Calibração e validação do modelo espectral de previsão da agitação marítima SWAN em zonas costeiras

Dissertação mest., Oceanografia, Universidade do Algarve, 2009

A previsão das condições de agitação marítima assume, cada vez mais, um papel preponderante na evolução da economia, associada à exploração dos recursos marinhos ou costeiros. Por esta razão, torna-se estritamente necessário, compreender os fenómenos oceânicos com implicações neste campo, bem como melhorar a previsão de situações de risco ou possivelmente condicionantes para estas actividades. Com este intuito, procedeu-se à calibração do modelo espectral de previsão da agitação marítima SWAN (Simulating WAves Nearshore), para uma zona de transição entre águas profundas e zonas costeiras. De forma a optimizar este processo, recorreu-se à metodologia de calibração inversa, através da utilização do modelo MICUT (Model Independent Calibration and Uncertainty Analysis Toolbox), que recorre ao algoritmo de Levenberg-Marquardt, e pode ser utilizado na resolução de problemas não lineares de mínimos quadrados. No decorrer deste processo foram analisadas as diferentes formulações existentes no modelo SWAN, utilizadas para resolver os diferentes fenómenos físicos, que descrevem a propagação da agitação no oceano. Os resultados alcançados representam uma melhoria significativa na exactidão do modelo SWAN, tendo sido obtida uma redução bastante expressiva do erro associado à previsão da altura significativa, bem como um novo conjuntos de parâmetros para as diferentes formulações. No decorrer deste trabalho, é notório o recente desenvolvimento do modelo, através da introdução da formulação de Westhuysen, que descreve a geração de ondas por acção do vento e controla a dissipação de energia por rebentação parcial (whitecapping). Esta formulação apresenta um nível de exactidão bastante elevado, com um erro médio bastante inferior às restantes formulações, sendo esta diferença mais notória em situações em que as condições de agitação apresentem uma mistura entre vaga e ondulação, situação recorrente na costa Portuguesa.