63ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 3. Engenharia Civil

Reconhecimento do comportamento de dados altimétricos em oceanos: Um estudo de caso sobre a foz do rio Amazonas

Fernanda França Ferreira 1 Pedro França Ferreira 2 Julierme Gonçalves Pinheiro 3 Otto Corrêa Rotunno Filho 4 Suzana Vinzon 5 Stephane Calmant 6

1. Aluna de Graduação do Curso de Engenharia Ambiental - Escola Politécnica / UFRJ – PET CIVIL 2. Aluno de Graduação do Curso de Engenharia de Petróleo - Escola Politécnica / UFRJ 3. Mestrando/Orientador – Programa de Engenharia Oceânica - COPPE / UFRJ 4. Professor/Orientador - Escola Politécnica /UFRJ e COPPE /UFRJ 5. Professora/Orientadora – Programa de Engenharia Oceânica – COPPE/UFRJ 6. Pesquisar IRD/Orientador – LEGOS – Université Paul Sabatier

INTRODUÇÃO:

Dispositivos principais ou integrantes de diversos satélites a partir dos anos 1970, radares altimétricos são instrumentos que apontam ao nadir do satélite e medem a distância a um elipsóide de referência. Se o conceito do radar altimétrico é relativamente simples, a sua aplicação na altimetria espacial repousa sobre instrumentos compostos de alta tecnologia. Hoje, os radares altimétricos medem com uma grande precisão (i.e., alguns centímetros) a altura instantânea da superfície oceânica. A detecção de elevações e depressões na superfície dos oceanos, que caracterizam a topografia oceânica superficial, é um importante fator para a compreensão da circulação oceânica superficial, o que permite aos engenheiros e aos oceanógrafos progressos consideráveis na compreensão do funcionamento global dos oceanos e, por conseguinte, suas implicações na dinâmica do clima, bem como aplicações nas áreas de estuários e costeiras. Neste trabalho, estabeleceu-se o objetivo de analisar o comportamento dos dados altimétricos em diferentes passagens do satélite Jason-2 na região da foz do rio Amazonas e reproduzir a superfície do oceano nessa área. O satélite Jason-2 possui uma resolução temporal de aproximadamente 10 dias e resolução espacial de 300 metros.

METODOLOGIA:

A variação do nível do mar foi observada para os traços 037 e 202 do satélite Jason-2. A faixa de estudo ao longo dos traços cobre a plataforma continental e parte do oceano aberto. Os dados do satélite Jason-2 foram extraídos, em formato binário, do projeto PISTACH (Système de Traitement pour les Applications Côtières et l´Hydrologie). A partir dos dados medidos pelo satélite, foi criada uma rotina computacional para extração das informações e execução das devidas conversões de escalas e correções ambientais. As correções ambientais podem ser divididas em três grupos: 1) na troposfera seca e úmida, relativas à quantidade de vapor de água; 2) na ionosfera, referentes a elétrons livres; 3) na superfície do mar, alusivo ao estado do mar (ruído eletromagnético). Os dados corrigidos foram dispostos em gráficos cujos eixos das abscissas e ordenadas correspondem, respectivamente, à distância segundo a trajetória do satélite e à altura do nível de água. As configurações criadas foram comparadas segundo dois métodos: 1) um de caráter qualitativo, por uma análise visual das várias passagens segundo os traços examinados, com cada passagem correspondendo a uma cor distinta; 2) e outro de natureza quantitativa, pela geração de uma matriz de correlação entre as diversas passagens do satélite.

RESULTADOS:

Os algoritmos responsáveis por reprocessar as formas de ondas, converter escalas e fazer correções ambientais mostraram-se adequados para o processo, já que permitiram a geração de gráficos coerentes com o perfis de oceano esperados, ou seja, sem descontinuidades e variações extremas. Pela análise qualitativa da observação dos gráficos, pode-se perceber, em todos os dias, um perfil de alturas no oceano mais elevadas no centro do segmento observado, diminuindo gradualmente conforme se aproxima ou se distancia desse centro. Apesar do comportamento similar de decaimento e crescimento das alturas variando ao longo do eixo das abscissas, que se refere à distância da costa segundo a trajetória do satélite, foi observada uma diferença entre os perfis dos diferentes dias avaliados, devido ao comportamento dinâmico dos oceanos. Pela segunda análise proposta, percebeu-se uma correspondência significativa entre as séries temporais analisadas, já que as variações, ao longo do eixo das abscissas, em qualquer uma das curvas, são acompanhadas por outras variações de mesmo sinal, mas não necessariamente de mesma intensidade.

CONCLUSÃO:

O presente estudo revelou a possibilidade de utilização dos dados altimétricos do satélite Jason-2 como uma excelente ferramenta no estudo da variabilidade da topografia oceânica superficial para a região da foz do rio Amazonas para águas profundas. Verificou-se um perfil base de alturas do oceano para o segmento analisado, ou seja, apesar das variações devido à dinâmica do oceano, os perfis analisados mantiveram alta correlação entre si. O entendimento da técnica pode ter aplicabilidade no desafio de discriminar a assinatura na superfície do mar captada pelos altímetros em termos das componentes da maré e no entendimento dos padrões de geração de correntes que promovem a circulação oceânica. Assim, recomendam-se estudos no sentido de aperfeiçoar a qualidade e a interpretação dos dados altimétricos nas áreas costeiras com novos métodos de tratamento e de aplicações que poderão ser desenvolvidos para as regiões litorâneas e para as águas pouco profundas, que se constituem em algumas das zonas mais frágeis e mais importantes do oceano.

Palavras-chave: Altimetria espacial, Sensoriamento remoto, topografia oceânica superficial.