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Repositório Institucional da Produção Científica da Marinha do Brasil (RI-MB)

Please use this identifier to cite or link to this item: https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/846841
Title: Estudo das propriedades meteoceanográfica na borda da plataforma continental de santos
Other Titles: variações diurnas, sinóticas e sazonais
Authors: Santos, Bernardo Villas Bôas dos
metadata.dc.contributor.advisor: Alexandre Luiz Coelho
Keywords: Plataforma continental de santos
Temperatura superficial do mar
TAR2m
Umidade relativa
Fluxo de calor sensível
Variação diurna
Variação sazona
Variação sinótica
DGPM knowledge areas: Meteorologia
Issue Date: Oct-2023
Publisher: Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN)
Description: Compreender as variações meteoceanográficas em diferentes escalas temporais na Bacia de Santos é fundamental para prever e mitigar riscos relacionados às condições meteorológicas, apoiar operações marítimas de defesa, impulsionar atividades econômicas como pesca e exploração de petróleo e gás, e validar e aprimorar modelos climáticos regionais. Este trabalho analisa as variações meteoceanográficas nas escalas diurnas, sinóticas e sazonais na borda da Plataforma Continental de Santos (SP), utilizando dados da Boia Meteoceanográfica do Programa Nacional de Boias (PNBOIA), que foram submetidos aos testes de controle de qualidade do Quality control of real time oceanographic Data (QARTOD). Foram analisados principalmente os seguintes dados: temperatura do ar (TAR2M), temperatura superficial do mar (TSM), pressão atmosférica ao nível do mar (PNMM), Umidade relativa (UR2M) e específica (q2M) e magnitude do vento (V10M). Foi utilizada a transformada inversa de Fourier para decompor o sinal de cada propriedade em 4 bandas de frequência: diurna (2 h - 24 h), sinótica (1 d - 30 d), intrasazonal (30 d a 90 d) e sazonal (90 d a 365 d). O ciclo diurno de todas as propriedades foi marcado pela frequência diurna, exceto a PNMM que apresenta a maré barométrica com períodos de 12 h. A TSM e a TAR2M tiveram forte correlação de Pearson (0,87), com ciclos diurnos associados com a variação da radiação solar e com a rotaçãoda Terra. As amplitudes da TSM são menores que as de TAR2M, provavelmente por causa da maior capacidade térmica do oceano. O ciclo diurno de UR2M esteve em fase oposta com o de TAR2M, com a máxima UR2M associada com a mínima TAR2M e vice-versa. Utilizando fórmulas bulk dos algoritmos do COARE3.6, foram calculados os fluxos de calor latente (LH) e sensível (SH) com base em V10M e nas diferenças de temperatura e umidade. No ciclo diurno, as maiores perdas de LS e SH ocorreram no final da tarde e início da noite, implicando em maior evaporação e resfriamento da TSM. Na escala sinótica, todas as variáveis demonstram variações significativas após a passagem de sistemas frontais, associadas com o ar frio e seco transportado pela alta migratória pós frontal. Com exceção de TSM e TAR2M, todas as propriedades tiveram maior energia espectral na escala sinótica. As variações sinóticas de LH e SH dependeram tanto de V10M quanto das diferenças de umidade e de temperatura entre a superfície do mar e a altitude de 2 m. Já as variações sazonais desses fluxos de calor dependeram principalmente da componente termodinâmica. V10M foi a única propriedade com variância diurna superior à sazonal. Além disso, os dados coletados pela Boia Meteoceanográfica de Santos foram comparados com os dados de reanálise, uma base de dados atmosféricos amplamente reconhecida. Os dados do European Centre for Medium-Range Weather Forecast Reanalysis version 5 (ERA5) apresentam correlação muito forte com os dados observados, sugerindo sua aplicabilidade na região de estudo. Além disso, os dados de reanálise também aproximaram corretamente os valores de TSM, superestimaram TAR2M e PNMM, e subestimaram V10M.
Abstract: Understanding meteorological and oceanographic variations on different time scales in the Santos Basin is essential for predicting and mitigating risks related to weather conditions, supporting maritime defense operations, promoting economic activities like fishing, and oil and gas exploration, and for validating and improving regional climate models. This study examines meteorological and oceanographic variations on diurnal, synoptic, and seasonal scales at the edge of the Santos Continental Shelf (SP). Data from the National Buoy Program's Meteorological Buoy (PNBOIA) were used, subjected to the Quality Control of Real-Time Oceanographic Data (QARTOD) tests. Primarily the following data were analyzed: air temperature (2MAT), sea surface temperature (SST), sea-level atmospheric pressure (SLP), relative humidity (2MRH), specific humidity (2MSH), and wind speed (10MWS). The inverse Fourier transform was employed to decompose the signal of each property into four frequency bands: diurnal (2 h - 24 h), synoptic (1 d - 30 d), intraseasonal (30 d - 90 d), and seasonal (90 d - 365 d). The diurnal cycle of all properties was marked by diurnal frequency, except for SLP which displays a barometric tide with periods of 12 h. SST and 2MAT had a strong Pearson correlation (0.87), with diurnal cycles associated with the variation of solar radiation and Earth's rotation. The amplitudes of SST are smaller than those of 2MAT, probably due to the ocean'shigher heat capacity. The diurnal cycle of RH2M was in the opposite phase to that of 2MAT, with maximum RH2M associated with minimum 2MAT and vice versa. Using bulk formulas from the COARE3.6 algorithms, latent (LH) and sensible (SH) heat fluxes were calculated based on 10MWS and temperature and humidity differences. In the diurnal cycle, the highest losses of LH and SH occurred in late afternoon and early evening, implying higher evaporation and cooling of SST. On the synoptic scale, all variables showed significant variations after the passage of frontal systems, associated with the cold and dry air transported by the post-frontal migratory high. Except for SST and 2MAT, all properties had higher spectral energy at the synoptic scale. Synoptic variations in LH and SH depended both on 10MWS and on humidity and temperature differences between the sea surface and the 2m altitude. Seasonal variations in these heat fluxes mainly depended on the thermodynamic component. Seasonal signals of SST and 2MAT are well represented by a sine wave with a one-year period. 10MWS was the only property with diurnal variance greater than seasonal. Moreover, the data collected by the Santos Meteorological Buoy were compared with reanalysis data, a widely recognized atmospheric database. Data from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Reanalysis version 5 (ERA5) show a very strong correlation with observed data, suggesting its applicability in the study region. The model also accurately approximated SST values, overestimated 2MAT and SLP, and underestimated 10MWS.
Access: Open access
URI: https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/846841
Type: Bachelor thesis
Appears in Collections:Hidrografia e Navegação: Coleção de Trabalhos de Conclusão de Cursos

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Monografia_CAHO_2023_2T_Villas.pdfESTUDO DAS PROPRIEDADES METEOCEANOGRÁFICAS NA BORDA DA PLATAFORMA CONTINENTAL DE SANTOS (SP): VARIAÇÕES DIURNAS, SINÓTICAS E SAZONAIS26,56 MBAdobe PDFView/Open


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