Análise de dados maregráficos na Baía de Paranaguá - PR

Abstract

Resumo: O Complexo Estuarino de Paranaguá retrata com precisão a complexidade da zona costeira e dos desafios impostos em sua gestão territorial: um estuário que contém um dos portos mais movimentados do Brasil e uma importante área de proteção ambiental. Esta complexidade demanda o estudo do comportamento do nível da água para a imposição eficiente de soluções que garantam o desenvolvimento econômico sem perder de vista as questões sociais e ambientais. Esta dissertação assumiu como objetivo compreender o fenômeno da maré na área da Baía de Paranaguá - PR, através da análise de séries temporais de dados maregráficos em cinco estações maregráficas: Antonina, Ponta do Félix, Cais Oeste, Ilha das Cobras e Galheta. A análise incluiu o desenvolvimento e aplicação de processos para remoção de dados espúrios. Estes processos proporcionaram uma redução média de 9,86 % e máxima de 62,49 % na variância das constituintes determinadas pela análise harmônica. Foi observado o aumento do número de constituintes determinadas em 12 das 37 séries analisadas. A análise harmônica foi realizada pelos programas AstgeoTop e PACMARÉ. Observou-se comportamento predominantemente semidiurno nas estações maregráficas de Antonina, Ponta do Félix e Cais Oeste e semidiurna com desigualdades em Ilha das Cobras e Galheta. Foi feita uma análise da reflexão de ondas na área de estudo, concluindo que é provável que este fenômeno contribua para o aumento da amplitude das constituintes semidiurnas principais baía adentro. A diferença de fase das constituintes da entrada à cabeceira da baía concorda com a redução do comprimento de onda em virtude da redução da profundidade. A utilização do filtro passa-baixa ótimo de Thompson possibilitou delinear a predominância da maré ao longo do ano, com marés positivas no primeiro semestre e negativas no segundo. Utilizando o índice RV, pode-se concluir que a maré reconstituída pela análise harmônica explicou, em média, 82% da variação da maré nos períodos analisados, ou seja, uma influência de maré meteorológica de, aproximadamente, 18 % na área de estudo. A estimativa do Nível Médio do Mar mensal para as estações Cais Oeste e Galheta, que compreendiam as séries temporais de nível do mar mais longas, mostrou estreita concordância com a constituinte meteorológica Sa. Este último fato também foi observado com dados da Estação Maregráfica de Cananéia - SP, distante 80 km da área de estudo. A remoção do efeito barômetro invertido das observações permitiu uma redução de 5% (1 cm) no valor do desvio padrão dos resíduos para uma das séries temporais de dados da estação Cais Oeste. Uma notificação com os pontos positivos e o relato de algumas discrepâncias encontradas será enviada ao provedor dos dados utilizados nesta pesquisa, Banco Nacional de Dados Oceanográficos, com o propósito de dar modesta contribuição para a elevada qualidade dos dados disponibilizados para a comunidade científica. Apesar das limitações (séries temporais não suficientemente longas e pouca disponibilidade de dados ambientais de outras fontes, por exemplo), este estudo reforça a importância da manutenção de registros maregráficos para subsidiar estudos nas zonas costeiras, em especial a integração de referenciais verticais.

Abstract: Paranaguá Estuarine System accuretly portrays the complexity of the coastal zone and imposed challenges regarding territorial management: an estuary that contains one of the busiest ports in Brazil and an environmental protection area of ecological importance. This complexity requires the study of the water level in order to efficiently apply solutions to ensure economic development without losing sight of social and environmental issues. The objective of this essay is to study the tide phenomenon in the Paranaguá Bay area, through the analysis of time series of sea level at five tide gauges: Antonina, Ponta do Félix, Cais Oeste, Ilha das Cobras and Galheta. The analysis comprised development and application of processes to remove cleary wrong data, which provided an average reduction of 9,86 % and a maximum of 62,49 % in constituents variance determined by harmonic analysis and an increase in the number of constituents determined in 12 of the 37 series analyzed. Harmonic analysis was performed by the AstgeoTop and PACMARÉ programs. Predominantly semidiurnal behavior was observed in Antonina, Ponta do Félix and Cais Oeste and semidiurnal with inequalities in Ilha das Cobras and Galheta. An analysis of wave reflection in the study area was carried out, concluding that it is likely that this phenomenon contributes to the increase in the amplitude of the main semidiurnal constituents in the bay head. The constituents phase lag between the entrance and the bay head agrees with the shortening in wavelength due to depth reduction. Thompson's optimal low-pass filter made it possible to estimate tide predominance throughout the year, with positive tides in the first semester and negative tides in the second. RV index showed, on average, astronomical effects explained 82% of sea level variation, that is, approximately 18% non-astronomical effects found. The estimate of the monthly Mean Sea Level at Cais Oeste and Galheta stations, which provided the longest sea level series available, was in close agreement with the meteorological constituent Sa, which was also observed for Cananeia - SP, 80 km northeast from the study area. Removing the inverted barometer effect from the observations allowed a 5% reduction in the standard deviation of the residues (one centimeter) for one of the time series obtained at Cais Oeste station. A message adressing positive issues and the report of some discrepancies found will be sent to the provider of the data used in this research, National Oceanografic Database, with the purpose of making a modest contribution to the high quality data made available to the scientific community. Despite the limitations (not long enough time series and little availability of environmental data from other sources, for example), this study reinforces the importance of maintaining tide records for support studies in coastal areas, especially regarding integration of vertical Data.