Wave directional measurement in Patos Lagoon, RS, Brazil

Abstract

The wave climate characterization in coastal environments is essentially important to oceanography and coastal engineering professionals regarding coastal protection works. Thus, this study aims to determine the most frequent wave parameters (significant wave height, peak period and peak direction) in Patos Lagoon during the period of operation of a directional waverider buoy (from 01/27/2015 to 06/30/2015). The equipment was moored at approximately 14 km from the São Lourenço do Sul coast at the geographic coordinates of 31º29'06" S and 51º55'07" W, with local depth of six meters, registering significant wave height, peak period and peak direction time series. During the analyzed period, the greatest wave frequencies corresponded to short periods (between 2 and 3.5 seconds) and small values of significant wave heights (up to 0.6 meters), with east peak wave directions. The largest wave occurrences corresponded to east peak wave directions (33.3%); peak wave periods between 2.5 and 3 seconds (25.6%) and between 3 and 3.5 seconds (22.1%); and to significant wave heights of up to 0.3 meters (41.2%) and from 0.3 to 0.6 meters (38%). This research yielded unprecedented findings to Patos Lagoon by describing in detail the most occurring wave parameters during the analyzed period, establishing a consistent basis for several other studies that might still be conducted by the scientific community. RESUMOA caraterização do clima de ondas em ambientes costeiros representa fundamental importância para profissionais da oceanografia e da engenharia oceânica no que diz respeito a obras de proteção litorânea. Desta forma, este estudo tem por objetivo determinar os parâmetros de ondas (alturas significativas, períodos de pico e direções de pico) mais frequentes na Lagoa dos Patos durante o período de operação de um ondógrafo direcional (27/01/2015 a 30/06/2015). Fundeado a aproximadamente 14 km da costa de São Lourenço do Sul, no ponto de coordenadas 31º29'06"S e 51º55'07" W, com profundidade local de seis metros, o equipamento registrou séries temporais de alturas significativas, períodos de pico e direções de pico das ondas. Durante o período analisado, as maiores frequências de ondas corresponderam a curtos períodos (entre 2 e 3,5 segundos) e a pequenos valores de alturas significativas (até 0,6 metros), com direções de pico provenientes de leste. As maiores ocorrências de ondas corresponderam às direções de pico provenientes de leste (33,3%), aos períodos de pico entre 2,5 e 3 segundos (25,6%) e entre 3 e 3,5 segundos (22,1%), e às alturas significativas de até 0,3 metros (41,2%) e de 0,3 a 0,6 metros (38%). Esta pesquisa produziu resultados inéditos para a Lagoa dos Patos, descrevendo detalhadamente os parâmetros de ondas mais ocorrentes durante o período analisado, formando uma base consistente a diversos outros estudos que ainda poderão ser realizados pela comunidade científica. Palavras-chave:Ondas na Lagoa dos Patos; Ondógrafo; Clima ondulatório da Lagoa dos Patos.

Wave regime characterization in the northern sector of Patos Lagoon, Rio Grande do Sul, Brazil

“…The results showed that waves with heights up to 0.30 m represent 77.9 % of the data at point 1, 71.3 % at point 2, 69.7 % at point 3, 68.2 % at point 4 and 65.7 % at point 5. Such a feature was also identified in Lemke et al (2017), making explicit the increase in larger waves with increasing depth. Seibt et al (2013) measured waves on Lake Uberlingen at a depth of 2 m and found that 93 % of waves were less than 0.15 m. The characteristics of this lake imply a smaller wind fetch than Patos Lagoon, thus reducing wave height.…”

“…Specifically, in Patos Lagoon, some studies such as those of, Lemke et al (2017)and Lemke et al (2018) can be cited. Despite some recent studies published in Patos Lagoon, according to Fontoura et al (2015), until 2015, there were no records of detailed studies on the wave regime in Patos Lagoon, and studies in this area are scarce.…”

Morfodinâmica da foz do Arroio Carahá em laguna costeira micromaré (Lagoa dos Patos, sul do Brasil)

“…Dados de ondas de janeiro a junho de 2015 obtidos pelo ondógrafo direcional Waverider (pertencente à FURG por meio do projeto Rede Ondas), fundeado no ponto de coordenadas 412.749,08 m E e 6.516.280,54 m N, UTM 22S (Fig. 1C), local onde a profundidade é cerca de 6 m, correspondem às maiores frequências de Hs de até 0,3 m (41,2%) e de 0,3 m a 0,6 m (38%), Tp de 2,5 s a 3 s (25,6%) e de 3 s a 3,5 s (22,1%) e direção de pico (Dp) de E (33,3%) (Lemke et al, 2017a). Dados de ondas de agosto a dezembro de 2018 obtidos pelo segundo ondógrafo direcional adquirido pela FURG por meio do projeto Rede Ondas, fundeado no mesmo local, correspondem às maiores frequências de Hs de até 0,3 m (43,7%) e de 0,3 m a 0,6 m (36,6%), Tp de 3 s a 4 s (41%) e de 2 s a 3 s (37,9%) e Dp de ENE (Marinho et al, 2020).…”

Wave climate and power distribution around a rocky island: Alcatrazes, Brazil

“…Such datasets are extracted, reanalyzed, and used as input for local models, whose results are often compared with data from moored instruments for a shorter period of time to validate them (for example in wave energy studies around islands conducted by Stopa et al, 2013Stopa et al, , 2011. There are also those who use long data series extracted from monitoring systems for wave quantification and propagation to the coast with local models (e.g., Lemke et al, 2017;Ludka et al, 2019), even though, in general, it is more difficult to obtain long time series of measured data, as a consequence of the high costs and difficulties of keeping moored instruments in coastal areas for long periods.…”