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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ – UNIVALI
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR – CTTMar
CURSO DE OCEANOGRAFIA
ANÁLISE DOS PARÂMETROS METEOROLÓGICOS E
OCEANOGRÁFICOS DOS EVENTOS DE RESSACA,
OCORRIDOS ENTRE JANEIRO DE 2001 À DEZEMBRO DE
2010, NO ESTADO DE SANTA CATARINA
JAQUELINE KRUEGER
Itajaí
2011
ii
UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ – UNIVALI
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR – CTTMar
CURSO DE OCEANOGRAFIA
ANÁLISE DOS PARÂMETROS METEOROLÓGICOS E
OCEANOGRÁFICOS DOS EVENTOS DE RESSACA,
OCORRIDOS ENTRE JANEIRO DE 2001 À DEZEMBRO DE
2010, NO ESTADO DE SANTA CATARINA
JAQUELINE KRUEGER
Monografia apresentada como parte dos
requisitos para obtenção do grau de Bacharel
em Oceanografia da Universidade do Vale do
Itajaí.
Orientador: Rafael Sangoi Araujo
Itajaí
2011
iii
DEDICATÓRIA
Aos meus pais Dolores e Ilfons, pelo apoio em mais uma etapa
de minha vida, dedico.
iv
AGRADECIMENTOS
Agradeço a minha família pelo amor, pela força e palavras de incentivo que me
ofertaram durante estes cinco anos de realizações e descobertas.
Ao meu amigo, companheiro e confidente Marcos. Pelo apoio e paciência em me
ouvir, mesmo quando não entendia nada do que eu estava falando, e por me aturar nas
“pouquíssimas” vezes que chorei ao longo desta caminhada.
Agradeço a meus orientadores Antônio Klein e Rafael Araujo, por todo o aprendizado,
incentivo e oportunidades proporcionadas no decorrer do projeto.
Aos amigos, aqueles que desde o início do curso, unidos passamos por tantas
batalhas; e aqueles que surgiram no meio do caminho e hoje se tornaram pessoas
especiais.
Ao pessoal do LOG, que dentre os que foram e vieram tantas histórias deixaram.
Também aos colegas do GEOPROC, em especial ao Marquinhos pela companhia nas idas
e vindas até Floripa.
Aos jornais A Notícia, Diário Catarinense e Jornal de Santa Catarina, assim como a
Defesa Civil do Estado, por permitirem e auxiliarem nas pesquisas de seus arquivos e assim
tornarem possível a execução deste trabalho.
À Coastal Planning & Engineering do Brasil, por ceder os dados de ondas
provenientes do WW3.
Por fim agradeço a Associação Atlantis de Desenvolvimento a Ciência, pelo
financiamento do projeto.
v
SUMÁRIO
DEDICATÓRIA ...................................................................................................................... iii
AGRADECIMENTOS ............................................................................................................ iv
LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................. vii
LISTA DE TABELAS ............................................................................................................. xi
LISTA DE SÍMBOLOS .......................................................................................................... xii
RESUMO ............................................................................................................................. xiii
1. INTRODUÇÃO.............................................................................................................. 14
2. OBJETIVOS ................................................................................................................. 15
2.1 Objetivo geral ........................................................................................................ 15
2.2 Objetivos específicos ............................................................................................. 15
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .................................................................................... 15
3.1 Desastres Naturais ..................................................................................................... 15
3.1.1 Ressacas ............................................................................................................. 16
3.2 Circulação atmosférica geral ...................................................................................... 17
3.3 Origem atmosférica das ressacas .............................................................................. 18
3.3.1 Frentes frias e ciclones extratropicais ...................................................................... 18
3.3.1.1 Trajetória dos ciclones extratropicais ................................................................ 20
3.5 Ventos ........................................................................................................................ 21
3.6 Ondas ........................................................................................................................ 21
3.7 Maré ........................................................................................................................... 22
3.7.1 Maré astronômica ................................................................................................ 22
3.7.2 Maré meteorológica ............................................................................................. 23
4. ÁREA DE ESTUDO ......................................................................................................... 24
5. MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................ 26
5.1 Levantamento das ressacas ....................................................................................... 26
5.2 Análise Meteorológica ................................................................................................ 27
5.2.1 Dados de Reanálise NCEP/NCAR ....................................................................... 27
5.2.2 Análise sinótica .................................................................................................... 29
5.3 Análise Oceanográfica ............................................................................................... 29
5.3.1 Ondas .................................................................................................................. 29
5.3.2 Maré .................................................................................................................... 29
5.4 Estatística ................................................................................................................... 30
6. Resultados e Discussão ............................................................................................... 31
vi
6.1 Análise Geral .............................................................................................................. 31
6.2 Análise Temporal ....................................................................................................... 42
6.3 Análise Regional ........................................................................................................ 52
6.4 Trajetória de ciclones ................................................................................................. 58
7. Conclusão ..................................................................................................................... 71
8. SugestÕes ................................................................................................................ 72
9. Referências .................................................................................................................. 73
vii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Modelo de circulação atmosférica geral proposto por C. G. Rossby.
(Fonte: <http://testeventos1.blogspot.com/>) ....................................................................... 18
Figura 2: Figura esquemática demonstrando a chegada de uma frente fria.
(Fonte: <http://www.tiosam.org/enciclopedia/index.asp?q=Frentes_frias>) .......................... 19
Figura 3: Esquema da evolução de um ciclone extra-tropical (B), indicando-se o ar frio (F) e
quente (Q). (Fonte: VAREJAO E SILVA, 2001).................................................................... 20
Figura 4: Imagem demonstrando a posição dos centros de alta (A) e baixa (B) pressão numa
situação de maré meteorológica positiva. (Fonte: PARISE, 2007) ....................................... 23
Figura 5: Localização da área de estudo que compreende todo o litoral catarinense........... 24
Figura 6: Componente astronômica (linha azul) e meteorológica (linha vermelha) da maré;
em destaque as ocasiões em que a soma das duas componentes supera os 80 cm.
(Fonte: TRUCOLLO, 1998) .................................................................................................. 25
Figura 7: Fluxograma representativo da metodologia do projeto. ......................................... 26
Figura 8: Localização dos três pontos de extração dos dados de Reanálise – Norte, Centro e
Sul; e do marégrafo de Imbituba. ......................................................................................... 28
Figura 9: Frequência de ressacas, por município, em Santa Catarina (2001-2010). ............ 32
Figura 10: Gráfico anual das ressacas ocorridas em Santa Catarina, entre 2001 e 2010. A
linha vermelha indica a média anual. ................................................................................... 33
Figura 11: Frequência mensal das ressacas ocorridas em Santa Catarina, entre 2001 e 2010
............................................................................................................................................ 34
Figura 12: Erosão provocada pelas ressacas na capital Florianópolis (a) e (b), em Balneário
Camboriú (c), e em Balneário Barra Velha (d). (Fonte: Jornal de Santa Catarina e Diário
Catarinense) ........................................................................................................................ 35
Figura 13: Frequência do nível máximo de maré observada atingida durante os eventos de
ressaca no Estado de Santa Catarina, entre 2001 e 2010. .................................................. 37
Figura 14: Frequência das marés de quadratura; sizígia; e sizígia mais perigeu; durante os
eventos de ressaca no Estado de Santa Catarina, entre 2001 e 2010. ................................ 37
Figura 15: Rosa dos ventos dos episódios de ressaca ocorridos em Santa Catarina
no período de 2001 à 2010. ................................................................................................. 38
viii
Figura 16: Rosas direcionais de Hs (à esquerda) e Tp (à direita) dos episódios de ressaca
ocorridos em Santa Catarina no período de 2001 à 2010. ................................................... 39
Figura 17: Frequência das alturas de onda máximas atingidas durante os eventos de
ressaca no Estado de Santa Catarina, entre 2001 e 2010. .................................................. 39
Figura 18: Pressão; velocidade e direção de ventos no período de um mês.
A linha vermelha indica a ocorrência de um evento de ressaca. .......................................... 40
Figura 19: Hs, Tp e direção de odas no período de um mês.
A linha vermelha indica a ocorrência de um evento de ressaca. .......................................... 41
Figura 20: Registro de maré pelo período de um mês, a linha azul indica a maré astronômica
e a verde a maré meteorológica. A linha vermelha indica a ocorrência de um evento de
ressaca. ............................................................................................................................... 42
Figura 21: Frequência dos eventos de ressaca ocorridos em Santa Catarina, no período de
2001 à 2010, nas quatro estações do ano. .......................................................................... 42
Figura 22: Médias das velocidades de ventos, e intervalos de confiança de 95%, dos
eventos de ressaca nas quatro estações do ano: Verão, Outono, Inverno e Primavera, no
período de 2001 à 2010 ....................................................................................................... 43
Figura 23: Rosas dos ventos dos eventos de ressaca nas quatro estações do ano:
Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001 à 2010. ...................................... 44
Figura 24: Médias das alturas significativas de onda, e intervalos de confiança de 95%, dos
eventos de ressaca nas quatro estações do ano: Verão, Outono, Inverno e Primavera, no
período de 2001 à 2010 ....................................................................................................... 45
Figura 25: Rosas direcionais da Hs dos eventos de ressaca nas quatro estações do ano:
Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001 à 2010. ...................................... 46
Figura 26: Histrogramas de Hs dos eventos de ressaca nas quatro estações do ano:
Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001 à 2010. ...................................... 47
Figura 27: Médias dos períodos de onda, e intervalos de confiança de 95%, dos eventos de
ressaca nas quatro estações do ano: Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de
2001 à 2010. ........................................................................................................................ 48
Figura 28: Rosas direcionais de Tp dos eventos de ressaca nas quatro estações do ano:
Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001 à 2010. ...................................... 49
ix
Figura 29: Médias dos picos das marés observada, meteorológica e astronômica, e
intervalos de confiança de 95%, dos eventos de ressaca nas quatro estações do ano: Verão,
Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001 à 2010. .................................................. 50
Figura 30: Frequência de eventos de ressaca com marés observadas superiores a 0,6 m e
0,8 m nas quatro estações do ano: Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001
à 2010. ................................................................................................................................ 50
Figura 31: Frequência dos eventos de ressaca ocorridos em Santa Catarina, no período de
2001 à 2010, nas três regiões do Estado. ............................................................................ 52
Figura 32: Médias das velocidades de ventos, e intervalos de confiança de 95%, dos
eventos de ressaca nas três regiões do Estado: Norte, Centro e Sul, no período de 2001 à
2010. ................................................................................................................................... 53
Figura 33: Rosas dos ventos dos eventos de ressaca nas três regiões do Estado: Norte,
Centro e Sul, no período de 2001 à 2010. ........................................................................... 54
Figura 34: Médias da altura de onda significativa, e intervalos de confiança de 95%, dos
eventos de ressaca nas três regiões do Estado: Norte, Centro e Sul, no período de 2001 à
2010. ................................................................................................................................... 54
Figura 35: Rosas dos direcionais de Hs dos eventos de ressaca nas três regiões do Estado:
Norte, Centro e Sul, no período de 2001 à 2010. ................................................................. 55
Figura 36: Histogramas de Hs dos eventos de ressaca nas três regiões do Estado:
Norte, Centro e Sul, no período de 2001 à 2010. ................................................................. 55
Figura 37: Médias de período de pico, e intervalos de confiança de 95%, dos eventos de
ressaca nas três regiões do Estado: Norte, Centro e Sul, no período de 2001 à 2010......... 56
Figura 38: Rosas dos direcionais de Hs dos eventos de ressaca nas três regiões do Estado:
Norte, Centro e Sul, no período de 2001 à 2010. ................................................................. 57
Figura 39: Frequência dos eventos de ressaca ocorridos em Santa Catarina, no período de
2001 à 2010, nos quatro padrões de trajetórias de ciclones. ............................................... 58
Figura 40: Trajetória de ciclone extratropical da América do Sul denominado como Padrão I.
Alinha vermelha indica a trajetória do centro de alta e a azul do centro de baixa pressão. .. 59
Figura 41: Trajetória de ciclone extratropical da América do Sul denominado como Padrão II.
