O papel do oceano na modulação de eventos extremos no Sul/Sudeste do Brasil - Oliveira, Gustavo Lauton de (2023)
Entender os processos responsáveis por eventos extremos é crucial para a segurança da população e para o gerenciamento das atividades econômicas costeiras e offshore. A compreensão científica atual demonstrou que a física oceânica pode ter um grande impacto sobre esses fenômenos e que examinar o seu papel pode levar a um melhor entendimento sobre como os eventos extremos evoluem. No que diz respeito aos eventos extremos meteorológicos no sul/sudeste do Brasil, existe uma alta frequência de ciclones extratropicais e esses sistemas têm sido apontados como os principais responsáveis pelo desenvolvimento de eventos de ondas grandes (Large Wave Events, LWEs). Além disso, o primeiro furacão já documentado no Atlântico Sul (Catarina), que atingiu o sul do Brasil, começou como um ciclone extratropical. Neste estudo, aplicamos diferentes métodos para diagnosticar tanto a contribuição do oceano na gênese e evolução do Catarina quanto na modulação de LWEs. No primeiro caso, aplicando o índice de gênese potencial (genesis potential index, GPI) para dar um diagnóstico quantitativo da contribuição dos fatores ambientais conhecidos por estarem ligados à ciclogênese tropical. No segundo caso, acoplando de modo unidirecional o modelo hidrodinâmico Regional Ocean Modeling System (ROMS) e o modelo de onda Simulating WAves Nearshore (SWAN) para estudar o efeito das correntes nos LWEs produzidos sob a influência de ciclones. Para o estudo do furacão Catarina, os resultados indicam duas regiões de grandes anomalias positivas de GPI: onde o Catarina (1) desenvolveu estrutura de ciclone subtropical e passou por transição tropical, e (2) adquiriu status de furacão. Também examinamos o potencial do oceano para sustentar a intensificação do ciclone tropical por meio do conteúdo de calor do oceano (ocean heat content, OHC). Embora algumas áreas de anomalias positivas de OHC possam ter indicado condições favoráveis à ciclogênese, elas não foram suficientes para explicar as principais fases de desenvolvimento do Catarina. Por outro lado, em março de 2004 o GPI foi o mais alto entre março de todos os anos (1990-2019), sugerindo que este pode ser um índice válido para obter um limiar para a ciclogênese tropical no sul/sudeste do Brasil. Em relação aos cinco LWEs estudados, escolhidos devido à distinta importância que a interação onda-corrente teve para o período, os resultados indicam que a adição de correntes ao modelo de onda melhorou a precisão dos picos de altura significativa, geralmente aumentando-os (até 27%). O aumento na altura das ondas ocorreu principalmente perto da borda da plataforma e talude, onde a Corrente do Brasil fluindo para sudoeste se opõe à direção dominante das ondas geradas por ciclones (geralmente de S/SE para S/SW). A modulação da altura de onda pelas correntes na banda sub-inercial explicou até 95% da variância total da diferença entre os resultados com e sem correntes oceânicas, e esta banda foi amplamente relacionada com a Corrente do Brasil. Sua contraparte quase inercial explicou até 22% da variância total e deveu-se principalmente a correntes quase inerciais na região. Este estudo fornece, pela primeira vez, evidências conclusivas de que a interação onda-corrente pode impactar LWEs no sul/sudeste do Brasil.