6 Drøfting:
6.2 Utstrakt bruk av programmer
A partir de uma análise dos mapas de vento e pressão atmosférica ao nível do mar das reanálises do NCEP/NCAR, para o período entre 14 e 19 de fevereiro de 2011 (Figura 38), é possível identificar a formação de um ciclone extratropical, com seu ápice em 17 de fevereiro (Figura 39). Este sistema ocupou uma grande área no Atlântico Norte Central, favorecendo o desenvolvimento de extensas pistas entre os dias 17 e 18 de fevereiro, o que provavelmente gerou a chegada dispersiva identificada entre os dias 21 e 23 do mesmo mês no Terminal Por- tuário do Pecém. Ventos de 25.1 m/s associados a este sistema atmosférico podem ter gerado esta ondulação identificada na costa com período de 19 segundos e altura significativa de 2.23 metros. No dia 27 de fevereiro esta ondulação propagou-se por 6.489 km em 115 horas a uma velocidade de 14.83 m/s. Entre a chegada das ondas de maior período (19 segundos) e as de menor período (14.1 segundos) decorreu-se 41 horas, o que corrobora com a Teoria Linear das ondas, na qual as ondas de maior período propagam-se com maior velocidade do que as de menor período, atingindo a região costeira antecipadamente.
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pelos vetores em m/s e as cores representam os valores de SLP em hPa. É possível observar a formação do ciclone extratropical gerador do swell observado dia 21 de fevereiro na costa oeste do Ceará.
Figura 39: Painel Superior: Mapa de vento e pressão atmosférica ao nível do mar. Os ventos são representados pelos vetores em m/s; as cores representam os valores de SLP em hPa; a linha em magenta indica os pontos a 6.581 km (distância entre a área de geração e o ponto de chegada da ondulação) de 3oS,38.5oW, local cujos resultados de modelo foram analisados, possibilitando a
identificação do sistema atmosférico gerador do swell. Painel Inferior: Mapa de magnitude do vento (m/s); as cores representam a magnitude e os vetores representam a direção do vento.
Estes resultados indicam o número de eventos de swell com período superior a 18 segun- dos que atinge a costa do Ceará. Infelizmente não podemos avaliar a qualidade desta estimativa, isto é, se o número de eventos indicado pelo modelo para cada mês é uma superestimativa, uma estimativa realista, ou uma subestimativa. Isto se dá uma vez que os estudos existentes na li- teratura sobre o assunto não trabalham com uma longa base de dados, mas princialmente com resultados de modelo e/ou uma curta série temporal de dados observados. ALVES (2006), atra- vés de modelagem numérica, indica persistência de swell gerado no Atlântico Norte bem como do Atlântico Sul atingindo a costa norte brasileira. A altura significativa indicada pelo autor, de aproximadamente 1.5m na região de estudo, é inferior à indicada pelo presente estudo, que apresenta alturas acima de 2m. Contudo, a partir de dados observacionais, FISCH (2008) tam- bém indica a chegada de ondas acima de 2 metros na costa oeste do Ceará, corroborando os resultados do presente estudo.
Todos os trabalhos consultados indicam a predominância de ocorrência desses eventos durante o inverno boreal, deste modo, este foi o período estudado neste trabalho. Coincidente- mente, houve melhor concordância entre os histogramas dos dados observados e dos resultados do modelo para esse período.
Vale ressaltar que tomando-se como base de comparação comportamentos típicos de es- tados de mar durante os meses de dezembro, janeiro, fevereiro, podemos fazer uma análise climatológica dos eventos de swell que atingem a costa do Ceará, bem como suas característi- cas como período e comprimento de onda. Esta informação é essencial para construção de obras de engenharia e na tentativa de uma otimização da utilização da zona costeira com segurança e sem desperdício de recursos, uma vez que eventos de alta energia que ocorrem na região podem ser assim estimados.
Vale indicar que ALVES (2006) e FISCH (2008) também indicaram como áreas de gera- ção de swell que chega à costa cearense o Atlântico Tropical Norte e o Atlântico Extra-Tropical Sul, respectivamente. Estas àreas foram também identificadas no presente estudo, assim cor- roborando as informações aqui apresentadas. As ondas de longo período de E-SE, no entanto, chegam à costa oeste do Ceará com alturas significativas muito pequenas em relação ao mar local, não sendo relevantes para o clima de ondas da região. Deste modo, essas ondulações são sobrepostas por outros mares de mesma direção. A visualização destas ondulações torna- se possível mediante plotagens da evolução dos espectros direcionais para uma faixa de baixa frequência, como foi feito no trabalho realizado por FISCH (2008). Segundo esta autora, es- tes episódios estão normalmente associados a área de influência do Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul, visto este sistema se deslocar para norte durante o inverno austral, formando grandes pistas de vento.
Foi identificada uma discrepância entre os resultados do WW3 e os dados observados, com Hs e Dp superestimados pelo modelo e diferenças discretas de Tp, com subestimação nos meses de janeiro e fevereiro. Para jul-dez, houve maior concordância entre os resultados do WW3 e os dados. Contudo, Hs foi superestimado nos meses de setembro a dezembro, e houve pouca compatibilidade em relação à Dp. Durante a maior parte de set-abr o modelo representou de forma realista os Tp observados pela boia, exceto para dezembro e janeiro, quando Tp foi discretamente subestimado. Deste modo, pode-se dizer que o parâmetro mais bem representado
pelo modelo foi o período de pico (Tp).
