Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-05T12:03:40Z No. of bitstreams: 2 Dissertação BEZERRA,C. S. 2013.pdf: 7476726 bytes, checksum: 97af6d034dd0d2747df21f2cfd5e7912 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-05T12:03:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação BEZERRA,C. S. 2013.pdf: 7476726 bytes, checksum: 97af6d034dd0d2747df21f2cfd5e7912 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq / As ondas e correntes representam a mais constante forma de transporte de energia no mar, fornecendo energia para uma vasta gama de processos litorâneos os quais exercem papel preponderante na morfologia da linha de costa e, por conseguinte na determinação das feições litorâneas. Além disso, representam ameaça às construções costeiras, às atividades de lazer e às operações navais. Diante deste cenário a presente dissertação de mestrado pretende contribuir através da análise temporal e espacial das ondas wind sea e swell, assim como das correntes atuantes no litoral de Boa Viagem (Recife – PE), a partir de dados de parâmetros físicos de ondas (altura máxima – Hmax, altura significativa – Hs, Período de pico – Tp, e direção média –  ) e correntes (direção e intensidade), os quais foram obtidos a partir de imagens polares de radar náutico de banda-X, gerados a partir de um sistema denominado Wave and Surface Current Monitoring System - WaMoS II. O radar esteve em funcionamento entre o mês de abril de 2010 a abril de 2011. A partir das análises realizadas foi possível observar a ocorrência conjunta de ondas do tipo wind sea e swell no litoral de Boa Viagem, sendo que esta última foi bastante expressiva nos meses de junho e outubro de 2010, além dos meses entre dezembro de 2010 a março de 2011, sendo provenientes em sua maioria de leste. As ondas wind sea apresentaram uma altura significativa predominante entre 1 e 2 m, sendo provenientes de leste-sudeste. Além disso, foi possível observar uma variação na direção e diminuição na altura das ondas ao longo da plataforma interna de Boa Viagem, causadas pela variação na batimetria e pela presença de recifes de arenito. Para as correntes não se observou diferença na direção das mesmas nas duas áreas de análise, porém no que se refere a intensidade, esta foi maior na área mais afastada da costa (área 3) do que na área sobre o canal (área 1). De uma forma geral, neste trabalho foi possível identificar as características predominantes, em cada mês ao longo de todo período estudado, das ondas wind sea, as quais estão sempre presente no litoral de Boa Viagem, bem como as características de swell identificando seu período de maior atuação neste litoral; foi possível verificar como as características das ondas estão se alterando conforme se aproximam da costa; e também observar o padrão das correntes atuantes no litoral; e a altura máxima das ondas que incidem sobre a região. E diante de comparações com boia e modelo, foi possível comprovar a eficiência da medição de ondas a partir de radar e do sistema WaMoS II para o litoral de Boa Viagem (Recife – PE).

In investigating ocean surface waves at a location, it is often to describe the waves with spectrum. A wave spectrum measures the distribution of wave energy from the wave trains in all different directions and all different periods at a location. Since the waves at a location contain seas and swells (which are the waves generated by local and remote wind systems respectively), a wave spectrum is viewed composing of different portions of the seas and swell spectrum. How to precisely partition a wave spectrum for each wave system (seas and swells) is of practical need in engineering practice, wave forecast, and coastal water management. At present, there are many different partitioning schemes, but not all are reliable and feasible enough for operational use. This report presents a wave system partition scheme followed by an identification scheme, which uses TMA spectrum, to identify different wave systems. This partition and identification scheme is intended for operationally use in partitioning the swell and wind sea in spectrum at finite water depth. Automated spectral partition and identification have been developed to evaluate swell systems in data during typhoon Meari.

Ocean wind waves represent the atmosphere-ocean boundary, playing a central role in the air-sea exchanging processes. Heat, mass and momentum are transferred across this boundary, with waves mediating the exchange of principally the momentum between the winds and the ocean surface. During the generation process waves are called wind sea. When they leave their generation area or outrun their generating wind they are called swell. The wave field can be said to be dominated either by wind sea or swell. Depending on the wave regime the momentum and energy exchanging processes and the degree of coupling between the waves and the wind is different. During the growing process, waves act as a drag on the surface wind and the momentum flux is directed downward. When swell dominates the wave field a reverse momentum flux mechanism occurs triggered by swell waves traveling considerably faster than the surface winds. The momentum transfer is now directed from the waves to the atmosphere, and takes place because swell waves perform work on the atmosphere as part of their attenuation process. This upward momentum transfer has an impact on the lower atmosphere dynamics, and on the overall turbulence structure of the boundary layer. A detailed qualitative climatology of the global wind sea and swell fields from wave reanalysis data, is presented, revealing a very strong swell dominance of the World Ocean. The areas of larger potential impact of swell on the atmosphere, from a climatological point of view, are also studied. A model that reproduces the swell impact on the lower atmosphere dynamics, conceptually based on the energy transfer from the waves to the atmosphere, is presented – a  new parameterization for the wave-induced stress is also proposed. The model results are compared with field observations. A modeling simulation, using a coupled wave-atmosphere model system, is used to study the impact of swell in a regional climate model, by using different formulations on how to introduce the wave state effect in the modeling system. / Gränsen mellan hav och atmosfär beskrivs av vågor, dessa spelar en central roll i utbytesprocesser mellan hav och atmosfär. Värme, massa och rörelsemängd överförs vid ytan och utbytet av rörelsemängd mellan vind och havsyta styrs i stor utsträckning av vågorna. Då vågor skapas kallas de för vinddrivna vågor. När vågorna sedan lämnar området där de genererats eller rör sig fortare än den vind som genererat dem kallas de dyning. Ett vågfält kan sägas vara dominerat av antingen vinddrivna vågor eller dyningsvågor. Beroende på vilken vågregim som råder så är kopplingen mellan vågor och vind olika och därmed också utbytesprocesserna för rörelsemängd och energi. Då vågorna genereras fungerar de som en bromsande kraft för vinden och impulsutbytet är nedåtriktat. När dyning dominerar vågfältet inträffar en mekanism för omvänt impulsutbyte som sätts igång av dyningsvågor som färdas avsevärt snabbare än vinden. Rörelsemängd överförs då från vågorna till atmosfären, eftersom dyningsvågorna utför arbete på atmosfären då de dämpas. Den uppåtriktade transporten av rörelsemängd har en stor effekt på dynamiken och turbulensstrukturen i lägre delen av atmosfären. En detaljerad kvalitativ klimatologi av globala vågfält (vinddrivna och dyning) från återanalysdata presenteras och visar att dyning dominerar vågfältet på världshaven. Områden där man kan förvänta sig störst effekt av dyning på atmosfären har identifierats. En konceptuellt baserad modell som reproducerar effekten av dyning på dynamiken i lägre delen av atmosfären presenteras. Modellen styrs av överföring av energi från vågor till atmosfären. I modellen föreslås även en ny parameterisering för våginducerad kraft på havsytan. Modellresultaten är utvärderade mot fältmätningar. En regional klimatmodell, med ett kopplat våg-atmosfärssystem, har använts för att studera den långtida effekten av dyning vid klimatsimulering. Olika formuleringar för beskrivningen av vågornas effekt på atmosfären har använts, beroende på om vinddrivna vågor eller dyning dominerar vågfältet.