Padrões de circulação costeira do litoral norte do RS

Abstract

O estudo dos processos hidrodinâmicos da plataforma continental interna e da zona de surfe são de extrema relevância científica e social, uma vez que este ambiente marinho apresenta grande dinâmica, sendo um dos mais suscetíveis a impactos antropogênicos por causa da proximidade com os grandes conglomerados urbanos e pelas modificações da zona costeira. Para compreender estes processos, foi estabelecido no litoral norte do RS um plano de monitoramento de curto prazo (4 anos) das velocidades das correntes litorânea e costeira; do nível do mar; dos parâmetros ondulatórios e das variáveis meteorológicas. A análise do conjunto desses dados permitiu a determinação da forte influência da componente longitudinal do vento sobre a circulação por correntes na plataforma interna e, também, sobre as oscilações em baixas frequências do nível do mar. Os valores do tempo de defasagem entre a atuação do vento e a resposta, tanto sobre as correntes costeiras, como sobre o nível do mar, evidenciaram um sincronismo entre os movimentos da água e a ação do vento. Ademais, foi identificado o processo do transporte de Ekman, em uma região muito próxima à costa e em pequenas profundidades. E, também, a variabilidade da hidrodinâmica costeira à sazonalidade do comportamento do vento. Durante os meses de outono e inverno, eventos extremos de elevação do nível do mar são mais frequentes e intensos. A passagem dos sistemas atmosféricos com ventos intensos de Sul, associados a marés de sizígia e ondas com grandes alturas, podem elevar em 3,2 m o nível médio do mar. A amplitude média da maré astronômica e a média das oscilações de baixa frequência foram calculadas em 0,31 e 0,37 m, respectivamente, ou seja, muito semelhantes entre si. Verificou-se também que parte considerável da energia das oscilações do nível do mar tem origem astronômica, sendo que os resultados demonstram que, apesar da pequena amplitude, a maré astronômica sempre deve ser considerada nos estudos sobre a hidrodinâmica costeira no litoral do RS. A circulação por correntes longitudinais na zona de surfe, gerada pela quebra das ondas, em um processo de fluxo de energia por tensão de radiação, foi descrita através de medições diretas na praia, sendo identificado um padrão onde as ondulações de SE geram correntes direcionadas para NE, e vagas de NE induzem fluxos para SO. O cálculo do fluxo de momentum longitudinal teve forte correlação com a intensidade e direção da corrente longitudinal. Além disso, correlações significativas foram encontradas entre altura das ondas e a intensidade da corrente, bem como entre o ângulo de incidência das ondas e a direção da corrente.

The study of hydrodynamic processes on the inner continental shelf and surf zone are of extreme scientific and social relevance. This is due to the fact that the mentioned marine environment has great dynamics, a large susceptibility to anthropogenic impacts due to its proximity to large urban conglomerates, and due to modifications of the coastal zone. In order to understand those processes, a shortterm (4-year) monitoring plan of the coastal and alongshore current velocities, sea level, wave parameters, and meteorological variables was established on the northern coast of the state of Rio Grande do Sul (RS). The analysis of this dataset allowed the determination of a strong influence of the wind alongshore component on the circulation of currents on the inner continental shelf, and also on the lowfrequency oscillations of the sea level. The lag between the wind action and the responses from both coastal currents and sea level evidenced a synchronism between the water movements and the wind driving force. Furthermore, the Ekman transport process was identified in a region very close to the coast and at small depths. The coastal hydrodynamic vulnerability to the seasonality of the wind behavior was also observed. During the autumn and winter months, extreme events of sea level rise were more frequent and intense. The passage of atmospheric systems with intense southern winds associated with spring tides and high waves can raise the mean sea level by 3.2 m. The mean amplitude of the astronomical tide and the average of low-frequency oscillations were calculated and resulted in 0.31 and 0.37 m, respectively, very similar to each other. It was also verified that a considerable portion of the energy from sea level oscillations had an astronomical origin. The results showed that, despite the small amplitude, the astronomical tide must always be considered in the studies on coastal hydrodynamics on the RS coast. The circulation by alongshore currents in the surf zone driven by wave breaking – and emcompassed by a process of energy flow by radiation stress – was described through direct measurements on the beach. A pattern where waves from the southeast (SE) drove northeasterly currents, and waves from the northeast (NE) induced fluxes towards the southwest (SW) was identified. The calculation of the alongshore momentum flux had a strong correlation with the intensity and direction of the alongshore current. In addition to that, significant correlations were found between wave height and current intensity, as well as between the angle of wave incidence and the current direction.