa. Uma refração quase completa é observada entre os espectros bimodais costa afora e os espectros na antepraia superior que foram encontrados principalmente como ondas ESE/SSE com maior importância da onda SE e em um espectro quase unimodal. Esses resultados mostram como a grande e rasa antepraia da PCS é responsável por uma refração intensa das ondas, forçando-as a aproximar-se do sistema praial com pequenos ângulos de ataque. Além disso, a semelhança entre os espectros na antepraia superior indicou o efeito de abrigo causado pelos cabos e projeções costeiras e uma “janela de refração” sobre a propagação de ondas até a costa, uma vez que ondas normais à costa chegam com energia maior do que ondas em ângulo. Entre cabos e projeções costeiras, onde as energias de onda mais baixas foram encontradas, há uma assimetria norte/sul notável com energias superiores para o norte por causa dessas janelas de refração, a qual se ajusta perfeitamente a posição relativa dos diferentes tipos de barreiras costeiras do Holoceno. Com isso, é possível afirmar que o atrito desempenha papel importante na diferenciação de onda ao longo da antepraia da PCS seja agindo sobre diferentes quantidades de refração ou agindo sobre as diferentes larguras da antepraia. Neste sentido, estes resultados permitem-nos definir que a orientação da linha de costa, a largura da antepraia e as declividades da plataforma média como os principais fatores que determinam o espectro de energia das ondas que chegam à costa da PCS. Os padrões gerais do clima de ondas da PCS puderam ser determinados aqui com a utilização de modelos numéricos, permitindo a quantificação dos gradientes de energia das ondas sobre a PCS e a argumentação sobre as razões de sua existência. / We initially expounded how geomorphologic features and sparse visual wave measurements, presented in previous works, point out to the possible existence of alongshore wave energy gradients over the Southern Brazilian Shelf (SBS).We have also examined the atmospheric conditions of the SBS, finding that intraseasonal oscillations can not only directly modulate the surface winds and sea level pressure but also indirectly modulate the period and amplitudes of synoptic-scale events. A good correlation between sea level pressure and the southern oscillation index on interannual timescales was also found, which attested the ENSO modulation. Then, after briefly describe the two models utilized and the model grids and settings, the present study evaluated the proposed validation of the basin-scale model results against orbital altimetry and the validation of the regional-scale model results against the two available wavebuoy data over the SBS, discussing the extent to which the model reproduced local reality. Excluding localized errors, the WW3 model results of sig wave height on the Global and on the S. Atlantic grid could be considered as in very good agreement with observations, presenting remarkable similarities with observed altimetry data. Regarding the regional-scale modeling, both sig. height and peak periods as obtained on the Shelf grid were considered as in a very good agreement with observations. The peak directions, however, were classified as in poor agreement with observations. Nevertheless, the S or SSE waves were closely reproduced and it is only the ESE wave that was erroneously represented as approximately E or ENE by the model. The model results on the curvilinear Coastal grid were also considered as in very good agreement with observations for sig. height and peak periods but presented the same conflicting results regarding peak directions. We believe that these E or ENE waves were already incorrectly produced by the basin-scale model WW3, which then transferred this error downwards through the boundaries conditions. Increased spatial resolution certainly played a role and cannot be discarded, once it shows overall better statistics and greater variability of results, but it was the lowering of bottom friction that represented the major improvement in the curvilinear grid simulations. Finally, we used our model results to show how the S. America blocks the waves generated by the westerlies, characterizing the western and southwestern S. Atlantic shelves with a general low energy mean wave climate. Lower mean peak periods were also found over the SBS indicating two important wave generation regions. We then showed examples of the extreme wave patterns induced by the presence of cyclones. Particular pre and post frontal conditions were also shown to fully characterize the synoptic-scale changes in the wave directions. The long-term mean offshore spectra showed predominance of S/SSW waves with secondary power peak composed by ENE/E waves, corroborating with the statement that SBS is essentially bimodal in wave directions. The power of S/SSW waves diminish northward and the power of ENE/E waves secondarily diminish southward, allowing us to state that SBS is located in the encounter between the influence of the westerlies and cyclones and the influence of the SAH. The interannual distribution