Eventos extremos de ondas e marés meteorológicas no norte de Santa Catarina

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Programa de Pós-Graduação em Geografia, Florianópolis, 2017.Este trabalho apresenta um estudo sobre ondas e marés meteorológicas extremas no sul do Brasil através de análises de séries com defasagem temporal. Utilizaram-se dados de ondas e nível da água medidos no norte do estado de Santa Catarina. Foi realizada uma análise sazonal e direcional de ondas extremas em águas profundas, identificando-se que, em todas as estações do ano, acontecem eventos extremos com quatro direções predominantes: sul, sudeste, leste e nordeste. Foi calculada a correlação parcial serial entre a maré meteorológica e os dados de vento e pressão atmosférica, identificando-se que a plataforma continental interna ao longo da Argentina e Uruguai é a área com maior correlação na geração de marés meteorológicas; verificando-se, também, que as ondas e as marés meteorológicas são geradas em diferentes momentos da tempestade. Foram traçadas as trajetórias dos ciclones, sendo identificadas três regiões ciclogenéticas no período, que coincidiram com as áreas de maior correlação. Encontrou-se a defasagem temporal ideal: lag de -9 h para a pressão e lag de -26 h para o vento, o que possibilitou a criação de um modelo de regressão linear múltipla com defasagem temporal ? este modelo representou 82% das variações no nível meteorológico. Identificou-se que os ventos provenientes de sul-sudoeste, paralelos à costa da América do Sul, com uma inclinação de 30° com relação ao norte, causam uma maré meteorológica positiva e ventos provenientes de norte-nordeste causam uma maré meteorológica negativa. Como validação desta metodologia, foi testado o modelo para o Porto de Itajaí, o qual representou 74% das variações no nível meteorológico, demonstrando que é possível desenvolver um sistema de monitoramento e previsão de maré meteorológica para o sul do Brasil. Foi realizada uma análise de extremos de ondas para os períodos de retorno de 1, 10 e 100 anos, e propagadas para a costa, identificando-se em todas as estações do ano acontecem eventos extremos em quatro direções predominantes: sul, sudeste, leste e nordeste mas nenhuma das direções de ondas simuladas para os diferentes períodos de retorno representa um evento extremo para as praias da enseada do Itapocorói.Abstract : This study presents an analysis of extreme waves and storm surges in southern Brazil, by the time lag series analysis. Were used a wave and water level data measured in the north of the state of Santa Catarina. Was performed a seasonal and directional analysis of extreme waves in deep waters, identifying that in all the seasons of the year extreme events occur with four predominant directions, south, southeast, east and northeast. The partial serial correlation between the storm surge, wind stress and the atmospheric pressure was calculated. Were traced the trajectories of the cyclones to identify the cyclogenetic regions where the surge levels were generated, and three cyclogenetic regions were identified in the period, which coincided with the areas with the highest correlation, and identifying the waves and the meteorological tides are generated in different moments of the storm. We found the time lag of -9 hours for pressure and -26 hours for the wind stress data, which allowed the creation of a multiple linear regression model with time lag. This model represents 82% of the variations in the storm surge level. It was identified that the southerly-southwesterly winds, parallel to the South American coast, with a 30° inclination to the North, create a positive storm surge whereas northerly-northeasterly winds cause a negative storm surge. For validating a methodology the model for Itajaí Port was tested, this represented 74% of the variations in the storm surge, showing that it is possible to establish a monitoring system and forecasting of storm surges for the south of Brazil. An analysis of wave extremes was performed for the return periods of 1, 10 and 100 years and propagated to the coast, identifying in all seasons extreme events occurring in four predominant directions: south, southeast, east and northeast but none of the simulated wave directions for the different return periods represents an extreme event for the Itapocorói Bay beaches