Low-frequency physical variations in the coastal zone of Ubatuba, northern coast of São Paulo State, Brazil

Abstracts

Sea level (SL), wind, air temperature (AT) and sea surface temperature (SST) variations in the coastal region of Ubatuba, northern coast of São Paulo, are assessed. A Lanczos-square cosine filter, with a 40-hour window, was applied over the SL time series between 1978 and 2000, except for the period comprising 1984 to 1986. In order to study subtidal effects on mean sea level (MSL), SL numerical filtering indicated that there was a virtually complete removal of semidiurnal and diurnal astronomical tidal components over the period of study. Results indicated an average raw SL rise of 2.3 mm/year, whereas average filtered MSL was of the order of 0.7 mm/year. Despite the overall positive MSL trend, the lunar nodal cycle of 18.6 years seemed to be the explanation for the SL series pattern. Correlations between MSL and parallel wind had a maximum correlation coefficient around 0.6, with 99% statistical confidence, while MSL and perpendicular wind correlations were not statistically significant. These results may be explained by Ekman dynamics. Data records of AT and SST between 1990 and 2003 showed positive trends for both variables. During this period, AT rose about 0.087 ºC /year for the raw series and 0.085 ºC /year for the monthly time series, and SST showed a rise of 0.047 ºC /year and 0.046 ºC/year, for the raw and monthly time series, respectively. The monthly climatology for both AT and SST showed higher values in February with 27.79 ºC and 28.59 ºC for AT and SST, respectively, and the lowest in July with 21.12 ºC for AT and 21.91 ºC for SST.

Mean sea level (MSL); Numerical filtering; Meteoceanographic subinertial dynamics; Air and sea temperatures; Reanalysis Project; Lanczos filter

Este trabalho consiste na análise da variação do nível do mar (NM), vento, temperatura do ar (TA) e da superfície do mar (TSM) na região costeira de Ubatuba, litoral norte de São Paulo. Um filtro cosseno quadrado de Lanczos, com janela de 40 h, foi aplicado sobre uma série temporal de NM entre 1978 e 2000, com exceção dos anos 1984 a 1986. Para se estudar os efeitos submareais no nível médio do mar (NMM), os resultados da filtragem de NM indicam que houve uma remoção virtualmente completa das componentes semidiurna e diurna da maré astronômica ao longo do período estudado. Os resultados indicam uma subida do NM bruto da ordem de 2,3 mm/ano, enquanto para o NMM filtrado, obteve-se uma tendência de 0,7 mm/ano. Apesar da tendência geral positiva do NMM ao longo do período estudado, o comportamento da série de NM parece ser influenciado pelo ciclo lunar nodal de 18,6 anos. A correlação entre o NMM e o vento paralelo à costa ficou próxima de 0,6 para todos os anos analisados, com 99% de confiança estatística, enquanto as correlações entre o NMM e vento perpendicular à costa não foram estatisticamente significativas. Este comportamento é provavelmente explicado pela Dinâmica de Ekman. Os resultados de tendência para TA e TSM mostraram um aumento considerável. Para TA, o aumento linear estimado foi de 0,087ºC/ano para a série bruta e 0,085ºC/ano para a média mensal. Para TSM, os coeficientes lineares foram 0,047ºC/ano para a série bruta e 0,046 ºC/ano para a média mensal. A climatologia mensal, tanto para TA quanto para TSM, apresentaram maior valor em fevereiro, com 27,79ºC para a AT e 28,59ºC para TSM, e o menor valor em julho, com 21,12ºC para AT e 21,91ºC para TSM.

Nível médio do mar (NMM); Filtragem numérica; Dinâmica subinercial meteoceanográfica; Temperaturas do ar e do mar; Projeto Reanalysis; Filtro de Lanczos

