VENTO, ONDAS, NÍVEL DO MAR

Transcripción

1 PROJETO Metodologia, ferramentas e bases de dados para gestão de riscos às mudanças do clima em zonas costeiras: Uma proposta de aplicação para costa brasileira PERIGOS: VENTO, ONDAS, NÍVEL DO MAR Melisa Menéndez ( menendezm@unican.es ) Novembro 2015

2 VIENTO Y VARIABLES ATMOSFÉRICAS: SeaWind (SW SW) OLEAJE: Olas en el océano Global Ocean Waves (GOW GOW) Olas en costa en costa Downscaled Ocean Waves (ROW Downscaled Ocean Waves (ROW ROW) NIVEL DEL MAR Y CORRIENTES: Nivel Medio del Mar (MSL) (GOST) Marea astronómica (GOT) Marea meteorológica Global Ocean Surge (GOS)

3 PROJETO Metodologia, ferramentas e bases de dados para gestão de riscos às mudanças do clima em zonas costeiras: Uma proposta de aplicação para costa brasileira PERIGOS: ONDAS Melisa Menéndez ( menendezm@unican.es ) Novembro 2015

4 Algunos conceptos preliminares.. Sea Swell

5 Algunos conceptos preliminares..

6 Algunos conceptos preliminares.. Etd Estado de mar Parámetros estándar: H s,t p, θ

7 Algunos conceptos preliminares.. Métodos para obtener el oleaje costero a partir de olas oceánicas: Dynamical Downscaling Statistical Downscaling Hybrid Downscaling

8 Algunos conceptos preliminares.. Métodos para obtener el oleaje costero a partir de olas oceánicas: Y r Z s Statistical Downscaling t 1 t 1 t Y r Deep water (kh>π) i Z t s 1

9 Algunos conceptos preliminares.. Métodos para obtener el oleaje costero a partir de olas oceánicas: Dynamical Downscaling -> ROW Y r, r,..., r Z s, s,..., s t 1 2 R t 1 2 S Y r, r..., r t 1 2, R Y t r i Z t s i Oceanographic variables which define wave conditions at deep water at several locations (regional scale) Z s, s..., s t 1 2, Oceanographic variables which define wave conditions at shallow water at several locations (local scale) S

10 Algunos conceptos preliminares.. Métodos para obtener el oleaje costero a partir de olas oceánicas: Hybrid Downscaling -> DOW Yt r 1 Z s, s,..., s t 1 2 S Y t r i Deep water (kh>π) Dynamical downscaling: Numerical propagation of several sea states conditions at deep water Zt s 1 Statistical downscaling: Transfer functions to extrapole coastal wave parameters based on the dynamical simulations

11 Algunos conceptos preliminares.. Summary of the different methodologies Dynamical downscaling: the most accurate approach high computational demand Statistical ti ti downscaling: only reproduces the wave parameters, usually the significant wave height, at a specific location at shallow water requieres instrumental data at coastal location Hybrid downscaling: Simulations of not real wave and wind conditions and transfer functions based on only two or three wave parameters. High computational effort in the case of generating several years of dynamical simulations

12 Área de influencia del oleaje en Santa Catarina

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14 Antecedentes.. GOW 1.0 Forzamiento NCEP 1.8º h Modelo WW III. V2.22 1º, 1 hora Parámetros espectrales del estado de mar

15 Antecedentes.. GOW 1.0 Global map of Pearson correlation coefficient between satellite observations and hindcast Global map of Pearson correlation coefficient between satellite observations and hindcast results (GOW-1.0) for the period of available altimetry observations ( ). Red dots represent buoy locations.