Alinha vermelha indica a trajetória do centro de alta e a azul do centro de baixa pressão. .. 59
x
Figura 42: Trajetória de ciclone extratropical da América do Sul denominado como Padrão
III. Alinha vermelha indica a trajetória do centro de alta e a azul do centro de baixa pressão.
............................................................................................................................................ 60
Figura 43: Trajetória de ciclone extratropical da América do Sul denominado como Padrão
IV. Alinha vermelha indica a trajetória do centro de alta pressão. ........................................ 60
Figura 44: Exceções de situações sinóticas responsáveis por gerar eventos de ressaca.
Alinha vermelha indica a trajetória do centro de alta e a azul do centro de baixa pressão. .. 61
Figura 45: Médias das velocidades de ventos, e intervalos de confiança de 95%, dos
eventos de ressaca nos três padrões de trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010.62
Figura 46: Rosas dos ventos dos eventos de ressaca nos quatro padrões de trajetória de
ciclones, no período de 2001 à 2010. .................................................................................. 63
Figura 47: Médias das alturas significativas de onda, e intervalos de confiança de 95%, dos
eventos de ressaca nos três padrões de trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010.64
Figura 48: Rosas direcionais de Hs dos eventos de ressaca nos quatro padrões
de trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010. .......................................................... 65
Figura 49: Histogramas de Hs dos eventos de ressaca nos quatro padrões de trajetória de
ciclones, no período de 2001 à 2010. .................................................................................. 66
Figura 50: Médias das alturas significativas de onda, e intervalos de confiança de 95%, dos
eventos de ressaca nos três padrões de trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010,
no período de 2001 à 2010. ................................................................................................. 67
Figura 51: Rosas direcionais de Tp dos eventos de ressaca nos quatro padrões de
trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010. ............................................................... 68
Figura 52: Médias dos picos das marés observada, meteorológica e astronômica, e
intervalos de confiança de 95%, dos eventos de ressaca nos quatro padrões de trajetória de
ciclones, no período de 2001 à 2010. .................................................................................. 69
Figura 53: Frequência de eventos de ressaca com marés observadas superiores a 0,6 m e
0,8 m nos quatro padrões de trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010. ................. 69
xi
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Média, média das máximas e valores máximos dos parâmetros meteorológicos e
oceanográficos dos eventos de ressaca ocorridos em Santa Catarina, entre 2001 e 2010. . 36
Tabela 2: Médias das máximas, e desvios padrões, dos fatores meteorológicos e
oceanográficos dos de eventos de ressaca nas quatro estações do ano: Verão, Outono,
Inverno e Primavera............................................................................................................. 51
Tabela 3: Médias das máximas, e desvios padrões, dos fatores meteorológicos e
oceanográficos dos de eventos de ressaca nas três regiões do Estado: Norte, Centro e Sul.
............................................................................................................................................ 57
Tabela 4: Médias das máximas, e desvios padrões, dos fatores meteorológicos e
oceanográficos dos de eventos de ressaca nos quatro padrões de trajetória de ciclones. ... 70
xii
LISTA DE SÍMBOLOS
Hs........Altura Significativa de Onda
Tp........Período de Pico
xiii
RESUMO
O litoral do Estado de Santa Catarina continuamente sofre com prejuízos ocasionados por eventos de ressacas. O objetivo deste trabalho é analisar as condições meteorológicas e oceanográficas presentes nos eventos de ressaca registrados em Santa Catarina, no período de Janeiro de 2001 à Dezembro de 2010. As datas e os locais atingidos foram pesquisados nos registros da Defesa Civil e em jornais estaduais. Para a análise dos parâmetros de cada evento foram utilizados dados de vento de Reanálise II, de ondas provenientes do modelo WaveWatch III, bem como registros de maré obtidas através do marégrafo de Imbituba. Em seguida os eventos de ressaca foram analisados de três formas: regionalmente – Norte, Centro e Sul; temporalmente – Verão, Outono, Inverno e Primavera; e de acordo com o padrão de trajetória do ciclone responsável pela tempestade – Padrões I, II, III e IV. Ao longo dos dez anos estudados foi observado um total de 60 episódios de ressacas no Estado de Santa Catarina. O mês de Maio foi o de maior incidência destes eventos devido ao maior número de ciclogêneses deste período. Os municípios mais atingidos foram Florianópolis, Balneário Camboriú, Balnerário Barra do Sul e Balneário Barra Velha, cidades com intensa ocupação da região costeira. As estações de Outono e Inverno além de serem aquelas de maior ocorrência de ressacas, também apresentam as maiores alturas significativas de onda e os mais elevados níveis de maré. A análise espacial demonstra que o Norte catarinense é a região com maior número de registros de ressacas, seguida do Centro e do Sul do Estado. Contudo as maiores alturas significativas ocorrem nas regiões central e Sul. Dos eventos analisados 90% tem sua origem relacionada a um dos seguintes padrões de trajetórias de ciclones: Padrão I: Ciclogênese ao sul da costa da Argentina com deslocamento para leste e trajetória limitada entre as latitudes de 47,5ºS e 57,5ºS; Padrão II: Ciclogênese ao sul da costa do Uruguai com deslocamento para leste e trajetória limitada entre as latitudes de 35ºS e 42,5ºS; Padrão III Ciclogênese ao sul da costa do Uruguai com deslocamento para sudeste e trajetória limitada entre as latitudes de 35ºS e 57,5ºS; Padrão IV: Centro de alta pressão gerando ventos de leste. O Padrão III foi o mais representativo dentre os eventos analisados, sendo responsável por 34% dos episódios. Os Padrões II e IV demonstraram causar ressacas com maiores alturas significativas de onda devido ao maior tempo de atuação do ciclone próximo à região costeira. Já os maiores níveis de maré meteorológica foram observados nos casos do Padrão I, que possui maior pista de atuação de vento S devido ao posicionamento do ciclone estar mais distante da costa catarinense.
Palavras-chave: evento extremo, litoral catarinense, ciclone-extratropical.
14
1. INTRODUÇÃO
Desde os primórdios da civilização o litoral é uma região amplamente ocupada
devido aos seus diversos atrativos, como beleza cênica, clima ameno, esporte, lazer,
atividades econômicas, facilidade de transporte e pela presença de inúmeros recursos
naturais. Segundo Rodrigues (2003) a faixa litorânea brasileira concentra quase 25% da
população; já em Santa Catarina, de acordo com os dados do Censo 2010 (IBGE), os
municípios litorâneos abrigam em torno de 36% da população estadual.
O crescente avanço da urbanização, além de causar impactos significativos nos
diversos ambientes litorâneos, coloca em risco a população residente devido à dinâmica dos
processos costeiros que atuam na modificação e evolução das feições de relevo (SIMÓ e
HORN FILHO, 2004).
Em todo o planeta frequentemente são noticiados desastres naturais ocorridos em
regiões costeiras, como por exemplo, os furacões, tufões e tsunamis, que atingem
principalmente a América do Norte e Ásia. Já no Sul e Sudeste do Brasil o fenômeno de
intensa agitação marítima, porém de menor intensidade, responsável por causar danos e
destruições às áreas litorâneas é conhecido como ressaca.
Inundações litorâneas em locais de baixa declividade, e erosão costeira,
consequências típicas das ressacas, podem ocasionar danos a bens públicos e/ou privados.
Além disso, atividades de grande importância econômica no Estado, como a pesca e o
turismo, são diretamente afetadas devido a forte agitação marítima durante estes episódios.
Em agosto de 2005, uma forte ressaca que atingiu nove municípios localizados no
Centro e Norte de Santa Catarina, este evento foi responsável por prejuízos de
aproximadamente seis milhões de reais aos maricultores da região e deixou dois municípios
em Estado de Calamidade Pública e um em Situação de Emergência. Em 2010, uma
sequência de ressacas ocorridas entre os meses de abril e maio atingiram, principalmente,
a capital catarinense, levando esta a decretar Situação de Emergência. A força do mar
danificou cerca de 70 casas e resultou em 1.803 pessoas afetadas e 21 desalojadas.
Tendo em vista a magnitude dos problemas socioeconômicos ocasionados pelas
ressacas em Santa Catarina, e com o intuito de servir como suporte para trabalhos futuros
que visem alertar e mitigar os danos ocasionados por estas, este trabalho propõe uma
análise dos fatores meteorológicos e oceanográficos associados a formação destes eventos,
bem como a verificação das áreas mais susceptíveis a ressacas no Estado.
15
2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo geral
Analisar as condições meteorológicas e oceanográficas presentes nos eventos de
ressaca ocorridos no litoral de Santa Catarina, no período de Janeiro de 2001 à Dezembro
de 2010.
2.2 Objetivos específicos
Realizar um levantamento das ressacas registradas no Estado de Santa Catarina;
Mapear os locais mais atingidos no Estado durante estes eventos;
Analisar os parâmetros meteorológicos de ventos, assim como as condições
oceanográficas de maré e ondas durante os episódios;
Verificar a situação sinótica presente nos eventos, traçando a trajetória dos centros
de alta e baixa pressão atuantes.
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1 Desastres Naturais
De acordo com o glossário da Defesa Civil: desastre é o resultado de eventos
adversos, naturais ou provocados pelo homem, sobre um ecossistema (vulnerável),
causando danos humanos, materiais e/ou ambientais e consequentes prejuízos econômicos
e sociais. A intensidade de um desastre depende da interação entre a magnitude do evento
adverso e o grau de vulnerabilidade do sistema receptor afetado (CASTRO, 1998).
Os desastres são normalmente súbitos e inesperados, de uma gravidade e
magnitude capaz de produzir danos e prejuízos diversos, resultando em mortos e feridos
(KOBYIAMA et al., 2006). Segundo Castro (1999), estes podem ser classificados com base
em três fatores:
a) Intensidade
Baseia-se na relação entre a necessidade de recursos para o restabelecimento da
situação de normalidade e a disponibilidade desses recursos na área afetada pelo desastre,
sendo divididos em quatro níveis: I, II, III e IV, sendo I de menor intensidade e IV o mais
intenso.
16
b) Evolução
São separados em desastres súbitos, que se caracterizam pela rápida velocidade
com que o processo evolui; desastres graduais que evoluem em etapas de agravamento
progressivo; e desastres de somação de efeitos parciais, caracterizados pela ocorrência de
numerosos acidentes semelhantes, cujos impactos, quando somados, definem um desastre
de grande proporção.
c) Origem
Também divididos em três tipos: Naturais, provocados por fenômenos naturais
extremos que independem da ação humana; Humanos, causados pela ação ou omissão
humana; e os desastres mistos associados às ações ou omissões humanas, que contribuem
para intensificar, complicar ou agravar os desastres naturais.
3.1.1 Ressacas
O termo ressaca ou maré de tempestade (storm wave), ou ainda, de acordo com a
Defesa Civil, Inundação Causada pela Brusca Invasão da Água do Mar, representa o
fenômeno onde ocorre a sobre-elevação do nível do mar, normalmente ocasionada devido a
uma maré meteorológica (storm surge), coincidindo com a ocorrência de ondas maiores que
o normal (BITENCOURT et al., 2002; KOBYIAMA et al., 2006). Em geral, o fenômeno é mais
intenso quanto maior for a pista (extensão da superfície aquosa sobre a qual há atuação do
vento), a duração e a intensidade do vento (RUDORFF et al., 2006). Dolan e Davis (1994)
considera as ressacas como um dos maiores perigos naturais do mundo.
Segundo a classificação de Castro (1999), os eventos de ressaca podem ser
classificadas dentro dos quatro níveis de intensidade propostos pelo autor, sendo que este é
um fator muito específico de cada episódio e deve ser analisado caso a caso. Quanto à
evolução, as ressacas enquadram-se dentro dos desastres graduais, porém o tempo de
evolução de cada ressaca também é algo específico, podendo ser mais rápido em certos
casos e mais lento em outros. Já com a relação à origem a ressaca pode ser natural ou
mista, uma vez que os estragos ocasionados pela força do mar podem ser mais severos
devido a construção e/ou remoção de estruturas feitas pelo homem em locais inadequados,
como por exemplo, a remoção de dunas ou a construção de casas a beira-mar.
