Modelagem da maré meteorológica utilizando redes neurais artificiais: uma aplicação para a Baía de Paranaguá-PR, parte 2: dados meteorológicos de reanálise do NCEP/NCAR

Abstract

A variabilidade do nível do mar observado e a maré meteorológica na Baía de Paranaguá-PR foram analisadas, neste trabalho, com os dados maregráficos utilizados na Parte 1 e os dados meteorológicos de reanálise do "National Centers for Environmental Prediction" (NCEP) e do "National Center Atmospheric Research" (NCAR) pontos de grade no oceano, próximos ao local de estudo, referentes ao mesmo período. As componentes de alta freqüência contidas nos dados de reanálise foram retiradas com o filtro passa-baixa de Thompson, descrito na Parte 1, adaptado para intervalos de 6 horas. Analisou-se as influências das variáveis meteorológicas mais remotas, nas sobre-elevações e abaixamentos do nível do mar observado, utilizando dados de reanálise de pressão e vento. Conforme descrito na Parte 1, as séries foram analisadas, estatisticamente, no domínio do tempo e da freqüência. A série maregráfica filtrada de Cananéia (SP), utilizada para verificar a existência de correlação com a série de Paranaguá, confirmou os estudos de Mesquita (1997) para o litoral Sudeste. Essa correlação foi verificada devido à proximidade da estação de Cananéia ao ponto de grade relativo à pressão. A Rede Neural Artificial (RNA) desenvolvida na Parte 1 foi, então, utilizada com os dados de reanálise, mantendo-se a mesma arquitetura de rede com as máximas correlações entre as variáveis de entrada e saída, ajustando-se os parâmetros de taxa de aprendizado e momento para alcançar o melhor desempenho. Os resultados obtidos com ambas as fontes de dados foram comparados e a eficiência da rede foi semelhante à Parte 1 para as simulações de 6h e 12 h. Para as simulações de 18h e 24h, os resultados foram inferiores como os encontrados para a estação de superfície, sugerindo também, o desenvolvimento de outras arquiteturas de rede, visando melhorar as previsões para períodos maiores. Os resultados obtidos com os dados de reanálise sugerem a sua utilização na falta de estações meteorológicas convencionais próximas a estações maregráficas.

Caracterização de eventos extremos do nível do mar em Santos e sua correspondência com as reanálises do modelo do NCEP no sudoeste do Atlântico Sul

“…Estes autores identificaram bandas de frequências energéticas entre 3 e 10 dias associadas às forçantes meteorológicas, assim como, padrões de propagação de distúrbios do nível médio do mar ao longo da costa sul-sudeste. Mais recentemente, Oliveira et. al.…”

Improvement of an Operational Forecasting System for Extreme Tidal Events in Santos Estuary (Brazil)

“…To compare the predicted and observed data, several statistical parameters were applied. The RMSE (Root Mean Square Error) calculates the absolute measure of the model deviation from data, being one of the most used error parameters to assess tidal model performance [29,30]:…”

Remote wind stress influence on mean sea level in a subtropical coastal region

“…The low-pass filter was used to obtain MSL in order to suppress the astronomical and inertial tidal components preserving the 'low' frequency signal (periods longer than three days) -a methodology similar to that used by Oliveira et al (2007). Thompson's (1983) low-pass filter allows its optimization by the user, who defines the main parameters of calculation, especially by imposing preselected cut-off frequencies.…”

“…Several Brazilian authors have applied the low-pass filter proposed by Thompson (1983): i) compared data from the Rio de Janeiro State Tide Gauge Network with meteorological data extracted from the global model of NCEP/NCAR; ii) Oliveira et al (2007) studied the effect of storm surges in Paranagua Bay (PR) and their effects on tidal records from Cananeia (SP); iii) compared Lanczos and Thompson filters' performances in the analysis of MSL variability in the coastal region of Cananeia, and iv) Oliveira et al (2009) analyzed the response of the coastal sea level to atmospheric phenomena through the use of wind and atmospheric pressure data based on the NCEP/NCAR model and tide gauge data from Cananeia (SP). The choice of the Thompson low-pass filter in this study is mainly to be explained as due to its better performance than that shown by Lanczos' results (COSTA;BERNARDES, 2010) and to its versatility in allowing the user to determine the frequencies to be attenuated in the filtering process.…”