as annual means showed distinctive rises periods in ENE/E wave power and secondarily in the ESE wave power, which are modulated by ENSO. The six-hourly intraxiannual distribution showed a core of S/SSW waves occurring centered in wintertime between April and September. There is also an ENE/E core that occurs mainly during the springs in opposition to the lower powers found during wintertime. Highest SE waves occur mainly during April and May and secondarily during the spring and are associated with the cyclones. Along-shelf wave energy gradients near the coast are already seen on the 2 km resolution shelf grid, with higher energy located off both capes and off the northern coastal projection and only secondarily off the southern coastal projection. On the other hand, energy minimum is found between coastal projections off Rio Grande and secondarily between capes and coastal projections. The outer and mid-shelf declivities are not reflected on this energy pattern. Nearer to the coast, however, over depths shallower than 40 m the energy pattern does follow the bathymetric contours after a considerable drop of wave energy caused by bottom friction. Based on these results, we suggest the 40 m depth as the present day mean wave base and consequently the lower limit of the present SBS shoreface. The increased resolution of the Coastal grid allowed us to recognize that mean wave energy is in a more direct relation with the local shoreface width. It also permitted a clear geomorphological separation between the huge lower shoreface and the greater declivities of the tiny upper shoreface and the Albardão ridge. The upper shoreface mean wave power varies abruptly, decreasing from the half north to the half south points, in a clear response to large-scale mid-shelf declivities. Thus, the geological inheritance expressed through the shoreface width and mid-shelf declivities might indeed most times be more important to generate wave variability than the offshore wave power along-shelf variations itself. Almost full refraction is observed between the bimodal offshore spectra and the upper shoreface spectra that were mostly found as ESE/SSE waves with increased SE wave importance and in an almost unimodal spectra. These results showed how the large and shallow SBS shoreface is responsible for an intense refraction of the waves, thus forcing them to approach the beach system with very small angles of attack. Additionally, the similarity between the mean power spectra of upper shoreface points indicated the sheltering effect caused by the capes and coastal projections and a windowing on the wave propagation until the shore, once shore normal waves reach the coast with higher energy than angled incoming waves. At between capes and coastal projections, where lower wave energies were found, there is a remarkable north/south asymmetry with higher energies to the north because of this refraction windowing, which closely fits the relative positioning of the different types of Holocene coastal barriers. Altogether, it is possible to state that bottom friction plays a major role on wave differentiation along the SBS shoreface either by acting over different amounts of refraction or by acting over the different shoreface widths. In this sense, these results allow us to define the shoreline orientation, the shoreface width and the mid-shelf declivities as the key factors determining the wave power spectra that ultimately reach the shore of the SBS. The general patterns of the SBS wave climate could indeed be successfully determined here with the use of numerical models, allowing the quantification of the wave energy gradients over the SBS and the argumentation about the reasons of their existence.

Inicialmente, expusemos como feições geomorfológicas e medições visuais de onda, apresentadas em trabalhos anteriores, apontam para a possível existência de gradientes de energia de onda ao longo da costa sobre a Plataforma Continental Sul (PCS). Examinamos também as condições atmosféricas da PCS e encontramos que oscilações intrasazonais podem não somente modular diretamente os ventos e a pressão como também indiretamente modular o período e amplitude dos eventos de escala sinótica. Uma boa correlação entre a pressão e o índice da oscilação sul foi encontrada em escala de tempo interanual, atestando a modulação pelo ENSO. Em seguida, após descrever os dois modelos utilizados, as grades e as configurações, o presente estudo avaliou a validação dos resultados do modelo em escala de bacia versus a altimetria orbital e a validação dos resultados do modelo regional versus os dois dados de ondógrafo disponíveis sobre a PCS, discutindo o quanto o modelo reproduz a realidade local. Excluindo-se os erros localizados, os resultados de altura sig. do modelo WW3 na grade global e na grade do Atlântico Sul pode ser considerado como em muito boa concordância com as observações, apresentando semelhanças notáveis com os dados de altimetria. Em relação à modelagem regional, tanto a altura sig. quanto os períodos de pico como obtidos na grade de plataforma foram