Diversos estudos como os realizados por Calliari et al. (2001), Barletta e Calliari
(2002), Bitencourt et al. (2002), Camargo e Campos (2006), Simó e Horn Filho (2004), Melo
Filho et al. (2006), Rudorff et al. (2006) e Parise et al. (2009) demonstram a susceptibilidade
das regiões Sul e Sudeste do Brasil à força destes eventos extremos, principalmente
durante as estações de Outono e Inverno. Porém, em sua maioria, as publicações citadas
17
oferecem estudos de caso referentes a episódios isolados ocorridos no Sul e Sudeste
brasileiro. Infelizmente, ainda são poucos os trabalhos que analisem os fatores
meteorológicos e oceanográficos de uma série temporal significativa de ressacas em uma
grande região.
3.2 Circulação atmosférica geral
Segundo Nimer (1989), a circulação geral da atmosfera resulta do aquecimento
diferencial do globo pela radiação solar, da distribuição assimétrica de oceanos e
continentes e pelas características topográficas sobre os continentes. Os padrões de
circulação gerados na atmosfera redistribuem calor, umidade e momentum por todo o globo.
A diferença de temperatura ao redor do globo terrestre resulta em gradientes de
pressão responsáveis pela movimentação do ar, que ocorre sempre das altas para as
baixas pressões. A direção deste deslocamento ocorre em função da rotação da Terra
(Força de Coriolis) sendo para a esquerda no Hemisfério Sul e para a direita no Hemisfério
Norte.
De acordo com o modelo proposto por C. G. Rossby (1941) admite-se que a pressão
na superfície do globo se distribui zonalmente, ao longo dos paralelos, havendo faixas
alternadas de baixas e altas pressões, aproximadamente simétricas em relação ao equador
térmico. Associadas a esta distribuição de pressão, existem três células convectivas de
circulação meridional em ambos os hemisférios. Estas três células são a célula tropical
(também denominada de célula de Hadley), a célula das latitudes médias (célula de Ferrel) e
a célula polar (VAREJÃO-SILVA, 2001) (Figura 1).
18
Figura 1: Modelo de circulação atmosférica geral proposto por C. G. Rossby. (Fonte: <http://testeventos1.blogspot.com/>)
O clima de cada região ainda é afetado devido a sistemas de menor escala, como
ciclones (baixa pressão) e anticiclones (alta pressão), massas de ar e zonas de
convergência. Outros fenômenos de média escala como o El Niño a La Niña também afetam
significativamente o clima de grande parte do planeta.
3.3 Origem atmosférica das ressacas
De acordo com Benavente et al. (2006), são três os fatores responsáveis pela origem
das ressacas: ventos, que sopram do mar em direção a terra empilhando água na região
costeira; sistemas atmosféricos de baixa pressão, que acarretam numa elevação local do
nível do mar, em um efeito de barômetro inverso; e o aumento da altura da arrebentação
das ondas na praia, que resulta também no aumento do nível da água na zona de surfe
(wave setup), atingindo áreas mais interiores que as ondas normais, devido a transferência
da zona de arrebentação em direção à costa.
Em Santa Catarina estes três fatores, que resultam em episódios de ressaca, podem
ocorrer devido a passagem de ciclones extratropicais e de fortes frentes frias (KOBYIAMA,
2006; NUNES, 2007).
3.3.1 Frentes frias e ciclones extratropicais
Quando duas massas de ar de densidades diferentes tornam-se vizinhas, tendem a
se manter individualizadas, como fluidos não miscíveis e, portanto, conservam
características particulares (VAREJÃO-SILVA, 2001). A zona de transição entre estas duas
massas de ar é denominada de frente.
19
Quando uma massa de ar frio avança sob uma massa de ar quente, é chamada de
frente fria. Como o ar frio é mais denso, ele desloca o ar quente para cima, gerando
instabilidades que propiciam a ocorrência de chuvas e tempestades (Figura 2).
A convergência de duas massas de ar, uma quente e outra fria, caracteriza a
formação de um núcleo ciclônico que proporciona a formação de sistemas de baixas
pressão, chamados de ciclones (VAREJÃO-SILVA, 2001). Estes sistemas se propagam ao
longo da Zona de Convergência Extra-tropical e possuem circulação de sentido horário, no
Hemisfério Sul.
Figura 2: Figura esquemática demonstrando a chegada de uma frente fria. (Fonte: <http://www.tiosam.org/enciclopedia/index.asp?q=Frentes_frias>)
Os ciclones são chamados de extratropicais quando a ciclogênese (formação e/ou
intensificação do ciclone) ocorre em locais fora da região tropical. Segundo Varejão- Silva
(2001) os ciclones extratropicais apresentam quatro estágios de desenvolvimento (Figura 3):
Estágio de onda: as nuvens constituem um conglomerado único, de forma
arredondada (1,2,3);
Estágio de oclusão: o sistema nebuloso assume o aspecto de uma vírgula
invertida (4);
Estágio de maturação: se verifica a maior intensidade do centro de baixa
pressão e a eliminação total do ar quente à superfície (5);
Estágio de dissipação: caracterizado pelo progressivo desaparecimento do
sistema de nuvens, restando apenas um turbilhão que enfraquece (6,7,8).
20
Figura 3: Esquema da evolução de um ciclone extra-tropical (B), indicando-se o ar frio (F) e quente (Q). (Fonte: VAREJAO E SILVA, 2001)
3.3.1.1 Trajetória dos ciclones extratropicais
Parise et al. (2009) analisaram a trajetória dos ciclones extratropicais responsáveis
pela ocorrência de marés meteorológicas no Sul do Brasil e identificou três padrões de
trajetória. Em um estudo semelhante Machado et al. (2010), encontraram um quarto padrão
responsável por eventos extremos no Sul do Brasil, além dos três padrões já identificados.
São eles:
1. PADRÃO I: Ciclogênese ao sul da costa da Argentina com deslocamento para leste
e trajetória limitada entre as latitudes de 47,5ºS e 57,5ºS.
2. PADRÃO II: Ciclogênese ao sul da costa do Uruguai com deslocamento para
leste e trajetória limitada entre as latitudes de 35ºS e 42,5ºS.
3. PADRÃO III: Ciclogênese ao sul da costa do Uruguai com deslocamento
para sudeste e trajetória limitada entre as latitudes de 35ºS e 57,5ºS.
4. PADRÃO IV: Centro de alta pressão gerando ventos de leste.
21
Segundo IAPAR (1978) apud Nemes (2011) dependendo da trajetória dos centros de
pressão, a agitação marítima pode refletir-se na costa sul brasileira ou não, sendo que a
intensidade de tal agitação está diretamente relacionada com a referida trajetória e a
proporção de tal fenômeno.
3.5 Ventos
Vento é o movimento horizontal do ar sobre a superfície do planeta. Ele é resultante
da diferença de pressão entre massas de ar, que por sua vez, ocorrem devido ao
aquecimento diferenciado da radiação solar incidente sobre a Terra.
Os ventos existentes acima de 1.000 m são ditos geostróficos; abaixo desta região, o
efeito de atrito devido à presença do oceano e dos continentes distorce o campo de ventos,
definindo então uma região chamada de camada limite planetária. A resposta do mar ao
vento terá maior importância quanto maior for a pista sobre a qual o vento atue, e mais rasa
e larga a plataforma continental (PUGH, 1987).
A ação indireta da pressão sobre o nível do mar costeiro devido ao vento local se dá
através do mecanismo de transporte de Ekman, e pode modificar significativamente a maré
prevista para o local (SHAFFER et al., 1997). Este resultado é conhecido como maré
meteorológica e aumenta significativamente o poder de uma ressaca.
3.6 Ondas
As ondas são manifestações de forças atuantes em um fluido, tendendo a deformá-lo
contra a ação da gravidade e a tensão superficial, que juntas agem para manter o nível da
superfície do meio (DEAN e DALRYMPLE, 1991). Dentre as diversas forças geradoras
desta deformação, as ondas superficiais de gravidade geradas pelo vento, são a principal e
mais constante forma de transporte da energia no mar (CANDELLA, 1997). Estas ondas
encontram-se intimamente associadas às variações dos regimes atmosféricos, possuindo
grande variabilidade espacial e temporal (CUCHIARA et al., 2006).
As ondas existentes no mar podem ser classificadas como marulhos (swell) ou vagas
(wind-sea ou sea). O swell é composto por ondas que se propagaram para fora da zona de
geração, que chegam a centenas de quilômetros, e não são mais capazes de receber
energia do vento. Estas ondas possuem formato regular, cristas arredondadas, longos
períodos e baixa esbeltez (FONTOURA, 2004), apresentando em média um período maior
do que 10 s.
Vagas são as ondas que ainda estão na sua zona de geração e ainda são capazes
de receber energia do vento. Geralmente são ondas irregulares com características
complexas e confusas, elevada esbeltez e cristas agudas; ainda possuem valores variáveis
22
quanto ao seu período, comprimento, altura e direção de propagação (FONTOURA, 2004),
seu período fica em torno de 4 a 8 s.
Por convenção, a direção de ondas é referida à partir de onde a onda está se
propagando, por exemplo, uma onda vinda de SE indo para NW, é denominada onda de
Sudeste.
Tessler e Goya (2005) afirmam que a energia das ondas é um dos fatores que
comandam a dinâmica dos processos costeiros de erosão. Durante eventos de ressaca esta
energia é ainda maior, resultando em significativas modificações na região costeira em
curtos períodos de tempo.
3.7 Maré
A amplitude das marés (diferença de nível entre a preamar e a baixamar) é um
elemento modelador da linha de costa, em função das velocidades de correntes a ela
associadas (TESSLER e GOYA, 2005). Existem dois fatores, que somados correspondem a
maré de cada local; são as chamadas marés astronômicas e meteorológicas.
3.7.1 Maré astronômica
O movimento periódico e repetitivo das marés astronômicas pode ser previsto para
qualquer lugar. Estas marés são o resultado da combinação dos movimentos de rotação
devido à atração gravitacional que a Lua e o Sol exercem continuamente sobre a Terra, ou
balanço gravitacional entre o sistema Terra - Lua – Sol (TRUCOLLO, 1998).
As marés apresentam um comportamento cíclico, podendo ser classificadas em
marés de sizígia e de quadratura. A maré de sizígia ocorre em períodos em que a Terra, a
Lua e o Sol encontram-se alinhados, e a força gravitacional da Lua e do Sol, somadas,
resultam em maiores amplitudes de maré, ou seja, ocorrem picos mais elevados de preamar
e mais baixos de baixa-mar. Já as marés de quadratura, ao contrário das de sizígia,
possuem as menores amplitudes. As marés de sizígia e quadratura ocorrem
alternadamente, a cada sete dias, podem ser verificadas de acordo com a fase da lua: lua
cheia e nova - sizígia; crescente e minguante - quadratura.
Wood (1978) descreve que as inundações ocasionadas pelas ressacas podem ser
ainda mais severas quando o aumento do nível do mar, devido as condições
meteorológicas, coincide com o pico de maré de sizígia e/ou com o momento em que a lua
está em seu perigeu, ou seja, encontra-se mais próxima da Terra, devido a sua órbita
elipsoide. Neste período sua atração gravitacional aumenta, acarretando amplitudes da
maré ainda maiores.
23
3.7.2 Maré meteorológica
O movimento das marés meteorológicas é continuamente modificado positiva ou
negativamente pelos efeitos atmosféricos gerados pela atuação do campo de vento à
superfície oceânica (PARISE, 2007). A diferença entre a maré real observada e a maré
astronômica é definida como maré meteorológica que pode ser positiva („storm surge’) e
negativa (PUGH, 1987).
