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Title: REGIME E VARIABILIDADE DE ONDAS SUPERFICIAIS DE GRAVIDADE NA REGIÃO DO OCEANO ATLÂNTICO EQUATORIAL OCIDENTAL ADJACENTE AO LITORAL MARANHENSE
Other Titles: REGIME AND VARIABILITY OF SURFACE GRAVITY WAVES IN THE EQUATORIAL ATLANTIC OCEAN ADJACENT TO THE COAST OF MARANHÃO
Authors: REIS, Bruna Larissa Rabelo dos
Keywords: Clima de Ondas Oceânicas;
ERA5;
Atlântico Equatorial Ocidental;
Maranhão
Ocean Wave Climate;
ERA5;
Western Equatorial Atlantic;
Maranhão
Issue Date: 17-Sep-2021
Publisher: UFMA
Abstract: Este trabalho buscou entender o clima de ondas superficiais de gravidade na região do Oceano Atlântico Equatorial Ocidental (OAEO) adjacente ao litoral maranhense. Para isso, foi feita a validação pontual da base de dados de reanálise ERA5 através da comparação com dados observacionais medidos in situ para os seguintes parâmetros de onda e vento: altura significativa de onda (Hs), período de pico (Tp), direção média de onda (Dm) e as componentes zonal (u10) e meridional (v10) do vento a 10 m (U10). Posteriormente, foi aplicada a análise de correlação de Pearson (r) e a raiz do erro quadrático médio (Root Mean Squared Error - RMSE) entre as séries. Com os dados validados foi calculada a climatologia mensal dos dados da reanálise oceânica de ondas (1979-2019) para Hs, Tp, Dm e U10. Para determinar os modos principais de variabilidade das ondas e ventos atuantes na região aplicou-se a técnica de Funções Ortogonais Empíricas (FOEs) e o cálculo da correlação linear de Pearson (r) entre o Índice Oceânico do Niño e os parâmetros Hs e U10 para averiguar se há influência de eventos do El Niño - Oscilação Sul (ENOS) nesses modos. Os resultados para a validação mostram correlação forte para os parâmetros Hs, Tp, Dm e v10, e correlação moderada para u10. O RMSE encontrado para Hs, Tp, Dm, u10 e v10 foi de 0,12 m, 2,24 s, 12,46°, 2,28 m/s e 2,96 m/s, respectivamente. A análise da climatologia mensal dos vetores da Dm plotados sobre o campo de Hs e Tp mostrou que há um padrão de alteração anual (nordeste-leste-sudeste) na direção média das ondas. Em relação a U10 também foi possível visualizar uma mudança (nordeste-leste-sudeste) na direção e intensidade dos ventos. A análise euleriana mostrou que o ERA5 é capaz de representar os padrões e a sazonalidade de onda e vento na região de estudo, com correlações significativas e baixo erro em relação aos dados observacionais. Este estudo concluiu que entre Setembro e Novembro é a época com maior agitação marítima na região, com ondas do tipo swell vindas de nordeste, em resposta aos ventos alísios na mesma direção que convergem com os ventos de sudeste. Com base nos resultados obtidos neste estudo, o clima de ondas superficiais de gravidade no OAEO foi classificado como apresentando padrões de dipolos (para Hs e U10) e tripolos (somente para Hs). A análise de correlação revelou que apenas os padrões de Hs são conduzidos por alterações nos padrões de circulação atmosférica causadas pela atuação de eventos de ENOS.
Description: This work aimed to understand the climate of surface waves of gravity in the Western Equatorial Atlantic Ocean (WEAO) region adjacent to the Maranhão coast. For this, the punctual validation of the ERA5 reanalysis database was performed by comparing observational data measured in situ for the following wave and wind parameters: significant wave height (Hs), peak period (Tp), mean wave direction (Dm) and zonal (u10) and meridional (v10) components of wind at 10 m (U10). Subsequently, the application of Pearson linear correlation (r) and the root mean squared error (RMSE) was performed between the series. With the data validated, the monthly climatology of ocean wave reanalysis data (1979-2019) for Hs, Tp, Dm and U10. was calculated. To determine the main modes of variability of the waves and winds acting in the region, the method of Empirical Orthogonal Functions (EOFs) was applied together with the calculation of the Pearson linear correlation (r) between the Niño Ocean Index and the parameters Hs and U10 to investigate if there is an influence of El Niño - Southern Oscillation (ENSO) events in these modes. The results for validation show a strong correlation for the parameters Hs, Tp, Dm and v10, and moderate for u10. The RMSE found for Hs, Tp, Dm, u10 and v10 was 0.12 m, 2.24 s, 12.46°, 2.28 m/s and 2.96 m/s, respectively. The monthly climatology analysis of the Dm vectors plotted over the field of Hs and Tp showed that there is a pattern of annual change (northeast-east-southeast) in the mean wave direction. In relation to U10 it was also possible to visualize a change (northeast-east-southeast) in the direction and intensity of the winds. The Eulerian analysis showed that ERA5 is able to represent the wave and wind patterns and seasonality in the study region with significant correlations and low error in relation to observational data. This study concluded that between September and November is the season with the greatest maritime agitation in the region, with swell waves coming from the northeast, in response to winds in the same direction that converge with the winds from the southeast. Based on the results obtained in this study, the surface gravity wave climate in the WEAO was classified as showing patterns of dipoles (in Hs and U10) and tripoles (only in Hs). The correlation analysis revealed that only Hs patterns are driven by changes in atmospheric circulation patterns caused by the actuation of ENSO events.
URI: http://hdl.handle.net/123456789/5259
Appears in Collections:TCCs de Graduação em Oceanografia do Campus do Bacanga

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