Resumo A aplicabilidade de um modelo numérico seguindo uma metodologia de downscaling foi avaliada para a plataforma sudeste brasileira (modelo regional) e o sistema estuarino de Paranaguá (modelo local). Esta abordagem permite simular fenômenos de escalas diferentes, como maré meteorológica e ressurgência costeira, e é apropriada para fins de previsão operacional. Quando grandes áreas são cobertas por modelos regionais, a propagação da maré no interior do domínio pode ser afetada significativamente pelo potencial local da maré, principalmente onde o fenômeno de ressonância é observado. A plataforma sudeste brasileira é conhecida pela ressonância da constituinte da maré lunar principal terci-diurna (M3), com as maiores amplitudes encontradas no sistema estuarino de Paranaguá. Por este motivo, a significância do potencial local da maré foi verificada neste estudo para as constituintes da maré mais importantes dentro do sistema estuarino (incluindo a M3). A validação do modelo foi realizada com dados de marégrafos, perfis de boias Argo e medições de satélite da temperatura da superfície do mar. A metodologia descrita neste estudo pode ser replicada para outros sistemas estuarinos importantes localizados na plataforma sudeste brasileira. Além disso, o modelo numérico foi desenvolvido na perspectiva de simulações operacionais em nowcast/forecast, úteis para diversas atividades, como navegação e resposta a emergências (e.g., derrames de petróleo).

Abstract The applicability of a numerical model following a downscaling methodology was evaluated for the south-eastern Brazilian shelf (regional model) and Paranaguá estuarine system (local model). This approach permits the simulation of different scale processes, such as storm surges and coastal upwelling, and is suitable for operational forecasting purposes. When large areas are covered by regional models, the tidal propagation inside the domain can be significantly affected by the local tidal potential, mainly where the resonance phenomenon is observed. The south-eastern Brazilian shelf is known for the resonance of the third-diurnal principal lunar tidal constituent (M3), the largest amplitudes being found in the Paranaguá estuarine system. Therefore, the significance of the local tidal potential was assessed in this study for the most important tidal constituents inside the estuarine system (including M3). The model validation was performed with tidal gauge data, Argo float profiles and satellite measurements of Sea Surface Temperature. The methodology described in this study can be replicated for other important estuarine systems located on the south-eastern Brazilian shelf. Furthermore, the numerical model was developed within a perspective of operational nowcast/forecast simulations, useful for several activities such as navigation and response to emergencies (e.g., oil spills).

A hidrografia e a oceanografia de zonas oceânicas profundas são áreas de trabalho dispendiosas e consequentemente em países com menores recursos financeiros existe normalmente maior carência de dados “in situ”. Este trabalho pretende contribuir para demonstrar que com base em pouca informação local é possível aumentar de forma económica o nosso conhecimento através da combinação de dados e de modelos matemáticos. No presente trabalho é efectuado um estudo da hidrodinâmica forçada pela maré na região do Arquipélago de Cabo Verde e é a analisada a sensibilidade da solução ao vento. O trabalho é baseado no modelo numérico MOHID em modo bidimensional. Os dados batimétricos foram extraídos da base de dados da NASA SRTM 30 (Shuttle Radar Topography Mission) e a linha de costa foi extraída da base de dados do NGDC (National Geophysical Data Center). A maré na fronteira oceânica do modelo foi imposta utilizando resultados do modelo global de maré FES2004 e o vento foi imposto utilizando resultados do modelo meteorológico GFS (Global Forecasting System). O sistema de modelação é baseado num modelo de escala regional com passo espacial de 6 km (nível 1), no qual foram encaixados dois modelos de passo espacial de 3 km (nível 2) para detalhar os resultados do escoamento em zonas de menor profundidade - e maior complexidade morfológica - onde o vento tem afecta o escoamento em toda a coluna de água e pode ser representado por um modelo 2D. Os níveis de maré calculados pelo modelo foram comparados com os únicos dados de marés existentes, numa estação localizada no Porto de Palmeira, ilha do Sal para o ano de 2000. A comparação dos resultados do modelo com os dados mostra que o modelo representa corretamente os níveis de maré neste local. Os resultados do modelo mostram também que as correntes nas zonas menos profundas - zonas costeiras e canais entre ilhas - são sensíveis ao forçamento atmosférico, sugerindo que esta sensibilidade poderá estender-se a zonas de maior profundidade na presença de estratificação vertical. A circulação residual em torno das ilhas é o principal produto deste trabalho, com interesse directo para a gestão costeira e sobre a qual não existia nenhuma informação para a região, nem proveniente de medições, nem de outros modelos.

The hydrography and oceanography in deep ocean areas are expensive if based only upon fieldwork and, as a result, countries with smaller financial resources have few data from in situ measurements. This work aims to contribute to demonstrate that based on little local information it is possible to increase our knowledge through the use of numerical models. This paper describes a study of the tidal propagation in the Cape Verde Islands region and the currents induced by the tide assesses the importance of the wind for the circulation using the numerical model MOHID in a two-dimensional mode. The bathymetric data were extracted from the database of NASA SRTM 30 (Shuttle Radar Topography Mission) and the coast line was extracted from the database of NGDC (National Geophysical Data Center). The tide along the oceanic boundary of the model was imposed using the results from the FES2004 model and the wind was imposed using the GFS (Global Forecasting System) meteorological model results. The modeling system is based on a regional scale model with a spatial step of 6 km (level 1) in which two models with a spatial step 3 km (level 2) were fitted to detail the results of the flow in shallower areas of greater morphological complexity where a 2D model and reproduce the effect of wind forcing. Comparison between computed and measured levels in a station located in Palmeira harbor, Sal Island - the only available measuring station - for the year 2000, shows that the model is able to represent the tide in this location. The model results also show that the currents in the shallower areas along and between islands are very sensitive to the atmospheric forcing, suggesting that this sensitivity may extend to zones of greater depth in the presence of vertical stratification. The residual circulation is the main product of this study with interest for coastal management. It is a completely new result, about which there was no information either from field work or from other models.