Considerando a linha de costa do Brasil, ventos provenientes de sul acarretarão em
um empilhamento de águas junto à costa, enquanto que ventos provenientes de norte
diminuirão o nível do mar (TRUCOLLO, 1998). Este movimento ocorre devido ao transporte
de Ekman, que faz com que as águas superficiais do oceano se desloquem
perpendicularmente à direção do vento, para a esquerda no hemisfério Sul e para a direita
no hemisfério Norte.
As marés meteorológicas positivas são intensificadas na presença de um ciclone
extratropical sobre o oceano e um anticiclone sobre o continente (sistema de alta pressão),
formando um corredor de ventos paralelo à região costeira; as ressacas mais fortes,
geralmente, ocorrem na presença desta configuração. A Figura 4 representa esta situação,
onde as setas em amarelo representam a direção do vento e as azuis o deslocamento da
água do mar. Ventos transversais também têm importância na variação do nível do mar,
porém esta componente do vento possui menor influência (SHAFFER et al., 1997).
Figura 4: Imagem demonstrando a posição dos centros de alta (A) e baixa (B) pressão numa situação de maré meteorológica positiva. (Fonte: PARISE, 2007)
24
4. ÁREA DE ESTUDO
Santa Catarina está localizada na região Sul brasileira entre as latitudes 25º57‟41” S
e 29º23'55" S, inserida na Zona Temperada (Figura 5). O Estado apresenta uma área
litorânea de 561,4 km de extensão banhada pelo Oceano Atlântico.
Figura 5: Localização da área de estudo que compreende todo o litoral catarinense.
Segundo Tessler e Goya (2005) a circulação da América do Sul é controlada
basicamente por três grandes sistemas atmosféricos: a Zona de Convergência Intertropical
(ZCIT), responsável pela circulação do litoral mais ao norte do Brasil; o Anticiclone Tropical
do Atlântico Sul (ATAS), centro de alta pressão responsável pela origem dos ventos alísios;
e Anticiclones Polares Migratórios (APM), centros de alta pressão responsáveis pela
passagem dos sistemas frontais.
O clima catarinense ainda é influenciado por sistemas de menor escala como
sistemas associados à instabilidade causada pelo jato subtropical; sistemas frontais,
associados a vórtices ciclônicos ou cavados de altos níveis; a sistemas resultantes de
frontogênese ou ciclogênese (NOBRE et al., 1986); e Complexos Convectivos de
Mesoescala (CCM‟s), sistemas que estão frequentemente associados a tempestades
(MONTEIRO, 2001).
Os ventos em níveis baixos do Sul e Sudeste do Brasil têm direção nordeste
influenciada pela presença da alta subtropical, que fica climatologicamente situada sobre o
oceano Atlântico, e do quadrante Sul quando ocorre à entrada de sistemas frontais
(GOMES, 2010).
Nas estações de Primavera e Verão predominam ventos do quadrante sul na região
norte do Estado e ventos do quadrante norte na região sul, porém em quadrantes próximos
ao leste. No Outono e Inverno é intensificado esse padrão, com ventos bem acentuados do
0 25 50 75 10012.5Km
0 25 50 75 10012.5Km
25
quadrante Sul no norte e ventos do quadrante Nordeste no sul do Estado; a classe de
velocidade predominante em todo o litoral do Estado é entre 5 e 10 m/s (GOMES, 2010).
Os ventos do quadrante Sul são mais intensos e, em geral, os responsáveis por eventos de
agitação marítima do local.
A plataforma continental Sul caracteriza-se por ser relativamente larga, com isóbatas
alinhadas paralelamente à costa, e com orientação geral da linha de costa de 45° em
relação ao norte (TRUCOLLO, 1998).
Araújo et al. (2003), que utilizaram os dados de um ondógrafo localizado próximo a
Ilha de Santa Catarina, demonstrou que a região apresenta um regime de ondas composto
por ondas do tipo vagas e marulhos. As ondas tipo vagas apresentam altura significativa de
1,25 m e período de 8,00 s, enquanto que as do tipo marulho podem variar de 1,25 a 2,00 m
de altura significativa com um período médio de 12 s.
Os eventos extremos da região estão associados às ondas dos quadrantes sul e
Sudeste, apresentando em média um período de 10 a 16 s e uma altura de 1 à 4 m
(TESSLER e GOYA, 2005).
A maré do Sul do Brasil é classificada como micro-maré mista com predominância
semi-diurna, de acordo com a classificação de Davies (1964); com amplitudes menores que
2 m. Trucollo (1998) analisou a maré do Norte do Estado utilizando dados medidos por um
marégrafo, de Julho à Dezembro de 1996. A Figura 6 demonstra as componentes
meteorológica e astronômica da maré por um período de aproximadamente 2 meses. Nota-
se que a maré astronômica atinge picos de cerca de 80 cm, já a maré meteorológica não
passou de 40 cm.
Figura 6: Componente astronômica (linha azul) e meteorológica (linha vermelha) da maré; em destaque as ocasiões em que a soma das duas componentes supera os 80 cm.
(Fonte: TRUCOLLO, 1998)
26
5. MATERIAIS E MÉTODOS
A metodologia foi desenvolvida conforme exposto na Figura 7.
Figura 7: Fluxograma representativo da metodologia do projeto.
5.1 Levantamento das ressacas
O levantamento das ressacas ocorridas em Santa Catarina, para o período de
Janeiro de 2001 à Dezembro de 2010, foi realizado de duas formas: a partir dos registros do
Departamento Estadual de Defesa Civil – DEDC-SC, através da consulta ao Formulário de
Avaliação e Danos – AVADAN; e por meio de pesquisa a reportagens de jornais online e
arquivos de jornais impressos, com abrangência estadual, como A Notícia, Diário
Catarinense e Jornal de Santa Catarina.
É importante ressaltar que somente foram considerados episódios de ressaca,
aqueles em que houve a confirmação de ocorrência do evento no registro pesquisado. Ao
longo da pesquisa diversas vezes percebe-se que são noticiadas a possibilidade de
ressaca, porém se a fonte não confirmou a ocorrência deste evento posteriormente, este
caso não foi considerado no presente trabalho.
A partir destes dados foram registradas as datas e os locais atingidos por cada
evento de ressaca. Foram realizadas análises temporais, classificadas por anos, meses e
por estações do ano, definidas como:
27
Verão: Janeiro, Fevereiro e Março;
Outono: Abril, Maio e Junho;
Inverno: Julho, Agosto e Setembro;
Primavera: Outubro, Novembro e Dezembro.
A análise espacial foi feita por municípios, e posteriormente por regiões do Estado:
Norte, compreendendo os municípios de Itapoá até Balneário Camboriú; Centro,
abrangendo desde Itapema até Imbituba; e Sul, contendo a região de Laguna até Passos de
Torres.
5.2 Análise Meteorológica
Para as análises meteorológica e oceanográfica, foram utilizados dados de até um
dia antes e depois da ocorrência da tempestade, este limite de análise de três dias foi
estipulado de acordo Mendes (2006), onde é apresentada a duração média, de 3,02 dias,
dos ciclones extratropicais originados na América do Sul.
5.2.1 Dados de Reanálise NCEP/NCAR
Os dados atmosféricos de pressão e direção e velocidade do vento foram obtidos
através do banco de dados do Projeto Reanalysis. Este projeto faz parte de uma
cooperação do NCEP (National Centers for Environmental Prediction) e do NCAR (National
Center for Atmospheric Research), da NOAA (National Oceanic and Atmospheric
Administration), para produzir um registro de análises globais dos campos atmosféricos que
servem de apoio às necessidades de comunidades de pesquisa e monitoramento do clima.
Este banco de dados envolve a recuperação de registros de superfície terrestre,
navio, radiossonda, aviões, satélites e outros dados; controle de qualidade; e assimilação
destas informações. O resultado deste trabalho conjunto é de domínio público e está
disponível em formato netCDF no endereço <http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/reanalysis/
reanalysis.hml>.
Os dados de Reanálise possuem uma resolução horizontal de 2,5º X 2,5º de latitude
por longitude e uma resolução temporal a cada 6 horas - 0000, 0600, 1200 e 1800 UTC
(KALNAY et al, 1996). Foram utilizadas as componentes zonal e meridional do vento a uma
altura 10 de m, e pressão ao nível do mar.
Para contemplar todo o litoral catarinense foram selecionados três pontos mais
próximos ao litoral, cada um representando uma região do Estado - Norte, Centro e Sul. Os
pontos estão localizados nas coordenadas 25,70 S e 46,88 W; 27,62 S e 46,88 W; 29,52 S e
28
48,75 W, respectivamente (Figura 8). Estes dados foram utilizados para caracterizar o
regime de ventos e o gradiente de pressão atmosférica, durante cada episódio de ressaca.
Devido a extensa área de estudo e ao intervalo de tempo analisado (10 anos), este
trabalho não coletou informações in situ para validá-las com os dados de reanálise, porém
outros estudos já realizaram esta validação demonstrando serem válidas as análises
baseadas nestes dados.
Silva et al. (2010) compararam os dados de pressão atmosférica de reanálise com os
registros do BNDO/ DHN (Banco Nacional de Dados Oceanográficos/ Diretoria de
Hidrografia e Navegação) para a área marítima costeira do Brasil. As diferenças médias de
pressão atmosférica, entre as Reanálises-2 e o BNDO, encontradas não foram consideradas
significativas e, de um modo geral, as duas fontes conseguem representar quantitativamente
os padrões de pressão atmosférica nas subáreas incluindo sua variabilidade sazonal.
Gomes (2010) caracterizou o regime de ventos costeiro para o Estado de Santa
Catarina comparou os dados de reanálises com os dados do satélite QuickSCAT; o trabalho
encontrou boa correlação nas duas componentes do vento, zonal e meridional. Porém
alguns autores como Smith et al. (2001), afirmam que a velocidade do vento, em eventos
extremos, e os valores de pressão ao nível do mar da reanálise são subestimados, fazendo
com que estes dados diminuam a amplitude e/ou posição das altas e baixas pressões
resultando em fracos gradientes de pressão e subestimação dos ventos.
Figura 8: Localização dos três pontos de extração dos dados de Reanálise – Norte, Centro e Sul; e do marégrafo de Imbituba.
29
5.2.2 Análise sinótica
Para compreensão do estado atmosférico dos eventos registrados, foram
confeccionadas cartas sinóticas, utilizando-se os dados de ventos da Reanálise, com o
auxílio do software GRADs. Para a confecção das imagens foi adotada uma área de
domínio que contempla a região entre 60°S - 15°S e 90°W - 20°W.
Reconstituiu-se a situação sinótica de cinco dias anteriores e cinco posteriores à data
de cada evento. A seguir verificaram-se quais eram os sistemas de maior influência no dia
da ressaca, para então serem traçadas, de forma visual, as trajetórias dos centros de alta e
de baixa pressão desde sua formação até sua dissipação ou surgimento e desaparecimento
da região analisada.
5.3 Análise Oceanográfica
5.3.1 Ondas
Para a análise do clima de ondas foram utilizados dados do modelo de ondas
oceânicas de terceira geração, para águas profundas, WaveWatch 3 (WW3), desenvolvido
pela Marine Modeling and Analysis Branch (MMAB) do NCEP/ NOAA. Estes dados foram
cedidos pela Empresa Coastal Planning & Engineering do Brasil (CPE do Brasil).
No WW3, a geração e propagação das ondas são regidas pela equação de
conservação da energia de ação espectral. O modelo envolve processos físicos associados
com a geração de energia devido ao vento, dissipação da energia devido ao whitecapping e
ao fundo, interações onda-fundo e interações não lineares quádruplas (TOLMAN et al.,
2002).
O modelo fornece altura significativa, período e direção de onda, num intervalo de 3
horas. Estes dados foram utilizados para caracterizar o clima de ondas durante os eventos
de ressaca para período analisado. Os pontos escolhidos para a extração dos dados são
próximos às coordenadas utilizadas nos parâmetros meteorológicos, e da mesma forma
representam as três regiões do Estado – Norte, Centro e Sul.
