PROJETOMetodologia, ferramentas e bases de dados 

para gestão de riscos às mudanças do clima em zonas costeiras: Uma proposta de aplicação para costa brasileiraUma proposta de aplicação para costa brasileira

PERIGOS:PERIGOS: VENTO, ONDAS, NÍVEL DO MAR

Melisa Menéndez ( menendezm@unican.es )

Novembro‐2015

PROJETOMetodologia, ferramentas e bases de dados 

para gestão de riscos às mudanças do clima em zonas costeiras: Uma proposta de aplicação para costa brasileiraUma proposta de aplicação para costa brasileira

PERIGOS:PERIGOS: 

NÍVEL DO MAR

Melisa Menéndez ( menendezm@unican.es )

Novembro‐2015

VIENTO Y VARIABLES ATMOSFÉRICAS:

‐ SeaWind (SWSW)

OLEAJE:

‐ Olas en el océano Global Ocean Waves (GOWGOW) Olas en costa Downscaled Ocean Waves (ROWROW)‐ Olas en costa Downscaled Ocean Waves (ROWROW)

NIVEL DEL MAR Y CORRIENTES:‐ Nivel Medio del Mar (MSL)  (GOST)

‐Marea astronómica (GOT) 

‐Marea meteorológica Global Ocean Surge (GOS)

Contribución a la sobre-elevación del nivel del mar total

SWLSWL

NIVEL MEDIO DEL MARNIVEL MEDIO DEL MAR ((décadasdécadas,, siglossiglos))NIVEL MEDIO DEL MAR NIVEL MEDIO DEL MAR ((décadasdécadas, , siglossiglos))MAREA ASTRONÓMICAMAREA ASTRONÓMICA ((díasdías, , anualesanuales, , décadasdécadas))MAREA METEOROLÓGICA MAREA METEOROLÓGICA ((horashoras) ) --> > + COMPONENTE OCEANOGRÁFICA + COMPONENTE OCEANOGRÁFICA

SWLSWL

Nivel Medio del Mar (MSL) 

n La superficie media del mar presenta variaciones de altura de un lugar a otro y a lo largo del  tiempo

Ni l M di d l M (MSL)Nivel Medio del Mar (MSL) 

Nivel Medio del Mar (MSL) 

Nivel Medio del Mar (MSL) 

•Base de datos Histórica

Nivel Medio del Mar (MSL) 

[Church & White, 2001]..

[Church White et al 2011]

•Periodo:[1950-2010 ]

•A partir de:M ó f [Church, White et al., 2011] - Mareógrafos

- Satélite

Nivel Medio del Mar (MSL) 

2010 20402010-2040 2040-2070

Tendencia media de SLR (mm/yr)

Nivel Medio del Mar (MSL) Proyecciones Regionales de MSL

[IPCC, AR5, 2013]. Ensemble mean regional relative sea level change (metres) evaluated from 21 CMIP5 models between 1986–2005 and 2081–2100.

Marea astronómica y  Marea meteorológica (GOST) 

Nivel del mar:

• marea astronómica determinista

• marea meteorológica dependiente de los gradientes de presión y la tensión

superficial del viento

Tarea:

Generación de una base de datos de nivel del mar de alta resolución espacial(~ 1km) y temporal (datos horarios) para el estado de Santa Catarina desde( ) y p ( ) p1979 a 2010 (GOST‐StaCatarina) 

Tensión superficial del viento (Smith, S. & Banke, E. 1975) y gradientes de

presión calculados a partir del reanálisis atmosférico de alta resolución generado

en el marco de este estudio (malla D02).

Modelo global de mareas TPXO (Egbert et al., 1994; Egbert y Erofeeva, 2002). Modeloinverso de mareas que asimila la información del nivel del mar derivada de las observacionesdel sensor TOPEX/Poseidon.

TPXO7.2 Ocho componentes armónicas primarias (M2, S2, N2, K2, K1, O1, P1, Q1), dosde largo periodo (Mf y Mm), y tres no lineales (M4, MS4, MN4).Los datos se proporcionan en una malla con cobertura global de 1440 x 721 puntos y con0.25º de resolución espacial.

Componente de marea M2 calculada con el modelo TPXO. http://volkov.oce.orst.edu/tides/global.html

Tipos de mareaTipos de marea

Componente Oceaográfica en Nivel del Mar

Corrientes de CFSR promediadas en vertical (m/s) para el día 5 de abril de 1997 a las 18:30h.Corrientes de CFSR promediadas en vertical (m/s) para el día 5 de abril de 1997 a las 18:30h.

GEBCO (global, 30’ de resolución)

&&Cartas náuticas

ROMS modelo de circulación oceánica que resuelvelas ecuaciones primitivas del océano (Shchepetkin y

Reynolds Averaged Navier Stoke equations with:

p ( p yMcWilliams 2005)

Reynolds Averaged Navier Stoke equations with:

‐ Hydrostatic pressure approximation (H/L <<1)

‐ Boussinesq assumption 

l l l h Split‐explicit time stepping algorithm

Sigma coordinate

Dominio malla  ROMS450 x 325 celdas

~ 0.9 km

Percentiles del 99.5% y 99.9% calculados a partir de los datos horarioscalculados a partir de los datos horarios (1979‐2010) para cada una de las 3 componentes: nivel, MA y MM

¿Cómo afectará el Cambio Climático en la Marea Meteorológica de una región/localización costera de Brasil ?

Proyecciones ClimáticasProyecciones Climáticas Regionales del Storm Surge

Historical storm surge data Historical atmospheric data Global Climate Modelsatmosphericdata

Statistical downscaling techniqueMultivariate linear regression

Projected storm surge changes

1 1 2 2( , ) ( , ) ( , ) ... ( , )k ki i i i i i i iSurge x t a b PC x t b PC x t b PC x t

where k is the number of PCs selected in a forward procedure from the d PCs that explained the 95% of the variance. ai,b1

i, b2i, …, bk

i are the coefficients obtained in the regression model

11 1

1 22 1 2

: ( ) ( )

: ( ) ( ) ( )d d

d d d

M Y t a b PC t

M Y t a b PC t b PC t

1

...

: ( )i

ii d i dM Y t a b PC t