16 Antecedentes.. GOW 1.0

17 Antecedentes.. GOW º Forzamiento NCEP 1.8º h Modelo WW III. V º, 1 hora Parámetros espectrales del estado de mar

18 Antecedentes.. GOW 1.1 1

19 Antecedentes.. GOW Forzamiento NCEP 1.8º h Modelo WW III. V º, 1 hora Parámetros yespectros del estado de mar

20 Antecedentes.. GOW DOW-Brasil D li híb id Downscaling híbrido - Estadístico + Dinámico

21 Antecedentes.. GOW DOW-Brasil D li híb id Downscaling híbrido - Estadístico + Dinámico

22 Objetivo El objetivo principal de esta parte del trabajo es la generación de una base de datos de oleaje histórica de alta resolución espacio-temporal (datos horarios a una resolución entre 200 m y 1 km) que cubra el estado de Santa Catarina en Brasil: ROW Objetivos específicos: 1) Análisis de las bases de datos de oleaje y disponibles 2) Corrección y/o validación de la base de datos reanálisis utilizada como forzamiento en el modelo de propagación. 2) Elaboración de una batimetría lo más detallada posible que permita transferir correctamente el oleaje desde aguas profundas hasta la costa. 3) Diseño de las mallas de cálculo que serán utilizadas en el modelo de propagación. 4) Pre procesado de los forzamientos de oleaje y viento. 5) Ejecución del modelo durante el dominio temporal disponible en la base de datos de aguas profundas. 6) Post procesado de las salidas del modelo a formato netcdf. 7) Validación espacio temporal con la información instrumental disponible.

23 Regional Wave Reanalysis (ROW) Mejoras con respecto a anteriores Reconstrucciones de Oleaje: Contornos: Base de datos GOW2 (nuevo forzamiento CFSR, nuevo modelo WWIII,..) Calibración de Espectros GOW2 con nueva base de altimetría multi-mission ( ). ROW (reconstrucción dinámica en continuo) vs. DOW (downscaling híbrido) Forzamiento del Oleaje: SeaWind (alta resol. espacial), capacidad para reproducir Seas. Simulación dinámica SWAN (nueva versión) ROW con Activación de fricción por fondo. Mínimo Resol: 1Km Periodo: P i d Resol. temporal: horaria Ejemplo de Dominio espacial de estudio.

24 GOW 1.5 Forzamiento CFSR y CFSv2, 0.3/2º WaveWatch III v4.18 (2014) 1º, 1 hora parámetros, particiones y espectros SEAWIND-Sta Catarina CFSR 0.3 Modelo Atmosférico Global Viento a 10 m Forzamiento Forzamiento ETOPO 1 Batimetria global WaveWatch III 0.5 Modelo Oleaje Aguas Profundas WRF 3 km Modelo Atmosférico Regional Satellite Altura de ola significante Calibración Espectro direccional Forzamiento Viento a 10 m Forzamiento Cartas nauticas + campañas de batimetria SWAN 1 km 200 m Modelo de Oleaje Aguas Someras Boya Florianopolis 80 m Altura de ola significante, periodo y dirección de pico Validación

25 Dominios espaciales M10 km M1 km M200 m

26 Validación oleaje GOW Comparación de GOW con datos de satélite en el litoral Brasileño. De izquierda i a derecha: correlación de Pearsony sesgo.

27 Corrección oleaje GOW en contornos Rosas direccionales de H s (izquierda) y T p (derecha) de los estados de mar seleccionados. GOW 1.5: cada estado de mar queda definido por 12 variables {H s1, H s2, H s3 ; T p1, T p2, T p3 ; θ 1, θ 2, θ 3 ;γ 1, γ 2, γ 3 }, siendo γ i la dispersión direccional de cada componente

28 Corrección oleaje GOW en contornos -Two main spectral components in the area NNE seas + S swells - Different corrections are needed when comparing with satellite data - Method: - Identifying pure sea-swell states (one component at least 80% of the total energy) - Separate directions - Linear regression fit (bnne y bs)

29 Batimetría

30 Validación

31 Validación

32 Validación

33 Simulación ROW-Santa Catarina: Resultados Variables guardadas: Parámetros espectrales del estados de mar en malla 1Km y 200m Resolución temporal: horaria. Periodo histórico: , total t de 32 años. Volumen de datos generados: 750 GB Ficherod NetCDF mensuales

34 Análisis climático: climatologías

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36 5 de Julio de de Mayo de de Marzo de de Junio de de Noviembre de de Mayo de 2010

37 Caracterización del oleaje Local

38 Caracterización del oleaje Local

39 Caracterización del oleaje Local

40 Caracterización del oleaje Local

41 Caracterización del oleaje Local

42 Caracterización del oleaje Local