5.3.2 Maré
Os valores de maré observada foram obtidos a partir do marégrafo localizado no
Porto de Imbituba (48.40 W; 28.14 S). Estes dados provém da Rede Maregráfica
Permanente para Geodésia (RMPG), do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
(IBGE). Os dados estão disponíveis para download no site
<http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/download/tela_inicial.php?tipo=14>, para o
período posterior a Janeiro de 2007; já para o período de Janeiro de 2002 a Dezembro de
30
2006 foram utilizados os dados processados por Luz (2008). Infelizmente não existem
registros disponíveis para o ano de 2001, logo os eventos deste ano não foram
considerados na análise da maré.
Os registros são feitos por um marégrafo convencional com intervalo de coleta de
uma hora e outro marégrafo digital que fornece registros a cada 5 minutos de intervalo; para
o presente trabalho foram tratados os registros em intervalos de uma hora.
Para separar os valores da maré meteorológica da astronômica foi utilizado o filtro
Lanczos passa-baixa no domínio do tempo (MÖLLER, 1996 apud TRUCOLLO, 1998), com
um período de corte de 40 horas, para então ser isolada a componente astronômica e ser
obtida uma série, apenas, da maré meteorológica.
Para verificar quantos eventos ocorreram em períodos de sizígia, ou de perigeu, ou
de sizígia e perigeu foi utilizado o programa MoonCalc 6.X. O programa em ambiente DOS
permite calcular as efemérides lunares: posição, idade, fase, orientação, aparência e
visibilidade da Lua em qualquer data e local; também calcula o dia juliano, declinação
magnética, tempo e direção do nascimento e ocaso lunares, intervalo entre o nascer e o pôr-
do-sol, intervalo entre o nascer do Sol e da Lua, data e hora dos quartos, apogeu e perigeu
(AHMED, 2001).
Foi considerado que o evento ocorreu em maré de sizígia e em situação de perigeu
quando a tempestade tenha ocorrido no máximo três dias antes ou depois da posição lunar
de lua cheia ou nova, e do perigeu; ou seja, foi considerado um período de sete dias para a
maré de sizígia e também para a atuação do perigeu lunar.
A maré não foi considerada na análise espacial, uma vez que seus registros foram
obtidos de um só lugar, no Centro-Sul do Estado, logo, estes dados não servem para
comparar a maré nas três diferentes regiões do Estado.
5.4 Estatística
Serão apresentadas as médias das velocidades de vento, Hs, Tp e maré (observada,
meteorológica e astronômica) e seus respectivos intervalos de confiança de 95 %. Ao longo
da análise também foram calculadas as médias das máximas de cada grupo, cada vez que
este termo for utilizado ele estará se referindo a média dos máximos valores de cada evento
ocorrido dentro de cada um dos grupos: estações, regiões e padrões de trajetória dos
ciclones extratropicais.
A análise estatística foi realizada inicialmente pelo teste de normalidade
Kolmorogorov-Smirnov e pelo teste de homocedasticidade (critério de Bartlett). As variáveis
apresentaram distribuição normal e homocedasticidade, sendo utilizado o teste Anova e,
quando a diferença apresentada era significante, aplicou-se o teste de Tukey para observar
31
quais grupos; dentre as estações, regiões e padrões de trajetória dos ciclones; se
mostraram significativamente diferente dos outros. Em todos os cálculos foi fixado um nível
crítico de 5% (p<0,05).
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO
6.1 Análise Geral
Ao longo dos dez anos analisados, vinte dos trinta municípios litorâneos de Santa
Catarina, foram atingidos por eventos de ressaca deixando registro na Defesa Civil ou em
jornais regionais. A Figura 9 demonstra a frequência de incidência das ressacas por
municípios no Estado.
A capital de Santa Catarina, Florianópolis, demonstra ser a cidade mais afetada por
estes eventos, contabilizando 20 episódios dentro do período de analisado. A seguir vem
Balneário Camboriú com 16 eventos, e então, com 10 registros, Balneária Barra do Sul,
Balneário Barra Velha e Itajaí. Estes 5 municípios mais atingidos representam mais da
metade das ressacas incidentes no Estado, cerca de 55%.
Um estudo realizado por Ruddorf et al. (2006), analisou os casos de ressaca de
Santa Catarina no período de 1997 à 2004. Diferente deste estudo, os autores utilizaram
apenas registros da Defesa Civil como fonte de registros. Eles encontraram como sendo as
cinco cidades mais afetadas: Balneário Barra Velha, Balneário Camboriú, Navegantes,
Florianópolis e Balneário Barra do Sul. Comparando os dois trabalhos apenas dois
municípios discordam na listagem dos municípios mais atingidos: Itajaí e Navegantes. Estas
duas cidades são vizinhas, logo, a tempestade registrada em um dos municípios pode ter
atingido a cidade ao lado, ou seja, ambos os trabalhos listam as mesmas cinco regiões mais
atingidas por ressacas no Estado catarinense.
32
Figura 9: Frequência de ressacas, por município, em Santa Catarina (2001-2010).
33
No entanto é importante ressaltar que o Norte do Estado apresentou o maior número
de registros de ressacas por possuir a região mais próxima ao mar amplamente ocupada.
Ou seja, em outras cidades podem ter ocorrido tantas ou até mais ressacas, porém como o
seu litoral é pouco ocupado estes eventos não são registrados, e assim não foram
analisados neste trabalho.
Os sessenta eventos de ressaca encontrados neste trabalho estão representados
anualmente na Figura 10. Nota-se que existem dois picos, nos anos de 2001 e 2009, cada
um com um total de 9 episódios. Já nos anos de 2003 e de 2005 à 2007 ocorreram as
menores frequências, cada um com apenas 3 eventos ao longo de cada ano. A média anual
ficou em torno de 6 ressacas, porém devido ao curto período analisado não é possível
perceber alguma periodicidade interanual dos eventos na costa catarinense.
Figura 10: Gráfico anual das ressacas ocorridas em Santa Catarina, entre 2001 e 2010. A linha vermelha indica a média anual.
A análise mensal dos casos apresentou Maio como sendo o mês de maior incidência
de ressacas, com um total de 13 registros (Figura 11). Este resultado está de acordo com o
encontrado por Ruddorf et al. (2006) que também relatam no mês de Maio a maior
ocorrência destes fenômenos. Este padrão é explicado pelo fato de Maio ser o mês de maior
frequência de ciclogêneses na América do Sul (GAN e RAO, 1991).
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34
Figura 11: Frequência mensal das ressacas ocorridas em Santa Catarina, entre 2001 e 2010
Os meses de menor incidência, com apenas três registros cada, foram Janeiro,
Março, Julho, Novembro e Dezembro. Segundo o estudo de Ruddorf et al. (2006) Março,
Abril, Outubro, Novembro e Dezembro foram meses que não apresentaram ocorrência de
ressacas. Comparativamente três dos cinco meses de menor incidência de cada trabalho
coincidem, sendo que para Ruddorf op cit Janeiro apresentou apenas um episódio. Outubro
foi outro período de diferença entre os dois estudos. Enquanto Ruddorf op cit não encontrou
registros para este mês em questão, o presente trabalho demonstra este como sendo o
terceiro mês de maior incidência de ressacas.
As diferenças encontradas nos dois trabalhos ocorrem devido ao curto período
analisado de cada trabalho, e principalmente devido as diferentes fontes pesquisadas em
cada estudo. Enquanto Ruddorf op cit pesquisou apenas os registros de cidades que
chegaram a decretar Situação de Emergência e Estado de Calamidade Pública, neste
trabalho, além dos arquivos da Defesa Civil, buscou-se notícias em jornais estaduais. Desta
forma, ampliou-se a fonte de registros que serve como base para o estudo e também foi
possível analisar ressacas de menor intensidade, que ainda geraram prejuízos, mas não o
suficiente para o município pedir auxílio financeiro ao Estado.
Em geral as ressacas analisadas possuem registros, pois estes documentam algum
dano que a tempestade causou à edificações, calçadas, muros; ou erosão de praia e dunas.
A Figura 12 apresenta algumas imagens dos danos ocasionados por estas ressacas ao
longo do litoral catarinense.
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jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
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35
Figura 12: Erosão provocada pelas ressacas na capital Florianópolis (a) e (b), em Balneário Camboriú (c), e em Balneário Barra Velha (d). (Fonte: Jornal de Santa Catarina e Diário Catarinense)
A seguir será apresentada uma análise geral dos parâmetros meteorológicos e
oceanográficos estudados neste trabalho, durante eventos de ressaca. A média, média dos
máximos, seus respectivos desvios padrão e o valor máximo de cada um dos fatores de
vetos, ondas e maré, durante os eventos de ressaca, estão apresentados na Tabela 1.
36
Tabela 1: Média, média das máximas e valores máximos dos parâmetros meteorológicos e oceanográficos dos eventos de ressaca registradas em Santa Catarina, entre 2001 e 2010.
Média Desvio Padrão
Média das máximas
Desvio Padrão
Máximo
Velocidade do vento (m/s) 8,02 3,82 13,09 3,76 22,77
Altura significativa de onda (m) 3,41 1,17 4,45 1,22 7,58
Período de onda (s) 9,64 2,03 11,12 1,64 15,30
Pico de maré observada (m) 0,30 0,20 0,53 0,24 1,14
Pico de maré meteorológica (m) 0,10 0,17 0,18 0,15 0,61
Pico de maré astronômica (m) 0,20 0,07 0,39 0,12 0,63
A média dos picos máximos de maré observada nos episódios foi de 0,53 m, um
valor não tão elevado (Tabela 1). Porém o máximo valor registrado superior a 1,0 m, este
resultado demonstra que nem todas as ressacas possuem grandes elevações na maré.
Porém quando atinge um nível mais elevado, valor que irá depender do local de ocorrência
do evento podendo ser superior a 0,6 m ou a 0,8 m, este nível de maré aumenta a região
atingida pela ressaca ocasionando maiores prejuízos.
A Figura 13 demonstra percentual dos valores máximos atingidos pela maré
observada, ou seja, meteorológica somada à astronômica, de cada evento. Observa-se que
a maior parte dos eventos, cerca de 58%, apresentou uma maré máxima entre 0,4 m e 0,8
m. Eventos com maré superiores a 0,6 m totalizaram 43%, e os casos mais significativos,
com valores acima de 0,8 m representam apenas 13% dos episódios. Dentre os eventos
analisados, a amplitude de maré máxima registrada pelo marégrafo foi de 1,14 m, naquele
momento a maré meteorológica apresentava um valor de 0,56 m e a astronômica de 0,58 m.
37
Figura 13: Frequência do nível máximo de maré observada atingida durante os eventos de ressaca no Estado de Santa Catarina, entre 2001 e 2010.
As ressacas tornam-se mais intensas quando a maré meteorológica ocorre junto à
maré de sizígia. Dos eventos analisados neste trabalho 73% ocorreram em períodos de
sizígia, onde a amplitude de maré é mais alta. E em 14% das tempestades o período de
sizígia coincidiu com o momento em que a lua estava em seu perigeu, casos em que a maré
de sizígia torna-se ainda mais significativa (Figura 14).
Figura 14: Frequência das marés de quadratura; sizígia; e sizígia mais perigeu; durante os eventos de ressaca no Estado de Santa Catarina, entre 2001 e 2010.
Ao serem verificadas as marés astronômicas destes casos, os eventos que
encontravam-se em períodos de sizígia tiveram uma média dos máximos de 0,42 m, já os
casos em situação de sizígia e de perigeu, ocorridos ao mesmo tempo, resultaram em 0,49
m. Como esperado, nos episódios em que a lua estava em seu perigeu a maré mostrou-se
maior, porém esta diferença é pouco significativa, tendo um valor menor que 10 cm.
