Numerical modeling of the response of Ceará continental shelf waters to wind stress forcing

Abstract

Ceará shelf waters response to steady and transicnt wind forcing, from Ponta Cajuais (04°42'S, 37°19.5'W) to Ponta de Itapagé (02°50.5'S, 40000'W), was studied using a hydrodynamic numerical model. The finitc difference model was based upon the equations for a barotropic ocean in general form: advective and quadratic surface and bottom stress terms were included. Seasonal differences in the shelf waters response were characterized by simulation of summer and winter forcing. Such experiments wcre conducted for both f and equatorial beta plane domains, without significative differences in the results. Transient shelf waters response were investigated using surface winds from the Fortaleza airport , during the period extending from 14/03 to 25/03n9. Model results were compared to current data collected during the same period; modeled currents were able to roughly describe observed current pattem, but not current intensity.

Circulação e massas de água na plataforma continental leste do Ceará: modelagem numérica e observações

“…Em regiões em que a PC tem largura média, como ao largo do Rio Jaguaribe (CE), as oscilações do nível do mar e as correntes na banda maregráfica podem apresentar-se como co-oscilações do oceano profundo. Istoé, a maior parte da energia fica com as ondas excitadas na região costeira pelas oscilações globais de oceano profundo, sendo a comunicação estabelecida através do talude e da quebra da PC (Castro, 1996). Assim como observado no restante da PC brasileira, a constituinte M2 da maré na PCCEé a dominante nas oscilações maregráficas do nível do mar, seguida pelas constituintes S2, K1 e O1.…”

“…Segundo Castro (1996) as amplitudes são máximas (0,9 m) na região do talude nortenordeste do Brasil (Figura 1.10), diminuindo em direção ao sul. Podemos observar na Figura 1.11 que a onda de M2 se propaga de leste para oeste na plataforma continental nordeste e norte.…”

“…Dependendo da relação entre a topografia e a largura da região, a intensidade, direção e a persistência da tensão de cisalhamento do vento, as correntes geradas por estas forçantes podem ser mais ou menos energéticas. Em geral, na PC este tipo de corrente ocorre paralelamenteàs isóbatas, mantendo o balanço geostrófico na direção normalà costa (Castro, 1996).…”

“…Adicionalmente, o cenário experimental gerado pelo modelo numérico mostra que as elevações e correntes tendem a ser mais intensas nas proximidades da costa, decaindo exponencialmente ao se distanciar desta, de acordo com a trajetória do jato costeiro (Csanady, 1982). Figura 1.10: Amplitude, em cm, da constituinte M2 da maré mapeada por Castro (1996) (Silva e Alvarenga, 1994).…”

“…Seguindo o proposto por Castro (1996) A presença desta feição de mesoescala foi observada por vários autores (Silveira, 1990;Goni e Johns, 2001;Krelling, 2010) Em uma analogia com o estuário do rio Amazonas, resguardando as devidas proporções do volume fluvial aportado na PCI, (Curtin, 1986;Curtin e Legeckis, 1986;Limebuerner e Beardsley, 1991;Linhares, 1995;Silva et al, 2005), estudaram a resposta da plataforma continental a intrusão de massas deáguas continentais e oceânicas. Linhares (1995) e Silva et al (2005) O comportamento das frentes e a disposição das massas deágua sobre a plataforma continental leste do estado do Ceará,é similar ao comportamento descrito por Miranda (1982), Silva (1995), Castro (1996), Amor (2004) Csanady (1982).…”