MODELAGEM DE ESTRUTURAS CONVERGENTES DO CAMPO SUPERFICIAL DE CORRENTES NA BACIA DE CAMPOS (RJ): POR SENSORIAMENTO REMOTO

Abstract

Este trabalho apresenta resultados e análises que indicam, mais claramente, a capacidade da estrutura convergente do Campo Superficial de Correntes (CSC), induzida pela interação frontal da Corrente do Brasil e a circulação litorânea (no mar da Bacia de Campos), de capturar poluentes superficiais. A caracterização da estrutura convergente do campo é feita mediante a simulação de trajetórias de partículas com um modelo estocástico de transporte (processo não-homogêneo de Wiener-Levy), que permite que o componente advectivo, fornecido pelo CSC, seja não-uniforme. O CSC estimado a partir de imagens infravermelhas seqüenciais dos satélites NOAA, mediante o método da Correlação Cruzada Máxima (CCM), é estacionário e com difusão turbulenta desprezível. O sucesso do método da CCM, utilizado para se estimar o CSC, usando como traçadores as feições espaciais do campo térmico superficial marinho, depende de correção e registro precisos das imagens, e das condições para uma boa conservação da "identidade" dos traçadores (tamanho de traçador e tempo entre imagens). Condições que são suficientemente satisfeitas no mar da Bacia de Campos. A análise das trajetórias das partículas mostra, no CSC estimado, claras estruturas de caráter estacionário, de acordo com dois padrões: um de inverno, dominado por uma linha de convergência e outro de verão, dominado por um meandro. Coerente com estes padrões tem-se também dois padrões de áreas de influência e de captura: o de inverno, dominado pela linha de convergência e o de verão, pelo meandro. Considerando-se que as áreas de influência e captura são quase totalmente controladas pela "difusão advectiva" (determinística), induzida pelas estruturas convergentes do CSC, espera-se que elas abocanhem 90% das substâncias flutuantes que eventualmente possam ser geradas dentro de seus limites, como óleo, produto de derrames acidentais e/ou de acumulação de vazamentos contínuos.

Keywords :trajetória de partículas; transporte de contaminantes; modelo advecto-difusivo; imagens de satélite; correlação cruzada; Bacia de Campos.

ABSTRACT

This paper presents results and analyses that indicate, more clearly, the ability of the convergent structure of the Surface Currents Field (CSC) of capturing superficial pollutants. This convergent structure is induced by the frontal interaction of the Brazil Current and the coastal circulation in the off-shore Campos Basin. The characterization of the convergent structure of the CSC is made by particle tracking simulation with a stochastic transport model, parameterized with Wiener-Levy nonhomogeneous process, so that it allows that the advective component, supplied by CSC, be nonuniform. The CSC derived from sequential infrared images of the NOAA satellites, by Maximum Cross Correlation method (CCM), is stationary and with negligible turbulent diffusion. The success of the CCM method for estimating CSC, depends on the perfect correction and registration of the images, as well as on the conditions for a good conservation of the "identity" of the tracers (size of tracer and time between images). These conditions are sufficiently satisfied for the off-shore Campos Basin and the used images. The analysis of the particle tracking from CSC estimates, show clear structures of stationary character, following two patterns: a winter pattern, where the dominant structure is a convergence line and a summer pattern, where the convergent structure is controlled by a meander. In agreement with these convergence patterns, there are also two patterns for both the influence and capture areas: the winter season is dominated by the convergence line and summer season by the meander. Considering that the influence and capture areas are almost totally controlled by the "advective diffusion" (deterministic), induced by the convergent structures of CSC, it is expected that they absorb 90% of the floating substances that eventually can be generated inside their limits, as oil originated by accidental spills or seep accumulation.

Keywords :particle tracking; pollutant transport; advection-diffusion model; satellite images; cross correlation; Campos Basin.