< 0,2 m 5%
>= 0,2 m 24%
>= 0,4 m 29%
>= 0,6 m 29%
>= 0,8 m 13%
Quadratura 27%
Sizígia 59%
Sizígia e Perigeu
14%
38
A média de velocidade de vento encontrada, 8,02 m/s, está dentro do limite
apresentado por Gomes (2010) como predominante para todo o litoral catarinense, que é de
5 à 10 m/s. Porém a média das intensidades máximas do vento de cada episódio é superior
a esta média geral, atingindo 13,09 m/s, sendo que o valor máximo registrado foi de 22,77
m/s (Tabela 1).
A rosa direcional demonstra que os ventos atuantes nos episódios de ressacas em
Santa Catarina são bem distribuídos direcionalmente, porém ficam delimitados entre o Leste
e Oeste. Percebe-se que os ventos mais intensos ocorrem preferencialmente de Sudoeste,
pois são aqueles ocasionados pela passagem das frentes frias pelo Estado (Figura 15).
Figura 15: Rosa dos ventos dos episódios de ressaca ocorridos em Santa Catarina no período de 2001 à 2010.
A altura significativa de onda teve em média 3,41 m, valor acima do clima de ondas
da a região que é de 1,25 m a 2,00 m, segundo Araújo et al. (2003). A média das máximas
Hs de cada episódio mostrou-se ainda mais significativa tendo um valor de 4,45 m; já a
maior altura registrada dentro do período analisado foi de 7,58 m (Tabela 1). Estes valores
superiores já eram esperados, uma vez que as ondas são a principal componente deste tipo
de tempestade; apesar da maré ter sua importância, e de forma alguma poder ser
desprezada neste estudo, é a energia proveniente das ondas que ocasiona na erosão
costeira observada nestes episódios.
O período de pico apresentou uma média de 9,64 s, média dos máximos de 11,18 s,
e período máximo de 15,30 s (Tabela 1). Este resultado está de acordo com Candella
(1997), onde o autor afirma que as ondas denominadas marulhos são as responsáveis pelos
eventos de tempestade na costa Sul-Sudeste do Brasil.
As rosas direcionais para altura significativa e período de onda estão apresentadas
na Figura 16. Percebe-se que as ondas são predominantemente de Sul, porém as de
39
Sudeste e Leste também são significativas. Ainda pode-se observar que os maiores
períodos e alturas de onda são provenientes de Sul.
Figura 16: Rosas direcionais de Hs (à esquerda) e Tp (à direita) dos episódios de ressaca ocorridos em Santa Catarina no período de 2001 à 2010.
Dentre os casos analisados apenas 4 % apresentaram altura de onda máxima menor
do que 2,0 m; geralmente eventos desta magnitude geram prejuízos devido ao tempo de
duração do evento e não devido a intensidade da ressaca. A maioria dos eventos
apresentou altura máxima de onda entre 4,0 m e 6,0 m (~60 %), já as ondas maiores que
6,0 m representam 8% dos casos, se somarmos todos os casos com ondas maiores que 4,0
m, estes chegam 67 % do total de ressacas (Figura 17).
Figura 17: Frequência das alturas de onda máximas atingidas durante os eventos de ressaca no Estado de Santa Catarina, entre 2001 e 2010.
< 2 m; 4%
>= 2 m; 29%
>= 4 m; 59%
>= 6 m; 8%
40
A seguir a descrição do comportamento dos parâmetros meteorológicos e
oceanográficos de uma ressaca “padrão”, ou seja, onde todos os parâmetros ocorreram
como o esperado de acordo com a literatura. A ressaca ocorreu em 25 de fevereiro de 2010
no litoral Sul catarinense; percebe-se a passagem de uma baixa pressão seguida de ventos
Sul com velocidades superiores a 10 m/s antes do evento; com permanência dos ventos
desta direção durante o episódio, porém com menor intensidade (Figura 18).
Figura 18: Pressão; velocidade e direção de ventos no período de um mês. A linha vermelha indica a ocorrência de um evento de ressaca.
Na Figura 19 pode-se observar um pico de Hs que chega a tingir 4,96 m, apesar de
existir no gráfico outro pico próximo ao dia 18 de fevereiro, não houve registros da
ocorrência de ressaca nesta data. O Tp demonstra uma queda anteriormente ao evento,
seguido de períodos superiores à 10 s no decorrer da tempestade. A direção de onda foi
predominantemente de Sul dias antes e após a ocorrência da ressaca.
41
Figura 19: Hs, Tp e direção de odas no período de um mês. A linha vermelha indica a ocorrência de um evento de ressaca.
Ao analisar o comportamento da maré percebe-se novamente um pico no dia de
ocorrência da ressaca. Ainda é possível notar que a maré astronômica estava em período
de sizígia e a maré meteorológica apresentou seu máximo registrado ao logo do mês em
questão (Figura 20). A maré observada (astronômica somada a meteorológica) atingiu o
valor máximo de 0,83 m, num momento em que a maré meteorológica e astronômica
registravam 0,34 m e 0,50 m, respectivamente.
42
Figura 20: Registro de maré pelo período de um mês, a linha azul indica a maré astronômica e a verde a maré meteorológica. A linha vermelha indica a ocorrência de um evento de ressaca.
6.2 Análise Temporal
A análise por estações do ano apresenta o Outono como a estação de maior
incidência de ressacas, cerca de 40% dos eventos foram registrados neste período. Em
seguida, em ordem decrescente está o Inverno, a Primavera e o Verão, este último sendo
responsável por apenas 17% dos casos de ressaca (Figura 21).
Figura 21: Frequência dos eventos de ressaca ocorridos em Santa Catarina, no período de 2001 à 2010, nas quatro estações do ano.
Este resultado está de acordo com Bitencourt et al. (2002) onde os autores afirmam
que fenômeno da ressaca ocorre com maior frequência nos meses de outono e inverno.
Mais uma vez esta análise é confirmada pelo trabalho de Gan e Rao (1991), que
encontraram as maiores frequências de ciclogêneses nas estações de Inverno e Outono, e a
menor no Verão.
0
10
20
30
40
Verão Outono Inverno Primavera
Fre
qu
ên
cia
d
e r
es
sa
ca
s (
%)
Estações
43
As médias das velocidades de vento, dos episódios de ressaca, apresentam a
Primavera como sendo a estação de maiores valores, seguida do Outono, Inverno e Verão
(Figura 22). O teste de significância demonstra que a velocidade do vento nos eventos do
Verão é significativamente menor do que as velocidades nos eventos de Outono e
Primavera.
Figura 22: Médias das velocidades de ventos, e intervalos de confiança de 95%, dos eventos de ressaca nas quatro estações do ano: Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001 à 2010
Na Figura 23 pode-se observar as velocidades e direções de vento predominantes
nos episódios de ressacas em cada uma das quatro estações. No verão as tempestades
ocorrem principalmente da presença de ventos vindos de SE e S; a velocidade dos ventos
nesta estação não é muito elevada, uma vez que seus registros não demonstram valores
acima de 14 m/s. O Outono se destaca, apresentando o valor máximo registrado, 22,77 m/s.
Nesta estação os ventos são bem distribuídos; observa-se ainda que a maioria dos ventos
acima de 15 m/s provém de SW e W.
No Inverno os ventos são provenientes principalmente de SW e S, nota-se que os
ventos de maiores velocidades, assim como no Outono, são ventos de SW; o máximo
registrado nesta estação foi de 20,38 m/s. Já os eventos de ressaca ocorridos na Primavera
apresentam principalmente ventos de NE à S, sendo proveniente de SE as maiores
velocidades, o máximo desta estação foi de 20,97 m/s.
Ver Out Inv Pri
Estações
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Velo
cid
ade d
o V
ento
(m
/s)
44
Figura 23: Rosas dos ventos dos eventos de ressaca nas quatro estações do ano:
Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001 à 2010.
Com relação a altura de onda o Verão e a Primavera demonstraram ter os menores
valores, sendo estas estações significativamente diferentes do Outono. A máxima altura de
onda registrada ocorreu no Outono e foi de 7,58 m, esta estação ainda se mostra
significativamente semelhante ao Inverno, que apresentou uma altura de onda máxima de
6,80 m (Figura 24).
45
Figura 24: Médias das alturas significativas de onda, e intervalos de confiança de 95%, dos eventos de ressaca nas quatro estações do ano: Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001 à
2010
As rosas direcionais de altura significativa de onda para os eventos de ressaca de
cada uma das quatro estações estão dispostas nas Figura 25. As ondas de S são as mais
representativas em todas as estações. Nota-se ainda a importância de ondas de E no
Verão, de SE no Outono e de L e SE na Primavera. Já o Inverno é a estação com menor
distribuição direcional de ondas, sendo elas predominantemente de S. Araújo (2003)
encontrou padrões semelhantes ao analisar as ondas com Hs maiores e iguais a 4,0 m na
região Sul do Brasil; na Primavera, o autor encontrou a direção de L teve maior frequência;
no verão, houve um equilíbrio entre direção de L e de S; no outono, a direção S foi mais
frequente, embora sejam espalhados por mares das direções L e S; e no inverno, ondas de
S são predominantes.
Ver Out Inv Pri
Estações
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
4,2
4,4
Hs (
m)
46
Figura 25: Rosas direcionais da Hs dos eventos de ressaca nas quatro estações do ano:
Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001 à 2010.
As frequências das alturas de onda, de cada estação, podem ser observadas na
Figura 26. No Verão ocorre a predominância de ondas com Hs de onda menores, de 1,5 à
2,0 m, o máximo registrado nesta estação não ultrapassou 4,96 m. Já o Outono demonstra
ter ondas entre de 3,0 m e 5,0 m, como as mais frequentes da estação. O Inverno apresenta
a maior frequência nas ondas de 3,0 m e 3,5, esta a estação ainda se destaca por possuir
uma maior representatividade nas ondas maiores que 6,0 m. Na última estação do ano,
predominam ondas que variam de 1,5 m a 3,0 m.
47
Figura 26: Histrogramas de Hs dos eventos de ressaca nas quatro estações do ano:
Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001 à 2010.
A média dos Tp de onda demonstram a predominância de ondas com períodos
superiores à 8 s em todas as estações. Mais uma vez o Outono e Inverno foram as estações
com os maiores valores, e a Primavera e o Verão os menores (Figura 27). O teste de
significância afirma esta diferença, considerando o Outono diferente do Verão e da
Primavera.
48
Figura 27: Médias dos períodos de onda, e intervalos de confiança de 95%, dos eventos de ressaca nas quatro estações do ano: Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001 à 2010.
O máximo período de onda registrado foi nos meses de Outono com um valor de
15,30 s. Ao analisar a Figura 28 observa-se que na Primavera quase não existem ondas
com períodos superiores à 12 s. Quanto à direção de ondas, as de maiores períodos são
aquelas provenientes de S, no entanto, nos meses de Outono as de SE também são
responsáveis por períodos mais elevados.
Ver Out Inv Pri
Estações
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
11,0
11,5
Tp (
s)
49
Figura 28: Rosas direcionais de Tp dos eventos de ressaca nas quatro estações do ano:
Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001 à 2010.
A Figura 29 apresenta as médias dos picos da maré observada, meteorológica e
astronômica de cada evento, observa-se que os meses de outono apresentam a maior
média. Parise et al. (2009) monitorou as marés meteorológicas do Rio Grande do Sul e
também encontrou neste período do ano a maior ocorrência de eventos extremos. A
Primavera e o Verão possuem as menores médias dos picos de maré, porém somente a
maré meteorológica da Primavera e do Outono demonstram ser significativamente
diferentes.
50
Figura 29: Médias dos picos das marés observada, meteorológica e astronômica, e intervalos de confiança de 95%, dos eventos de ressaca nas quatro estações do ano: Verão, Outono, Inverno e
Primavera, no período de 2001 à 2010.
Ao analisar os casos em que a componente da maré meteorológica somada à maré
astronômica resultou em valores maiores que 0,6 m e 0,8 m, mais uma vez percebe-se que
o Outono apresentou a maior frequência, 76,5 % dos eventos ocorridos nesta estação
demonstraram marés observadas superiores a 0,6 m e 23,5 % superiores a 0,8 m (Figura
30).
Figura 30: Frequência de eventos de ressaca com marés observadas superiores a 0,6 m e 0,8 m nas quatro estações do ano: Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período de 2001 à 2010.
