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

Abstract

A B S T R A C TThe purpose of this study was to assess the relative influence of remote wind stress on mean sea level (MSL) variations in the coastal region of Cananeia (Sao Paulo State, Southern Brazil) during the period from 1/1/1955 to 12/31/1993. An optimized low-pass Thompson filter for the study area, and spectral analysis (cross spectrum, coherence and phase lag) of the relationship between the MSL and both parallel (T//) and perpendicular (T|) wind stress components were applied. These were extracted from four grid points of the NCEP/NCAR global model. The predominance of annual oscillations as those of greatest coherence and energy, of periods of approximately 341 days (frequency of 0.00293 cpd) and 410 days (frequency of 0.00244 cpd), respectively, were observed. Offshore NCEP/NCAR grid points were those with the highest coherence and energy throughout the study in relation to the observed MSL. This may be linked to the restriction of the NCEP/NCAR model as regards the inland limit. It is also concluded that remote wind stress may play an important role in several MSL time scales, including the annual ones. Based on criteria such as coherence and energy peaks, the wind stress component of greatest effect on MSL was the parallel one. R E S U M OO presente estudo tem por objetivo avaliar a influência relativa de tensão do vento remoto na variação do nível médio do mar (NMM) para a região costeira de Cananéia (SP) durante o período de 1/1/1955 a 31/12/1993. Foram aplicados um filtro de passa-baixa de Thompson (1983), otimizado para a região de Cananéia, além de análise espectral (espectro cruzado, coerência e defasagem) entre o NMM e as componentes paralela (T//) e perpendicular (T|) da tensão do vento. Estas foram extraídas de quatro pontos de grade do modelo global NCEP/NCAR. Observou-se a predominância das oscilações anuais como aquelas de maior coerência e energia, destacando-se os períodos de aproximadamente 341 dias (frequência de 0,00293 cpd) e 410 dias (frequência de 0,00244 cpd), respectivamente. As maiores coerências e energia em todo estudo foram encontradas nos pontos mais distantes da costa. Este fato pode estar associado às restrições do modelo NCEP/NCAR em representar os limites continentais. Conclui-se também que a tensão do vento remoto pode ter um papel importante em várias escalas temporais do NMM, incluindo a escala anual. A partir dos valores de coerência e picos energéticos, a componente paralela da tensão do vento foi a que mostrou ser mais influente no NMM da região estudada.