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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.21.2021.tde-13042022-142249
Document
Author
Full name
Mariany Ferreira de Sousa
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Siegle, Eduardo (President)
Angulo, Rodolfo José
Teixeira, Carlos Eduardo Peres
Title in Portuguese
Clima de ondas ao largo e no entorno da Ilha de Trindade - Arquipélago de Martin Vaz
Keywords in Portuguese
DELFT3D
Dinâmica costeira
Modelagem numérica
WAVEWATCH3
Abstract in Portuguese
As ondas introduzem energia nas regiões litorâneas e influenciam nos processos costeiros, como no transporte de sedimentos e morfodinâmica. Além disso, diversos estudos já observaram relações entre ondas e biota, especialmente suas interações com as comunidades bentônicas e ictiológicas. No presente trabalho foi realizada a caracterização do clima de ondas ao largo da Ilha de Trindade, além da modelagem das ondas em todo seu entorno por meio do modelo numérico SWAN Simulating Waves Nearshore, sendo, os dados do modelo, validados a partir de dados coletados em campo ao longo de 2 meses. A Ilha de Trindade está localizada a 600 milhas náuticas do estado do Espírito Santo e apresenta praias arenosas e costões rochosos em todo seu entorno, o que torna a caracterização do clima de ondas essencial para o entendimento dos processos costeiros da região. Foi utilizada uma série de 14 anos de dados de ondas (altura - Hs, período - Tp e Direção - Dp) das porções sul e norte da ilha, extraídos do modelo WW3, a partir desses dados foi possível realizar cálculos estatísticos para definir o clima de ondas da região, além disso, a partir da definição dos cenários mais frequentes que ocorreram na região foi possível modelar os dados para todo o entorno da Ilha por meio do SWAN e obter a distribuição da força de onda e velocidade orbital de fundo. Como resultado observa-se que a altura das ondas prevalente é de 1,5-2,0 m; o período médio ficou localizado no intervalo entre 11 e 12 s e a direção predominante foi a de S-SW responsável por 47% dos dados. A partir dos resultados pode-se concluir que anualmente coexistem ondas do tipo sea e do tipo swell. Em ambos os setores, as ondas de leste são predominantes do tipo sea, enquanto nas demais direções (especialmente sul e norte) são predominantemente de swell. Anualmente e sazonalmente, a análise dos períodos que mais ocorrem na região indicam que as ondas de swell são mais frequentes ao largo de Trindade. Observou-se que há variação ao longo dos dois setores da ilha tanto em relação a energia da onda incidente, sendo o setor leste o que apresentou menor energia; quanto em relação a variação da velocidade orbital da onda que apresenta diferença de acordo com a mudança na direção da onda e conforme altura significativa da onda aumenta. Os dados indicam que as ondas são formadas em regiões mais afastadas, resultantes da passagem de frentes frias vindas de sul e sudeste. Este estudo é o primeiro a realizar, além da avaliação do clima de ondas a modelagem de ondas para todo o entorno da Ilha de Trindade, que pode nos fornecer dados valiosos para o estudo da dinâmica costeira dessa importante ilha oceânica brasileira.
Title in English
Wave climate around Trindade Island - Martin Vaz Archipelago
Keywords in English
Coastal dynamics
DELFT3D
Numerical modeling
WAVEWATCH3
Abstract in English
The waves introduce energy into the coastal regions and influence coastal processes, such as morphodynamics and sediment transport. In addition, several studies have already observed relationships between waves and biota, especially their interactions with the benthic and ichthyological communities. In the present study, the characterization of the wave climate off the island of Trindade was carried out, in addition to the modeling of the waves around it using the numerical model SWAN - Simulating Waves Nearshore. The island of Trindade is located 600 nautical miles from the state of Espírito Santo and has sandy beaches and rocky shores throughout its surroundings, which makes characterizing the wave climate essential for understanding the coastal processes in the region. A series of 14 years of wave data (height - Hs, period - Tp and Direction - Dp) of the southern and northern portions of the island, extracted from the WW3 model was used, from these data it was possible to perform statistical calculations to define the climate of waves in the region, in addition, from the definition of the most frequent scenarios that occurred in the region, it was possible to model the data for the entire surroundings of the Island through SWAN and obtain the distribution of the wave power and orbital velocity near bottom. As a result, it is observed that the prevailing wave height is 1.5-2.0 m, including in the seasonal cycle; the average period was located in the interval between 11 and 12 s and the predominant direction was that of S-SW responsible for 47% of the data. From the results, it can be concluded that sea and swell waves coexist annually. In both sectors, the east waves are predominant of the sea type, while in the other directions (especially south and north) they are predominantly swell. Annually and seasonally, the analysis of the periods that occur most in the region indicate that swell waves are more frequent off Trindade. It was observed that there is variation along the two sectors of the island both in relation to the energy of the incident wave, with the eastern sector having the lowest energy; and in relation to the variation of the orbital velocity of the wave that presents difference according to the change in the direction of the wave and as the significant height of the wave increases. The data indicate that the waves are formed in more distant regions, resulting from the passage of cold fronts coming from the south and southeast. This study is the first to carry out, in addition to the assessment of the wave climate, the modeling of waves for all the surroundings of the island of Trindade, which can provide us with valuable data for the study of the coastal dynamics of this important Brazilian oceanic island.
 
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Publishing Date
2022-05-05
 
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