Maré observada
Maré meteorológica
Maré astronômicaOut Inv Pri Ver
Estações
-0,3
-0,2
-0,1
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Nív
el da m
aré
(m
)
0
20
40
60
80
Verão Outono Inverno Primavera
Fre
qu
ên
cia
de
eve
nto
s (
%)
>= 0,6 m >= 0,8 m
51
A Tabela 2, apresenta as médias dos máximos valores de cada evento, com seus
respectivos desvios padrão, para cada estação do ano. O Outono se destaca sendo, em
geral, a estação que apresenta as maiores médias das máximas, seguida do Inverno; sendo
que o Verão e a Primavera apresentaram as menores médias. O outono só não demonstrou
os maiores valores na média das máximas da maré astronômica, onde o inverno obteve o
valor de 0,43 m e o outono 0,40 m, uma diferença pouco representativa por se tratar de
apenas 0,03 m.
Tabela 2: Médias das máximas, e desvios padrões, dos fatores meteorológicos e oceanográficos dos de eventos de ressaca nas quatro estações do ano: Verão, Outono, Inverno e Primavera, no período
de 2001 à 2010.
Verão Outono Inverno Primavera
Média máxima
Desvio Padrão
Média máxima
Desvio Padrão
Média máxima
Desvio Padrão
Média máxima
Desvio Padrão
Velocidade do vento (m/s)
9,52 3,28 13,81 3,84 13,13 3,71 13,56 2,48
Altura significativa (m)
3,37 1,19 4,88 0,89 4,73 1,27 3,58 1,25
Período de onda (s).
10,46 1,81 11,63 1,36 11,18 1,46 10,01 1,93
Pico de maré observada (m)
0,35 0,27 0,63 0,21 0,57 0,24 0,43 0,13
Pico de maré meterológica (m)
0,13 0,12 0,27 0,16 0,17 0,13 0,10 0,07
Pico de maré astronômica (m)
0,32 0,14 0,40 0,11 0,43 0,13 0,40 0,10
52
6.3 Análise Regional
A região Norte do Estado foi aquela que apresentou o maior número de registros de
ressacas dentro do período analisado, representando 46% dos eventos. A seguir a região
com 37% e por último a região Sul, com apenas 17% dos casos de ressaca (Figura 31).
Figura 31: Frequência dos eventos de ressaca ocorridos em Santa Catarina, no período de 2001 à 2010, nas três regiões do Estado.
O Norte do Estado foi mais afetado, uma vez que a região possui uma costa
intensamente ocupada, logo é mais propensa a sofrer danos causados pelas ressacas, e
assim torna-se a região com mais registros destes eventos. A região Central também possui
uma orla intensamente ocupada, mas como fica parcialmente protegida pela ilha de
Florianópolis não é tão atingida quanto o Norte. Já o sul do Estado, por ser a região com a
orla menos ocupada foi aquela que apresentou o menor número de registros de ressacas.
As ressacas ocorridas no Sul do Estado apresentam as maiores velocidades de
vento, estando um pouco acima dos registros da Região Central; ambas as regiões tiveram
médias acima de 8,5 m/s (Figura 32). Entretanto, apesar do Norte apresentar valores
menores, o teste de significância não demonstrou diferenças entre as três regiões
catarinenses.
0
10
20
30
40
50
Norte Centro Sul
Fre
qu
ên
cia
d
e r
es
sa
ca
s (
%)
Regiões
53
Figura 32: Médias das velocidades de ventos, e intervalos de confiança de 95%, dos eventos de ressaca nas três regiões do Estado: Norte, Centro e Sul, no período de 2001 à 2010.
No Norte do Estado os ventos que ocorrem durante os episódios de ressaca são, em
sua maioria, de S e SE (Figura 33). Já as maiores velocidades são provenientes de W,
sendo que o máximo registrado foi de 17,69 m/s. No Centro são representativos os ventos
vindos desde W até E, sendo que ventos os ventos de SW e W se destacam por
apresentarem maior frequência em velocidades superiores a 15 m/s, o máximo valor
registrado para esta região foi de 22,15 m/s. Já o Sul apresenta ventos significativos desde
o W até o E. Os ventos com maiores velocidades são de W, a máxima registrada foi de
22,77 m/s, entretanto ventos de SE e de E também possuem velocidades mais elevadas.
Norte Centro Sul
Regiões
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
Velo
cid
ade d
o v
ento
(m
/s)
54
Figura 33: Rosas dos ventos dos eventos de ressaca nas três regiões do Estado: Norte, Centro e Sul,
no período de 2001 à 2010.
A Figura 34 apresenta as médias Hs de onda durante as tempestades das três
regiões analisadas. O teste de Tuckey demonstra que as médias das alturas de onda do
Centro e Sul são significativamente maiores do que as do Norte.
Figura 34: Médias da altura de onda significativa, e intervalos de confiança de 95%, dos eventos de ressaca nas três regiões do Estado: Norte, Centro e Sul, no período de 2001 à 2010.
Norte Centro Sul
Regiões
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
4,2
4,4
Hs (
m)
55
Conforme a Figura 35, percebe-se que as ondas das três regiões do Estado são
predominantemente de S, porém ondas de SE também são representativas. As maiores
alturas de onda ocorreram no Centro e no Sul de Santa Catarina, com valores máximos de
6,54 e 7,58 m, respectivamente. No Norte as ondas já não são tão altas, e o valor máximo
encontrado foi de 5,42 m; isto ocorre devido a direção da linha de costa da região Norte, que
se encontra mais protegida das ondas de S. Por este mesmo motivo nota-se que o Norte é a
região onde as ondas de L são pouco mais significativas, em comparação às outras regiões,
durante os eventos analisados
Figura 35: Rosas dos direcionais de Hs dos eventos de ressaca nas três regiões do Estado:
Norte, Centro e Sul, no período de 2001 à 2010.
A região Norte apresenta maior frequência nas alturas de onda de 3,0 m e 3,5m
(Figura 36). O Centro do Estado se destaca por apresentar maior representatividade nas
ondas desde 3,0 m até 5,0 m, sendo as ondas de 4,0 m as de maior ocorrência. Já no Sul
as ondas de 2,0 m à 4,5 m são as mais frequentes, ainda percebe-se que nesta região
ondas maiores que 5,0 m possuem uma representatividade mais significativa.
Figura 36: Histogramas de Hs dos eventos de ressaca nas três regiões do Estado: Norte, Centro e Sul, no período de 2001 à 2010.
56
Os maiores períodos de onda observados durante as tempestades ocorreram na
região central e os menores na região Sul (Figura 37), este mesmo comportamento foi
observado nos trabalhos Signorin (2010) e Pianca et al. (2010), que analisaram o clima de
ondas para a região de Santa Catarina. Porém nenhuma das médias se mostrou
significativamente diferente das outras.
Figura 37: Médias de período de pico, e intervalos de confiança de 95%, dos eventos de ressaca nas três regiões do Estado: Norte, Centro e Sul, no período de 2001 à 2010.
As rosas direcionais de período de onda podem ser observadas na Figura 38, ondas
de S são as que apresentam maiores períodos, com o valor máximo de 15,30 s ocorrido na
região central, entretanto as ondas de SE, que também registram valores de Tp mais
elevados.
Norte Centro Sul
Regiões
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
11,0
Tp (
s)
57
Figura 38: Rosas dos direcionais de Hs dos eventos de ressaca nas três regiões do Estado: Norte, Centro e Sul, no período de 2001 à 2010.
Conforme a Tabela 3, que apresenta as médias dos máximos valores registrados em
cada ressaca, mais uma vez percebe-se a Região Norte como sendo a região de menores
médias, e o Sul e o Centro apresentando valores mais altos de velocidade do vento e altura
significativa de onda.
Tabela 3: Médias das máximas, e desvios padrões, dos fatores meteorológicos e oceanográficos dos de eventos de ressaca nas três regiões do Estado: Norte, Centro e Sul,
no período de 2001 à 2010.
Norte Centro Sul
Média máxima
Desvio Padrão
Média máxima
Desvio Padrão
Média máxima
Desvio Padrão
Velocidade do vento (m/s)
11,62 2,96 14,61 3,60 14,18 4,55
Altura significativa (m)
3,87 1,03 4,90 1,04 5,01 1,39
Período de onda (s)
10,82 1,55 11,57 1,64 10,67 1,90
58
6.4 Trajetória de ciclones
A análise sinótica demonstrou que 88% dos eventos de ressaca enquadraram-se em
um dos quatro padrões descritos por Machado (2010); os 13% restantes foram definidos
como casos excepcionais e serão descritos mais à frente (Figura 39).
Figura 39: Frequência dos eventos de ressaca ocorridos em Santa Catarina, no período de 2001 à 2010, nos quatro padrões de trajetórias de ciclones.
O Padrão I, ciclogênese ao sul da costa da Argentina com deslocamento para leste,
foi encontrado em 14% dos casos analisados, a menor frequência dentre os eventos
estudados. Nota-se que estes eventos apresentaram um centro de alta pressão à NW do
ciclone extratropical, ou seja, sobre o continente (Figura 40). Esta configuração sinótica
intensifica o gradiente de pressão acarretando em ventos mais fortes e marés
meteorológicas mais elevadas.
0
5
10
15
20
25
30
35
Padrão I Padrão II Padrão III Padrão IV Exceções
Fre
qu
ên
cia
d
e r
es
sa
ca
s (
%)
Padrão de trajetória de ciclones
59
Figura 40: Trajetória de ciclone extratropical da América do Sul denominado como Padrão I. Alinha vermelha indica a trajetória do centro de alta e a azul do centro de baixa pressão.
A ciclogênese ao sul da costa do Uruguai com deslocamento para leste - Padrão II,
foi observado em 21% das tempestades, além da presença do centro de baixa, também se
notou-se a existência de um centro de alta pressão à SW do ciclone extratropical (Figura
41).
Figura 41: Trajetória de ciclone extratropical da América do Sul denominado como Padrão II. Alinha vermelha indica a trajetória do centro de alta e a azul do centro de baixa pressão.
60
O Padrão III, ciclogênese ao sul da costa do Uruguai com deslocamento para
sudeste foi o mais representativo, sendo responsável por 34% dos episódios. Na grande
maioria dos casos foi observada a presença de um centro de alta pressão à NW do ciclone
extratropical (Figura 42).
Figura 42: Trajetória de ciclone extratropical da América do Sul denominado como Padrão III. Alinha vermelha indica a trajetória do centro de alta e a azul do centro de baixa pressão.
O quarto e último padrão, ocorrido devido a presença de um centro de alta pressão
sobre o oceano acarretando em ventos de leste, ocorreu em aproximadamente 18% das
ressacas. Em Santa Carina estes eventos são popularmente conhecidos como “lestadas”,
por possuírem como característica ventos provenientes de L (Figura 43).
Figura 43: Trajetória de ciclone extratropical da América do Sul denominado como Padrão IV. Alinha vermelha indica a trajetória do centro de alta pressão.
61
Os demais casos, chamados de exceções por não se enquadrarem em nenhum dos
quatro padrões descritos acima apresentam um caso em que não foi possível observar
centros de alta e baixa pressão que possam ter atuado na formação da tempestade, porém
observa-se que a baixa pressão antártica encontra-se em latitudes mais baixas do que o
normal, aproximadamente entre 50º e 55ºS. Outra exceção foi assim classificada por poder
pertencer tanto ao Padrão I quanto ao Padrão III. Neste caso foram dois ciclones
extratropicais, um formado ao Sul do Uruguai e outro ao Sul da Argentina que se juntaram
aproximadamente nas coordenadas 45ºS e 38ºN. A última exceção corresponde aos casos
onde foi observado um centro de baixa pressão abaixo de 35ºS, próximo ao Sul do Brasil
(Figura 44).
Figura 44: Exceções de situações sinóticas responsáveis por gerar eventos de ressaca. Alinha vermelha indica a trajetória do centro de alta e a azul do centro de baixa pressão.