considerados como em boa concordância com as observações. As direções de pico, no entanto, foram classificados como pobre concordância. No entanto, as ondas de S ou SSE foram bem reproduzidas e são as ondas de ESE que foram erradamente representadas como E ou ENE pelo modelo. Os resultados na grade costeira também foram considerados como em muito bom acordo com observações para altura sig. e períodos de pico, mas apresentaram os mesmos conflitos sobre direções de pico. Acreditamos que essas ondas E ou ENE já foram produzidas de forma incorreta pelo modelo WW3 e em seguida transferidas através das condições de contorno. O aumento da resolução certamente desempenhou um papel e não pode ser descartada, uma vez que mostra melhores estatísticas e maior variabilidade dos resultados, mas foi a redução de atrito que representou a maior melhoria nas simulações da grade costeira. Por fim, utilizamos nossos resultados do modelo para mostrar como o bloqueio das ondas geradas pelos ventos de oeste pela América do Sul, caracterizando as plataformas do oeste do Atlântico Sul com um clima de ondas de baixa energia. Períodos de pico médios mais baixos foram encontrados sobre a PCS indicando duas regiões de geração de ondas. Em seguida, mostramos exemplos de ondas extremas induzidas por ciclones. Condições pré e pós-frontais particulares também foram mostradas para caracterizar as mudanças nas direções de onda em escala sinótica. Os espectros médios costa afora mostraram uma predominância das ondas S/SSW com um pico de energia secundária composta por ondas ENE/E, corroborando com a afirmação de que a PCS é essencialmente bimodal em direções de onda. A potência das ondas S/SSW diminui para o norte e das ondas ENE/E secundariamente diminui para o sul, o que nos permite afirmar que a PCS esta localizada entre a influência dos ventos de oeste e ciclones e a influência da Alta do Atlântico Sul. A distribuição interanual mostrou períodos distintos de ascensões da energia das ondas ENE/E e ESE, que são moduladas pelo ENSO. A distribuição intra-anual mostrou um núcleo de ondas S/SSW ocorrendo centrado no inverno entre abril e setembro. Há também um núcleo ENE/E que ocorre durante as primaveras em oposição as potências mais baixas encontradas durante o inverno. Máximas ondas de SE ocorrem durante abril e maio e, secundariamente, durante a primavera e estão associadas com os ciclones. Gradientes de energia de ondas junto à costa já são vistos na grade de plataforma, com maior energia localizada ao largo de ambos os cabos e da projeção costeira norte e apenas secundariamente ao largo da projeção costeira sul. Por outro lado, mínimo de energia é encontrado entre as projeções costeiras em Rio Grande e, secundariamente, entre os cabos e projeções costeiras. As declividades da plataforma média e externa não são refletidas nesse padrão de energia. Mais perto da costa, no entanto, em profundidades menores de 40 m o padrão de energia segue os contornos batimétricos após uma queda considerável da energia causada por atrito. Com base nestes resultados, sugere-se a profundidade de 40 m como o nível base de ondas dos dias de hoje e, consequentemente, o limite inferior da antepraia. O aumento da resolução na grade costeira permitiu-nos reconhecer que a energia das ondas possui uma relação mais direta com a largura da antepraia. Além disso, permitiu uma separação geomorfológica clara entre a enorme antepraia inferior e as maiores declividades da pequena antepraia superior e banco do Albardão. A energia das ondas na antepraia superior varia abruptamente ao longo da costa, diminuindo da metade norte para a metade sul, em uma relação clara com as declividades da plataforma média. Assim, a herança geológica expressa através da largura da antepraia e das declividades da plataforma média poderia ser mais importante para gerar variabilidade de onda do que as próprias variações de onda costa afora ao longo da costa. Uma refração quase completa é observada entre os espectros bimodais costa afora e os espectros na antepraia superior que foram encontrados principalmente como ondas ESE/SSE com maior importância da onda SE e em um espectro quase unimodal. Esses resultados mostram como a grande e rasa antepraia da PCS é responsável por uma refração intensa das ondas, forçando-as a aproximar-se do sistema praial com pequenos ângulos de ataque. Além disso, a semelhança entre os espectros na antepraia superior indicou o efeito de abrigo causado pelos cabos e projeções costeiras e uma “janela de refração” sobre a propagação de ondas até a costa, uma vez que ondas normais à costa chegam com energia maior do que ondas em ângulo. Entre cabos e projeções costeiras, onde as energias de onda mais baixas foram encontradas, há uma assimetria norte/sul notável com energias superiores para o norte por causa dessas janelas de refração, a qual se ajusta perfeitamente a posição relativa dos diferentes tipos de barreiras costeiras do Holoceno. Com isso, é possível afirmar que o atrito desempenha papel importante na diferenciação de onda ao longo da antepraia da PCS seja agindo sobre diferentes