Estimativa do deslocamento vertical de estações maregráficas a partir da modelagem de séries temporais de coordenadas GNSS

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Calado, Lucas Gonzales Lima Pereira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Movimento vertical da Terra; Modelos digitais de velocidades; Modelagem de séries temporais GNSS; Estimativa da velocidade vertical; Modelagem estocástica; Vertical land motion; Digital velocity models; GNSS time series model; Vertical velocity estimation; Stochastic model
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/253514

A variação do nível do mar é um importante indicador dos efeitos do aquecimento global e das mudanças climáticas. Estudos recentes indicam uma tendência de elevação do nível do mar, com variações significativas entre regiões. Essa variabilidade foi confirmada pela altimetria por satélite, que fornece observações globais do nível do mar em um referencial geocêntrico. Por outro lado, as estações maregráficas registram medições pontuais em relação a uma referência fixa na superfície terrestre, incluindo variações do nível do mar e movimento vertical da terra (Vertical Land Motion - VLM). O objetivo principal desta pesquisa é modelar as séries temporais de coordenadas verticais de estações GNSS para determinar um modelo de velocidade vertical no território brasileiro e, consequentemente, obter o VLM das estações maregráficas. Adicionalmente, investigou-se se a aplicação de correções para as deformações causadas por cargas atmosféricas, oceânicas e hidrológicas melhoraria a incerteza das velocidades estimadas. Para alcançar esse objetivo, foram analisadas as séries temporais de coordenadas verticais de 141 estações GNSS, com duração superior a 5 anos e no mínimo 70% de dados, fornecidas pelo NGL (Nevada Geodetic Laboratory). A análise incluiu a estimativa do índice espectral (κ) pela Estimativa de Máxima Verossimilhança (MLE) e a identificação das periodicidades presentes nas séries através da análise da Transformada Wavelet Contínua. As componentes de variância foram estimadas pelo método Estimativa das Componentes de Variância pelo MMQ Least-Square Variance Component Estimation (LS-VCE). As velocidades verticais foram estimadas para todas as 141 estações analisadas, e, a partir delas, foram obtidos os Modelos Digitais de Velocidades (MDVs) utilizando o interpolador multinível B-Spline disponível no software QGIS. A análise dos resultados apresentou que as correções das cargas contribuem significativamente para a redução da Raiz do Erro Médio Quadrático (RMSE) das séries temporais, especialmente nas regiões costeiras. A análise espectral indicou que as séries temporais sem a aplicação das correções das deformações se aproximam de uma composição de ruídos do tipo flicker noise e white noise ou power-law noise e white noise e à medida que são aplicadas as correções, o valor do índice espectral estimado tende a aumentar. A utilização dos períodos estimados pela análise wavelet junto ao modelo funcional proporcionou um modelo até 9,0% melhor ajustado a série. No entanto, as velocidades estimadas e suas incertezas não apresentaram alterações significativas com a adição desses períodosdetectados. Os resultados também demonstraram melhorias significativas nas incertezas das velocidades verticais estimadas após a aplicação das correções das cargas. No entanto, a adição da correção da carga hidrológica pode alterar o sentido da velocidade estimada, indicando que a carga hidrológica é influencia a tendência da velocidade estimada na componente altimétrica. Os MDVs permitiram a obtenção do VLM diretamente na estação maregráfica, além de fornecerem uma visão espacial da ocorrência de soerguimentos e subsidências no território brasileiro. Por fim, conclui-se que das seis estações maregráficas da Rede Maregráfica Permanente para a Geodésia (RMPG), cinco delas estão sofrendo subsidência, ressaltando a importância da correção do VLM para estudos sobre variações do nível do mar e seus impactos nas regiões costeiras brasileiras.