62
Conforme a Figura 45, observa-se que as maiores velocidades de vento ocorrem nas
tempestades causadas pelo Padrão II, seguido do Padrão IV, Padrão III e por último o
Padrão I. Porém nenhuma média dos quatro padrões demonstrou ser significativamente
diferentes das outras.
Figura 45: Médias das velocidades de ventos, e intervalos de confiança de 95%, dos eventos de
ressaca nos três padrões de trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010.
As ressacas dos Padrões I e III apresentaram ventos predominantes de S e SW, este
comportamento é explicado pelo centro de baixa pressão, destas duas situações, que está
situado mais ao Sul do Brasil. O Padrão II teve predominância de ventos de W, fato ocorrido
devido ao ventos acompanharem o centro de baixa pressão deste padrão, que migra de W
para L. Por último o Padrão IV é aquele que possui ventos de L e SE como os mais
significativos, resultado já esperado devido ao posicionamento do centro de alta pressão
sobre o Oceano Atlântico (Figura 46).
I II III IV
Padrão
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
Velo
cid
ade d
e V
ento
(m
/s)
63
Figura 46: Rosas dos ventos dos eventos de ressaca nos quatro padrões de trajetória de ciclones, no
período de 2001 à 2010.
64
Assim como na velocidade do vento, os Padrões II e IV obtiveram as maiores médias
de altura significativa de onda (Figura 47). As maiores Hs de onda nestes eventos ocorrem
devido ao posicionamento do ciclone e anticiclone geradores das ressacas, permanecerem
mais tempo próximos à região costeira, em comparação aos ciclones dos demais padrões.
Figura 47: Médias das alturas significativas de onda, e intervalos de confiança de 95%, dos eventos de ressaca nos três padrões de trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010.
Percebe-se semelhança entre as direções de onda dos Padrões I e III, que são
predominantemente de S; fato também explicado devido ao posicionamento do ciclone
extratropical que está ao Sul do Brasil. O Padrão II, onde o ciclone extratropical está se
deslocando para SE, demonstra ondas de SE e S como predominantes. Já ondas de SE e L
são as mais significativas nas ressacas do Padrão IV, confirmando que o centro de alta
pressão sobre o oceano é a causa da tempestade (Figura 48).
I II III IV
Padrão
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
4,2
Hs (
m)
65
Figura 48: Rosas direcionais de Hs dos eventos de ressaca nos quatro padrões
de trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010.
A Figura 49 apresenta as frequências das alturas de onda, a cada 0,5 m, ocorridas
em cada padrão de trajetória. Observa-se que os Padrões I e II são aqueles com maior
representatividade nas ondas superiores a 5,0 m. Já o Padrão IV se destaca por apresentar
pouca representatividade nas ondas menores que 3,0 m.
66
Figura 49: Histogramas de Hs dos eventos de ressaca nos quatro padrões de trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010.
O Período de pico apresenta os maiores valores no Padrão I e decresce até chegar
ao Padrão IV (Figura 50). Mais uma vez este resultado é devido a posição dos centros de
alta e baixa pressão responsáveis pela ocorrência da ressaca. No Padrão I a ciclogênese
ocorre ao Sul da Argentina, ou seja, a uma distância considerável, logo, quando as ondas
chegam à consta brasileira possuem valores de Tp mais elevados; por outro lado, as ondas
provenientes do Padrão IV possuem os menores valores de Tp devido à atuação do centro
de alta pressão ocorrer próximo à costa catarinense.
67
Figura 50: Médias das alturas significativas de onda, e intervalos de confiança de 95%, dos eventos de ressaca nos três padrões de trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010, no período de 2001
à 2010.
Em todos os padrões os mais elevados períodos de pico são provenientes das
direções S e SE (Figura 51). É importante ressaltar que as ondas de L do Padrão IV
possuem Tp em torno de 8,0 s à 10,0 s, reafirmando que seu local de formação está
próximo à região costeira.
I II III IV
Padrão
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
11,0
11,5
12,0
Tp (
s)
68
Figura 51: Rosas direcionais de Tp dos eventos de ressaca nos quatro padrões de
trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010.
As médias dos picos das marés observada, meteorológica e astronômica para cada
padrão de trajetória podem ser observadas na Figura 52. Os maiores níveis de maré
ocorrem nos Padrões I e III. O teste de Tuckey demonstrou que as marés observada e
meteorológica do Padrão I são significativamente maiores que as marés do nível IV. Esta
maré meteorológica negativa no Padrão IV, ocorre por devido ao centro de formação da
tempestade estar próxima ao litoral catarinense, não havendo um corredor de ventos que
possa ocasionar no aumento da elevação da maré, e devido aos ventos deste padrão serem
provenientes de L e não de S, que é o que ocorre em casos de maré meteorológica positiva.
Na Figura 53 observa-se a frequência de eventos que demonstraram maré
observada superior a 0,6 m e superior a 0,8 m. Os Padrões I à III apresentam mais de 50%
69
de seus eventos com níveis de maré superiores a 0,6 m, sendo que o padrão II foi o que
apresentou maior representatividade nos eventos superiores à 0,8 m (44%). Já o Padrão IV
demonstrou ter apenas 22% de seus eventos com maré superior a 0,6 m e nenhum evento
acima de 0,8 m.
Figura 52: Médias dos picos das marés observada, meteorológica e astronômica, e intervalos de confiança de 95%, dos eventos de ressaca nos quatro padrões de trajetória de ciclones, no período
de 2001 à 2010.
Figura 53: Frequência de eventos de ressaca com marés observadas superiores a 0,6 m e 0,8 m nos quatro padrões de trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010.
Maré observada
Maré meteorológica
Maré astronômicaI II III IV
Padrão de Trajetória
-0,3
-0,2
-0,1
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Nív
el de m
aré
(m
)
0
20
40
60
80
Padrão I Padrão II Padrão III Padrão IV
Frq
uê
nci
a d
e e
ven
tos
(%)
>= 0,6 m >= 0,8 m
70
A diferença observada entre as Figuras 50 e 51 demonstra que a maior média dos
picos da maré observada no Padrão I não se deve ao fato deste padrão apresentar valores
muito superiores aos demais padrões, mas sim devido ao tempo de permanência de uma
maré mais elevada neste padrão de trajetória.
O Padrão I apresenta esta média de maré meteorológica superior devido distância e
localização do ciclone extratropical responsável por causar a elevação do nível do mar. O
centro de baixa pressão encontra-se ao Sul do Brasil e a uma distância maior que os
ciclones dos demais padrões, logo, a pista de atuação do vento Sul nesta situação é maior,
acarretando numa elevação da maré mais acentuada.
As médias dos máximos valores de ventos, ondas e maré demonstram os maiores
valores de velocidade de vento e Hs no Padrão II; já as maiores médias dos máximos de Tp
e maré meteorológica e astronômica estão nas tempestades do Padrão I (Tabela 4).
Tabela 4: Médias das máximas, e desvios padrões, dos fatores meteorológicos e oceanográficos dos de eventos de ressaca nos quatro padrões de trajetória de ciclones, no período de 2001 à 2010.
Padrão I Padrão II Padrão III Padrão IV
Média máxima
Desvio Padrão
Média máxima
Desvio Padrão
Média máxima
Desvio Padrão
Média máxima
Desvio Padrão
Vel. Vento (m/s) 12,73 2,27 14,80 4,78 12,88 3,77 12,22 3,20
Altura significativa de onda (m)
4,49 1,18 4,71 1,44 4,28 1,17 4,56 1,06
Período de onda (s)
12,28 1,50 11,41 1,69 10,84 1,62 10,35 1,47
Pico de maré observada (m)
0,70 0,25 0,49 0,26 0,65 0,12 0,45 0,14
Pico de maré meteorológica (m)
0,33 0,17 0,15 0,14 0,22 0,10 0,09 0,06
Pico de maré astronômica (m)
0,43 0,08 0,38 0,13 0,45 0,09 0,41 0,13
71
7. CONCLUSÃO
Os eventos de ressaca ocorridos no Estado de Santa Catarina, entre Janeiro de
2001 e Dezembro de 2010, demonstraram uma média de seis eventos por ano. O mês de
Maio foi aquele apresentou a maior incidência de ressacas por se tratar do período de maior
ocorrência de ciclogêneses na América do Sul. Os municípios mais afetados pelas ressacas
foram Florianópolis, Balneário Camboriú, Balnerário Barra do Sul e Balneário Barra Velha.
Estas cidades possuem áreas intensamente ocupadas na região próxima ao mar e por isso
possuem maior número de registros deste tipo de evento.
Os ventos incidentes durante as ressacas demonstraram ampla origem de direção,
sendo provenientes desde o W até o L. Porém, os de maiores intensidade são de W e SW,
originados pela passagem de fortes frentes frias. As ondas são predominantemente de S e
SE devido ao posicionamento do ciclone extratropical que deu origem è tempestade estar
localizado à SE de Santa Catarina. Já a altura significativa de ondas demonstrou uma média
de 4,41 m, valor superior à Hs média descrita para a região Sul do Brasil que fica em torno
de 2,0 m. A média dos períodos de onda de quase 10,0 s demonstra que, em geral, o centro
de formação da tempestade está distante do litoral catarinense. Dos eventos analisados
43% demonstraram maré observada superior a 0,6 m e 73% ocorreram em períodos de
maré de sizígia.
A análise temporal demonstra uma diferença bem pronunciada entre os meses de
Outono-Inverno e Primavera-Verão. No primeiro grupo ocorre não apenas o maior número
de incidência de ressacas, como também as maiores alturas significativas de onda e de
maré observadas, caracterizando a ocorrência de ressacas mais intensas.
O Norte do Estado demonstra ser a região com maior número de registros de
ressacas por possuir uma orla intensamente ocupada. O Centro do Estado apresenta menor
incidência destes episódios por estar parcialmente protegido pela ilha de Florianópolis. Por
último, o Sul é a região de menor freqüência registrada, uma vez que seu litoral não é tão
ocupado, fazendo com que as ressacas desta região não causem tantos prejuízos.
Entretanto é no Sul e Centro de Santa Catarina que ocorrem os eventos com maiores
alturas significativas de onda isto ocorre, pois a região Norte encontra-se mais protegida das
ondas de Sul.
Cerca de 90% das ressacas foram ocasionadas por ciclones que seguem uma das
quatro trajetórias descritas por Machado (2010); o Padrão III, com ciclogênese ao Sul do
Uruguai e deslocamento para SE foi o de maior representatividade. As tempestades dos
Padrões II e IV são as que possuem maiores valores de Hs devido ao deslocamento do
ciclone e anticiclone, respectivamente, que é em direção à Leste; nestes padrões de
72
trajetória os centros de pressão permanecem mais tempo próximos ao litoral e acabam
ocasionando num impacto mais pontual. Porém as tempestades do Padrão IV são menos
intensas que as do Padrão II por possuírem marés meteorológicas pouco representativas,
fato que se deve a formação da tempestade ser uma centro de alta e não de baixa como
ocorre nos demais padrões. Já o Padrão I apresentou as maiores marés meteorológicas,
pois o deslocamento do ciclone extratropical para L da Argentina propicia uma maior
distância até Brasil, em comparação aos ciclones dos demais padrões; desta forma a pista
de atuação do vento é maior, acarretando num nível de maré mais elevado.
O litoral de Santa Catarina continuamente sofre com episódios de ressacas, estes
eventos possuem diferentes características quando comparadas as três regiões do Estado,
as estações do ano, ou os padrões de trajetória de ciclones responsáveis pelas ressacas.
Em certos parâmetros e grupos estas características são significativamente diferentes; estes
resultados poderão servir como suporte para projetos ou sistemas que visem alertar a
ocorrência e mitigar os danos causados pelas ressacas no estado catarinense.
8. SUGESTÕES
Realizar a análise sinótica os eventos de tempestades utilizando um sistema de
rastreamento automático.
Utilizar um modelo de águas rasas para a análise do clima de ondas dos episódios de
ressaca.
73
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