quantidades de refração ou agindo sobre as diferentes larguras da antepraia. Neste sentido, estes resultados permitem-nos definir que a orientação da linha de costa, a largura da antepraia e as declividades da plataforma média como os principais fatores que determinam o espectro de energia das ondas que chegam à costa da PCS. Os padrões gerais do clima de ondas da PCS puderam ser determinados aqui com a utilização de modelos numéricos, permitindo a quantificação dos gradientes de energia das ondas sobre a PCS e a argumentação sobre as razões de sua existência. / We initially expounded how geomorphologic features and sparse visual wave measurements, presented in previous works, point out to the possible existence of alongshore wave energy gradients over the Southern Brazilian Shelf (SBS).We have also examined the atmospheric conditions of the SBS, finding that intraseasonal oscillations can not only directly modulate the surface winds and sea level pressure but also indirectly modulate the period and amplitudes of synoptic-scale events. A good correlation between sea level pressure and the southern oscillation index on interannual timescales was also found, which attested the ENSO modulation. Then, after briefly describe the two models utilized and the model grids and settings, the present study evaluated the proposed validation of the basin-scale model results against orbital altimetry and the validation of the regional-scale model results against the two available wavebuoy data over the SBS, discussing the extent to which the model reproduced local reality. Excluding localized errors, the WW3 model results of sig wave height on the Global and on the S. Atlantic grid could be considered as in very good agreement with observations, presenting remarkable similarities with observed altimetry data. Regarding the regional-scale modeling, both sig. height and peak periods as obtained on the Shelf grid were considered as in a very good agreement with observations. The peak directions, however, were classified as in poor agreement with observations. Nevertheless, the S or SSE waves were closely reproduced and it is only the ESE wave that was erroneously represented as approximately E or ENE by the model. The model results on the curvilinear Coastal grid were also considered as in very good agreement with observations for sig. height and peak periods but presented the same conflicting results regarding peak directions. We believe that these E or ENE waves were already incorrectly produced by the basin-scale model WW3, which then transferred this error downwards through the boundaries conditions. Increased spatial resolution certainly played a role and cannot be discarded, once it shows overall better statistics and greater variability of results, but it was the lowering of bottom friction that represented the major improvement in the curvilinear grid simulations. Finally, we used our model results to show how the S. America blocks the waves generated by the westerlies, characterizing the western and southwestern S. Atlantic shelves with a general low energy mean wave climate. Lower mean peak periods were also found over the SBS indicating two important wave generation regions. We then showed examples of the extreme wave patterns induced by the presence of cyclones. Particular pre and post frontal conditions were also shown to fully characterize the synoptic-scale changes in the wave directions. The long-term mean offshore spectra showed predominance of S/SSW waves with secondary power peak composed by ENE/E waves, corroborating with the statement that SBS is essentially bimodal in wave directions. The power of S/SSW waves diminish northward and the power of ENE/E waves secondarily diminish southward, allowing us to state that SBS is located in the encounter between the influence of the westerlies and cyclones and the influence of the SAH. The interannual distribution as annual means showed distinctive rises periods in ENE/E wave power and secondarily in the ESE wave power, which are modulated by ENSO. The six-hourly intraxiannual distribution showed a core of S/SSW waves occurring centered in wintertime between April and September. There is also an ENE/E core that occurs mainly during the springs in opposition to the lower powers found during wintertime. Highest SE waves occur mainly during April and May and secondarily during the spring and are associated with the cyclones. Along-shelf wave energy gradients near the coast are already seen on the 2 km resolution shelf grid, with higher energy located off both capes and off the northern coastal projection and only secondarily off the southern coastal projection. On the other hand, energy minimum is found between coastal projections off Rio Grande and secondarily between capes and coastal projections. The outer and mid-shelf declivities are not reflected on this energy pattern. Nearer to the coast, however, over depths shallower than 40 m the energy pattern does follow the bathymetric contours after a considerable drop of wave energy caused by bottom friction. Based on these