Manlio Fernandes Mano
Título
Assimilação de Dados em Modelo Oceanográfico da Bacia Sudoeste do Atlântico para Reproduzir e Prever Circulação Superficial e Feições de Meso-Escala
Resumo
Dados de elevação (ESM) e de temperatura da superfície do mar (TSM) foram assimilados em um modelo hidrodinâmico (POM – Princeton Ocean Model) da Bacia Sudoeste do Atlântico, a fim de se alcançarem os seguintes objetivos: (1) avaliar a capacidade de se reproduzir, através da assimilação, o campo de correntes e feições oceanográficas observados numa simulação controle; (2) avaliar a adequação do esquema de assimilação aos fundamentos físicos da região; e (3) avaliar o potencial da metodologia como parte de um sistema operacional de previsão de correntes. O método de assimilação foi o de relaxação newtoniana e para a extrapolação dos dados superficiais ao longo da profundidade, foram utilizadas correlações estatísticas. Os resultados mostraram ser possível reproduzir a circulação superficial e, especificamente, um vórtice ciclônico ao largo de Cabo Frio. O algoritmo de assimilação com melhor desempenho incluiu a assimilação conjunta de TSM e ESM. Houve fortes evidências de que o vórtice, tanto no controle, quanto no experimento de assimilação, foi gerado a partir de um processo de instabilidade baroclínica. No controle, o vórtice surgiu inicialmente em profundidade e posteriormente ‘propagou-se’ até a superfície. Simulações prognósticas indicaram ser possível prever a circulação superficial e a chegada do sinal do vórtice em superfície com 20 dias de antecedência e o acoplamento do esquema de assimilação com modelos de feições foi capaz de atenuar as limitações atribuídas à extrapolação vertical dos dados.
Abstract
Sea surface temperature (SST) and elevation (SSE) were assimilated into an hydrodynamic model (POM – Princeton Ocean Model) of Southwest Atlantic, in order to achieve three main goals: (1) assessment of the capacity to reproduce, by assimilation, current fields and oceanographic features, detected in a control run; (2) assessment of the compatibility between assimilation scheme and local physical fundaments; and (3) assessment of the methodology potential as part of an operational forecasting system. The assimilation method was nudging and statistical correlations were used to extrapolate surface data along depth. Results showed that it was possible to reproduce surface circulation and, specifically, a cyclonic eddy offshore of Cabo Frio. The best performance algorithm included assimilation of both SST and SSE. There were indicatives that the control eddy and the assimilation one, as well, were originated by baroclinic instability process. In the control run, the origin of the eddy was at intermediary depths, propagating upward after. Prognostic simulations indicated that it was possible to forecast surface circulation and the eddy’s signal arrive at surface with 20 days in advance and the combination of the assimilation scheme with feature models was able to reduce limitations associated to data vertical extrapolation.
