DINÂMICA DA CAMADA DE MISTURA SUPERIOR DO ... - UFRJ

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Figura 2.4: Evolução temporal da profundidade da Camada de Mistura calculada a partir de dados de temperatura da bóia PIRATA em 19S34W, para o ano de 2009, destacando a escala de variabilidade sazonal(em vermelho). A Escala Interanual ocorre em resposta às forçantes atmosféricas sujeitas a variações nessa escala. Fenômenos como El Niño, La Niña além de outros pro- duzem anomalias nos campos de temperatura, alterando os fluxos de calor e, por conseguinte, a profundidade da CM. Na figura (2.5) é possível notar a escala de variabilidade interanual da CM bem marcada entre os anos de 2006 e 2010. Nesse período o ciclo anual tem uma variação significativa de ano para ano, fato evidenci- ado principalmente nos períodos de inverno. Figura 2.5: Série temporal da prof. da CM calculada a partir de dados de temperatura da bóia PIRATA em 19S34W, entre os anos de 2006 e 2010, evidenciando a variabilidade interanual da CM. As descontinuidades correspondem aos pontos sem dados nas boias. 9
2.2 Modelagem da Camada de Mistura 2.2.1 Histórico Embora existam estudos com modelos oceânicos desde o início do século XX, como o modelo matemático desenvolvido por Ekman(1905), a modelagem oceanográfica começou a se desenvolver de maneira mais profícua no pós-guerra com o advento dos computadores. No final da década de 40, MUNK e AN<strong>DE</strong>RSON (1948) desen- volveram uma formulação de um modelo para determinar a profundidade da termoclina, que serviu de referência para diversos estudos posteriores. Em meados da década de 60, KRAUS e TURNER (1967) apresentaram um modelo unidimensional de termoclina sazonal, que foi um dos precursores dos modelos de CM e que, ainda hoje, compõe o conjunto de parametrizações da CM de diversos modelos de circu- lação oceânica. No início dos anos 70, houve um considerável aumento nos estudos voltados para modelagem da CM. Vários trabalhos foram publicados com diferentes formulações para se modelar a CM (POLLARD et al., 1973; <strong>DE</strong>NMAN e MIYAKE, 1973; MELLOR e DURBIN, 1975; THOMPSON, 1975; NIILER e KRAUS, 1977; GARWOOD, 1977). Desde então, o conhecimento científico aliado à evolução dos computadores permitiu que os modelos tivessem sua complexidade aumentada, pas- sando a incorporar outros processos físicos como advecção e difusão, em modelos tridimensionais que vem apresentando uma representação da dinâmica da CM cada vez mais consistente com a realidade (BLECK et al., 1989a). Os modelos de CM podem ser enquadrados em duas grandes categorias: os Modelos de Camada (MC) e a os Modelos de Fechamento de Turbulência (MFT). Os MC (figura 2.6) assumem a existência de uma camada homogênea de espessura hm, que pode ser calculada a partir do balanço da Energia Cinética Turbulenta (ECT) fornecida pelo vento e a energia potencial necessária para homogeneizar (misturar) a coluna d’água, exemplos KT e Niiler ou pelo energia do cisalhamento na base da camada, como ocorre no PWP. Os MFT trabalham com as equações de Reynolds, onde os termos não- linearidades geram momentos de ordem superior que são parametrizados. A forma como são parametrizadas essas perturbações é que determinam a ordem dos MFT, sendo os mais comuns os de primeira ordem, como o KPP e de segunda ondem, como o MY. No presente trabalho foram analisados 4 modelos de CM contidos no HY- COM: o KPP, uma das parametrizações do KT, o PWP, e o MY, que são descritos a seguir. 10
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