• ANDRADE, K. M.; CAVALCANTI, I. F. A. Climatologia dos sistemas frontais e padrões de comportamento para o verão na América do Sul In: CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 13., 2004, Fortaleza. Anais Fortaleza: SBMet, 2004. 1 CD-ROM (INPE-12090-PRE/7436).
• CAMPOS, E. J. D.; LENTINI, C. D.; MILLER, J. L.; PIOLA, A. R. Interannual variability of the sea surface temperature in the South Brazil Bight. Geophys. Res. Lett., v. 26, n. 14, p. 2061-2064, 1999.
• CASTRO, B. M.; LEE, T. Wind-forced sea level variability on the Southeast Brazilian shelf. J. Geophys. Res., v.100, n. 8, p.16045-16056, 2012.
• CASTRO, B. M.; LORENZZETTI, J. A.; SILVEIRA, I. C. A.; MIRANDA, L. B. Estrutura termohalina e circulação na região entre Cabo de São Tomé (RJ) e o Chuí (RS). In: ROSSI WONGTSCHOWSKI, C. L. B.; MADUREIRA, L. S. P. (Orgs.). O ambiente oceanográfico da plataforma continental e do talude na região sudeste-sul do Brasil São Paulo: EDUSP, 2006. p. 11-120.
• CSANADY, G. T. Circulation induced by river inflow in well-mixed water over a sloping continental shelf. J. Phys. oceanogr., v. 14, p. 1703-1711, 1984.
• DEAN, R. G.; HOUSTON, J. R. Recent sea level trends and accelerations: comparison of tide gauge and satellite results. Coastal Eng., v. 75, p. 4-9, 2013.
• DENNIS, K. C., SCHNACK, E. J., MOUZO, F. H.; ORONA, C. R. Sea-level rise and Argentina: potential impacts and consequences. J. Coastal Res., n. 14, sp. iss., p. 205-223, 1995.
• DOTTORI, M.; CASTRO, B. M. The response of the São Paulo Continental Shelf, Brazil, to synoptic winds. ocean Dyn., v. 59, n. 4, p. 603-614, 2009.
• HARARI, J.; FRANÇA, C. A. S.; CAMARGO, R. Variabilidade de longo termo de componentes de maré e do nível médio do mar na costa brasileira 2008. Disponível em: http://migre.me/3aOax. Acesso em: 10 jan. 2010.
• HEBERGER, M.; COOLEY, HERRERA, P.; GLEICK, P.H.; MOORE, E. The Impacts of sea-level rise on the California coast California: California Climate Change Center, 2009. 101 p. Disponível em: http://www.pacinst.org/wp-content/uploads/2013/02/report16.pdf Acesso em: 01 jul. 2012.
• KALNAY, E.; KANAMITSU, M.; KISTLER, R.;COLLINS, W.; DEAVEN, D.; GANDIN, L.; IREDELL, M.; SAHA, S.; WHITE, G.; WOOLLEN, J.; ZHU, Y.; LEETMAA, A.; REYNOLDS, R.; CHELLIAH, M.; EBISUZAKI, W.; HIGGINS, W.; JANOWIAK, J.; MO, K. C.; ROPELEWSKI, C.; WANG, J.; JENNE, R.; JOSEPH, D. The NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project. Bull. Am. Meteorol. Soc., v. 77, n. 3, p. 437-477, 1996.
• LANCZOS, C. Applied analysis. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1956. 539 p.
• LENTINI, C. A. D.; PODESTÁ, G. P.; CAMPOS, E. J. D.; OLSON, D. B. Sea surface temperature anomalies on the Western South Atlantic from 1982 to 1994. Cont. Shelf Res., v. 21, n.1, p. 89-112, 2001.
• MONTEIRO, C. A. F. A dinâmica climática e as chuvas no Estado de São Paulo: estudo geográfico sob a forma de atlas. São Paulo: Instituto de Geografia/USP, 1973. 130p.
• NEVES, C. F.; MUEHE, D. Vulnerabilidade, impactos e adaptação a mudanças do clima: a zona costeira. Parcerias Estratégicas, n.27, p. 217-297, 2008. [Mudança do clima no Brasil: vulnerabilidade, impactos e adaptação]. Disponível em: http://www.cgee.org.br/parcerias/p27.php Acesso em: 01 jun. 2009.
• SALLENGER JR., A. H.; DORAN, K. S.; HOWD, P. A. Hotspot of accelerated sea-level rise on the Atlantic coast of North America. Nature Climate Change, Vol. 2: 884 – 888. Disponível em http://www.nature.com/nclimate/journal/v2/n12/pdf/nclimate1597.pdf . Acesso em 03 mar 2013.
• SANT'ANNA NETO, J. L. Ritmo climático e a gênese das chuvas na Zona Costeira Paulista In: ENCUENTRO DE GEÓGRAFOS DE AMÉRICA LATINA, 3., Toluca, 1991. Memórias Tolua: Universid Nacional Autónoma de Mexico (UNAM), 1991. v.2, p.49-66.
• SANT'ANNA NETO, J. L. Tipologia dos sistemas naturais costeiros do Estado de São Paulo. Rev. Geogr., n. 12, p. 47-86, 1993.
• TRENBERTH, K. E. Signal versus noise in the Southern Oscillation. Mon. Weather Rev., v. 112, n. 2, p. 326-332, 1984.
• TRENBERTH, K. E. El Nino definition. CLIVAR Exch., v. 1, n. 3, p. 6-8, 1996. Disponível em: http://eprints.soton.ac.uk/19273/1/ex3.pdf Acesso em: 01 jul. 2009.
• TRENBERTH, K. E. The definition of El Nino. Bull. Am. Meteorol. Soc., v. 78, p. 2771-2777, 1997.

Publication Dates

• Publication in this collection
  14 Nov 2013
• Date of issue
  Sept 2013

History

• Received
  01 Nov 2012
• Accepted
  03 Sept 2013
• Reviewed
  25 Aug 2013