Análise Comparativa da Agitação Obtida com o Modelo Numérico (SWAN) na Modelagem de Ondas do Litoral Setentrional do Rio Grande do Norte, Brasil e Dados de Campo

Abstract

Este artigo visa apresentar as análises comparativas da agitação marítima entre as medições obtidas dos resultados da modelagem numérica, com a aplicação do modelo SWAN, e os resultados das medições in situ durante duas campanhas realizadas no período de 20 a 27 de dezembro de 2010 e de 15 a 22 de fevereiro de 2011, na costa do litoral setentrional do Rio Grande do Norte, Nordeste do Brasil. O estudo tem como principal objetivo, avaliar o desempenho do modelo SWAN quanto à previsão de agitação marítima, aferindo suas potencialidades e limitações para a região de interesse. As medições in situ foram efetuadas em dois locais próximo da costa em profundidades de 5 e 9 m, respectivamente, onde os dados foram processados para se obter as análises espectrais e empregado as análises estatísticas do conjunto de amostragem. Nas condições de fronteira, foram considerado os estados de mar estimados (Hm0 – altura de onde significativa, Tp – período de pico e Dir – direção média em frequência de pico) pelo modelo de escala oceânica, WAVEWATCH III, WWIII. As informações das condições de fronteira foram submetidas a um refinamento para aprimorar a aplicabilidade do modelo, onde se considerou a maré variável para os dois períodos de análise em condições de sizígia, uma vez que a amplitude da maré local chega a ultrapassar os 2 m durante as fases de sizígia. As informações foram interpoladas de hora a hora para serem introduzidas no conjunto de dados de agitação que forçam o modelo. Os valores numéricos foram obtidos para todo o domínio do cálculo, que considerou como malha exterior as dimensões da Carta Náutica 720, fornecidas pela Diretoria de Hidrografia e Navegação da Marinha do Brasil. Entretanto, o modelo realizou cálculos em duas malhas de dimensões inferiores a exterior: uma intermediária e outra interior, esta última na inserção dos pontos de referência, fornecendo assim, os parâmetros de agitação marítima junto à costa. Nos cálculos com o modelo SWAN foram considerados regime estacionário, com a formulação KOMEN e coeficiente de atrito, c=0.015 m2s-3. Analisaram-se também as estatísticas atribuindo o índice de concordância (ic) dos valores medidos e valores numéricos como forma avaliativa. São apresentadas e discutidas as análises comparativas das medições in situ com as estimativas obtidas com a modelagem numérica, que servem para a validação das simulações, assim como para quantificar as diferenças observadas para ambos os períodos estudados. Conclui-se que, no geral, o modelo conseguiu representar razoavelmente bem a evolução da onda desde ao largo até a zona de praia. Das análises estatísticas para as alturas significativas, embora se observe semelhança no comportamento, o índice de concordância entre eles, mostrou-se abaixo de 0.5. Em ambos os casos, em comparação com as observações, houve semelhança no comportamento das alturas significativas e períodos médios, apesar de os valores medidos mostrarem-se sempre superiores aos valores numéricos. No entanto, verificou-se, para a estação do PT1, que o modelo conduz a resultados numéricos mais próximos dos medidos, este em menor profundidade. A execução deste estudo permitiu realizar os testes quanto a capacidade do modelo SWAN de caracterizar o estado de agitação marítima em zona costeira rasa, com abrangência de escala regional de 300 km2 e obtenção de resultados satisfatórios.