Uma das principais limitações identificadas nos resultados do WW3 foi na direção das ondas, evidenciada pelos elevados valores do teste estatístico chi-quadrado. Pode-se verificar que são identificadas ondas do quadrante noroeste e, embora este fato já tenha sido mencionado na literatura (FISCH, 2008), o mesmo não ocorre com tanta frequência como representado pelo modelo. Esta incipiência do modelo deve ser levada em consideração principalmente na elaboração de obras na costa, visto a relação existente entre a direção de onda e a potência destas em águas rasas. Apesar das divergências em relação à direção de onda, a região de geração indicada no presente estudo é corroborada por ALVES (2006), FISCH (2008), INNOCENTINI et al. (2000) e MELO (1995).
Um modelo de terceira geração como o WW3, com qualidade atestada em diversas regiões do mundo (NOAA/NWS/NCEP/OMB, 2002), com campo de vento forçante realista, deveria apresentar condições de onda mais realistas para a região. Aqui levantamos a possibilidade de um melhor resultado no caso de realização de simulações numéricas com aninhamento de grade, que propiciaria maior detalhe e assim possivelmente houvesse menores distorções da direção das ondas na região.
Vale ressaltar que no presente estudo não foi utilizado para análise o ponto em águas rasas mais próximo ao Porto do Pecém porque, uma vez que a simulação do WW3 utilizada teve domínio global, com uma baixa resolução espacial (0.5o) o modelo não ofereceu resultados para o ponto onde está inserido o Terminal portuário citado (-38.47 O,-3.32 S). Deste modo, foi escolhido o ponto com disponibilidade de dados do modelo, mais próximo ao Porto do Pecém (-38.5o O, -3oS), no qual está situado em uma região de profundidade local aproximadamente
igual a 1041 m. Uma vez que as ondas analisadas, de período igual ou superior a 18 segundos, a partir da equação 21:
L18= 1.56T2 (21)
apresentam comprimento de onda de aproximadamente 505 m, o ponto de análise está numa região considerada de águas profundas, sendo assim plausível a utilização do método Ridge-Line. Ondas superficiais de gravidade em águas profundas, segundo Ochi (1998), apre- sentam uma função de distribuição de probabilidade (FDP) para a altura de onda aproxima- damente gaussiana (distribuição normal), o que não necessariamente implica que a FDP para altura significativa se comporte como tal. No entanto, vale ressaltar que após uma inspeção visual, os dados observados de altura significativa parecem ter uma FDP diferente da FDP dos resultados do modelo. Uma vez que o ondógrafo foi instalado a uma profundidade de 18 m, de acordo com a equação acima, ao menos para as ondas analisadas no presente trabalho, com período igual ou superior a 18 segundos, este ponto estaria em águas rasas. Este fato parece dar suporte à ideia de que a FDP, ao menos para Hs, difere entre os dados observados e resultados de modelo.
de ondas para representar o campo de ondas na zona costeira da região de estudo. Trabalhos de conclusão de curso como os de SAMPAIO (2014), AQUINO (2016) que utilizaram saídas globais dos modelos ERA-Interim e WW3 respectivamente, mostram que os resultados desses modelos apresentaram baixa concordância quando comparados com dados in situ coletados pela mesma estação ondográfica utilizada neste estudo, situada nas proximidades do Porto do Pecém.
Outro ponto a ser levantado foi a concordância entre a velocidade do vento na região de geração, o período do swell e a altura significativa, como indicado pelo nomograma da Figura 10. Esta concordância corrobora o fato dos eventos estarem sendo analisados em águas profundas e em razoável concordância com a Teoria Linear de Ondas.
5 CONCLUSÃO
De acordo com os resultados obtidos neste estudo, foi possível identificar áreas no Atlân- tico Norte, especialmente entre 35oN e 65oN, potencialmente geradoras de swell que chegam
a costa oeste do Ceará. Nestas regiões, é observada a presença de ciclones extratropicais, que especialmente no período do inverno boreal são capazes de gerar ondulações para a costa Norte do Nordeste do Brasil. Estes resultados estão de acordo com outros estudos já citados (MELO, 1995; RICARTE, 2007; FISCH, 2008; FARIAS et al., 2011) que mostram a chegada de swell na costa do Ceará, geradas por eventos de tempestades no Atlântico Norte, que incidem na costa do Ceará com elevadas alturas significativas e alta energia.
A identificação de chegadas dispersivas de swell na costa oeste do Ceará, evidencia o alto poder energético destas ondas, visto incidirem na costa com alturas de até 3 metros e perío- dos acima de 20 segundos, podendo oferecer risco as regiões portuárias, estruturas costeiras e offshoree para praias mais vulneráveis à erosão costeira, como é o caso em algumas localida- des do litoral do Ceará. Estas ondulações são geradas, de modo geral, a mais de 5000 km de distância da costa cearense, e propagam-se no oceano por horas ou até dias, com velocidades entre 12 e 17 m/s.
A partir da comparação efetuada entre os dados do modelo e os dados coletados pelo ondógrafo, pode-se dizer que é necessário cautela na utilização dos resultados do WW3 para representar o campo de ondas na região, especialmente para o primeiro semestre do ano. Para julho a dezembro, os resultados do modelo se assemelham mais ao indicado pelos dados, com maior conformidade durante os meses de agosto, setembro e outubro (Hs); abril, setembro, outubro e novembro (Tp); e setembro e outubro (Dp).
É importante observar que o ponto escolhido para análise dos dados do modelo, situa-se em águas profundas, logo, não é possível observar efeitos de refração e difração, ou modificação da altura das ondas analisadas em função da batimetria local. Importante enfatizar, que para a uma caracterização mais realística do campo de ondas na região, é fundamental a implantação de ondógrafos distribuídos ao longo da costa do Ceará, e com livre disponibilidade de dados, o que possibilitaria uma melhor caracterização e monitoramento da área para futuros trabalhos ou intervenções na zona costeira.
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