Resposta da hidrodinâmica do complexo estuarino de Paranaguá-PR a sistemas frontais

Abstract

Resumo: O principal objetivo deste trabalho foi analisar a resposta da hidrodinâmica do Complexo Estuarino de Paranaguá (CEP) devido a ação do vento oriundo da passagem de sistemas frontais frios na região. A simulação dos campos de vento foi efetuada com auxílio do modelo atmosférico Weather Research and Forecast Model (WRF), inicializado com dados meteorológicos do modelo global GFS. Os campos de vento, do modelo WRF, em dois cenários distintos, inverno e verão, foram utilizados como forçantes nas simulações da hidrodinâmica do CEP com o modelo hidrodinâmico Delft3D. A comparação dos resultados dos campos atmosféricos gerados pelo modelo com dados da estação meteorológica de Paranaguá mostrou que o WRF reproduziu o momento da entrada da frente fria e sua duração. Além disso, o modelo apresentou bom desempenho na representação dos gradientes de pressão no momento da entrada do sistema frontal. Testes de sensibilidade, utilizando o modelo hidrodinâmico, demonstraram que a maré é o fator predominante nas variações de níveis do estuário, porém a ação de outras forçantes também desempenha um papel importante na hidrodinâmica estuarina, podendo causar alterações de até 0,40 m no nível médio de água. Em ambos os cenários o campo de correntes demonstrou que após a entrada da frente fria há mudança na direção das correntes costeiras e estuarinas, que passam a seguir a direção do sistema frontal fluindo em direção ao Norte. Como pôde ser observado, tanto nos testes preliminares, com a imposição de ventos paralelos a linha de costa, quanto em condições mais realistas, com a utilização de campos de vento gerados pelas passagens de sistemas frontais, o principal efeito ocorrido foi o bombeamento de água para o interior do estuário devido ao efeito de Coriolis associado com a direção Sul predominante dos campos de vento gerados pelas frentes frias.

Abstract: The main objective of this study was to analyze the response of the hydrodynamics of the estuarine complex of Paranaguá (CEP) due to the action of wind fields, generated by the passages of cold fronts in the region. The simulation of wind fields was performed with the aid of the Weather Research and Forecast Model (WRF), initialized with meteorological data from the global model GFS. The wind fields, from the WRF model, in two different scenarios, winter and summer, were used as forcing to the hydrodynamic model Delft3D. Comparison of results of atmospheric fields generated by the model with data from the weather station of Paranaguá showed that the WRF reproduced accurately the time of the cold front entrance and its duration. In addition, the model showed good performance in the representation of the pressure gradients for the front entry system. Sensitivity tests using the hydrodynamic model showed that the tide is the dominant factor in variations in the estuary levels, but the other forcing action also plays an important role in estuarine hydrodynamics. In both scenarios the current field has shown that after the cold front entrance there is a change in the direction of coastal and estuarine currents, which will follow the direction of the front to northward. As can be observed, both in preliminary tests, with the imposition of winds parallel to the coastline, as in more realistic conditions, with the use of wind fields generated by frontal systems, the main effect was the entrance of water into the estuary due to the Coriolis effect associated with the prevailing direction of the wind (South) generated by the cold fronts.