results, we suggest the 40 m depth as the present day mean wave base and consequently the lower limit of the present SBS shoreface. The increased resolution of the Coastal grid allowed us to recognize that mean wave energy is in a more direct relation with the local shoreface width. It also permitted a clear geomorphological separation between the huge lower shoreface and the greater declivities of the tiny upper shoreface and the Albardão ridge. The upper shoreface mean wave power varies abruptly, decreasing from the half north to the half south points, in a clear response to large-scale mid-shelf declivities. Thus, the geological inheritance expressed through the shoreface width and mid-shelf declivities might indeed most times be more important to generate wave variability than the offshore wave power along-shelf variations itself. Almost full refraction is observed between the bimodal offshore spectra and the upper shoreface spectra that were mostly found as ESE/SSE waves with increased SE wave importance and in an almost unimodal spectra. These results showed how the large and shallow SBS shoreface is responsible for an intense refraction of the waves, thus forcing them to approach the beach system with very small angles of attack. Additionally, the similarity between the mean power spectra of upper shoreface points indicated the sheltering effect caused by the capes and coastal projections and a windowing on the wave propagation until the shore, once shore normal waves reach the coast with higher energy than angled incoming waves. At between capes and coastal projections, where lower wave energies were found, there is a remarkable north/south asymmetry with higher energies to the north because of this refraction windowing, which closely fits the relative positioning of the different types of Holocene coastal barriers. Altogether, it is possible to state that bottom friction plays a major role on wave differentiation along the SBS shoreface either by acting over different amounts of refraction or by acting over the different shoreface widths. In this sense, these results allow us to define the shoreline orientation, the shoreface width and the mid-shelf declivities as the key factors determining the wave power spectra that ultimately reach the shore of the SBS. The general patterns of the SBS wave climate could indeed be successfully determined here with the use of numerical models, allowing the quantification of the wave energy gradients over the SBS and the argumentation about the reasons of their existence.

Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T22:43:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cortes_JohnFreddyPinilla_M.pdf: 10095949 bytes, checksum: dec2322d659b6530feb18d4edeeb095d (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho modela o efeito da maré oceânica em reservatórios, acoplando as equações de escoamento em meio poroso deformávei cora as teorias geomecânicas. Como resultado do acoplamento, destaca-se a importância de se conceituar corretamente a compressibilidade sob as várias configurações possíveis de carregamento. Inicialmente são considerados os modelos básicos de reservatório infinito, fechado e reaiimentado. Mostra-se como é possível obter uma superposição de efeitos na solução dos modelos básicos através de uma transformação simples na variável da solução. Posteriormente, as variáveis do problema são adimensionalizadas e são considerados os efeitos de poço, conforme enfoque dado na análise de testes. A solução para um reservatório infinito com efeitos de maré é obtida no espaço de Laplace e então invertida numericamente usando o método de Crump. Os resultados são incorporados nas curvas típicas convencionais e validados com testes simulados e reais. Finalmente, são propostas práticas alternativas para serem integradas ao estudo de testes que sofrem influência da maré / Abstract: This work models the oceanic tidal effect on reservoirs by coupling geomeciianic principles with equations for fluid {low in a deformable porous media. The coupling revealed the importance of establishing properly the system compressibility under the various possible configurations of the loading system, The basic models for infinite reservoir, constant outer-pressure reservoir and closed reservoir were considered. If was verified that it \\&$ possible to apply the superposition of effects on the solution for the basic models by earring a simple transformai!on on the solution variable. The problem was treated by in the contex of test analysis, concerning dimensionaless form of variables and the inclusion of well effects The solution for the infinite reservoir including tidal effects was obtained in the Laplace space and was inverted numerically by using Crump's routine. The results were incorporated to conventional type curves, and were validated by comparison with real and simulated pressure test data, finally., alternate practices were suggested to integrate the welt test analysis in reservoirs affected by the tidal effect / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo