Método operacional para determinação do estado de mar próximo à costa

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia AmbientalEste trabalho apresenta uma nova metodologia para a determinação do estado do mar próximo da costa a partir de condições conhecidas ao largo (espectro direcional) usando modelos parabólicos lineares de refração-difração sob a hipótese de linearidade do fenômeno. Essa metodologia difere de outras similares em dois aspectos fundamentais: (i) a utilização simultânea de várias grades computacionais com diferentes orientações em relação à costa e (ii) o fato de que a transformação de cada componente espectral é calculada a priori uma única vez na grade que se mostrar mais adequada e armazenada para uso posterior. A hipótese de linearidade possibilita a determinação de um dado estado do mar em águas mais rasas através de uma mera superposição das soluções (pré-calculadas) das componentes espectrais devidamente pesadas pela energia existente ao largo. O uso de grades de cálculo com diferentes orientações elimina a restrição do ângulo de incidência das ondas em relação à costa inerente a modelos parabólicos e possibilita otimizar a precisão do cálculo da refração. Para minimizar os problemas ocasionados por ruído numérico, comuns em modelos ref-dif, ilhas e similares são modeladas como áreas localizadas de dissipação de energia em lugar de películas de pequena profundidade. A metodologia proposta torna o cálculo da refração-difração de ondas sobre a plataforma continental extremamente rápido e eficiente e se presta particularmente bem para, em combinação com previsões ou medições de ondas ao largo, determinar as condições de mar próximo a costa de forma operacional. O método desenvolvido neste trabalho foi finalmente aplicado a Ilha de Santa Catarina e testado em dois estados de mar típicos da região com espectros direcionais previstos por um modelo de geração de ondas de grande escala (WW3). Apesar da inexistência de medições em águas rasas, observações visuais do mar feitas em várias praias da ilha sugerem resultados favoráveis