Estudo da influência de frentes frias sobre a circulação e os processos de estratificação e mistura no reservatório de Itumbiara (GO): um enfoque por modelagem hidrodinâmica e sensoriamento remoto

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Marcelo Pedroso Curtarelli
• Orientador(a): Camilo Deleles Rennó, Enner Herenio de Alcântara
• Banca de defesa: José Luiz Stech, Arcilan Trevenzoli Assireu
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Sensoriamento Remoto
• País: BR
• Resumo em Inglês: The hypothesis that motivated the accomplishment of this research was: \textquotedblleft {the cold front passages are important events in the processes that control the hydrodynamics, thermal structure and mixture regime of the Itumbiara´s hydroelectric reservoir}\textquotedblright. Thus, the objective of this work was to study the influence of cold fronts passages on the physical processes within the water column in Itumbiara´s reservoir. In order to get a better understanding of the physical response in the reservoir a synergistic approach among remote sensing techniques, \textit{in situ} data (ground data and telemetric data) and three- dimensional hydrodynamic modelling was used. The period chosen for this study consists of 49 days between 28/04/2010 and 15/06/2010 and was defined based on information of Brazilian Centre for Weather Forecasting and Climate Studies (CPTEC) and visual interpretation of GOES 12 images. During this period, five cold fronts passages were identified, which allowed us to analyze the cumulative effect of cold fronts and reservoir´s resilience in the days between passages. The surface heat fluxes obtained by MODIS Water Surface Temperature product (M*D11A1) showed that losses of sensible and latent heat can be up to four times greater during the occurrence of cold fronts than those observed in the days before and after the passages. The results of simulation performed with three-dimensional hydrodynamic model (Estuary, Lake and Coastal Ocean Model - ELCOM) showed that the cold fronts are able to change the direction of surface and subsurface currents, influencing the movement of water at different depths. Moreover, the cold front passages promote the erosion of thermocline, providing partial or complete mixing of the water column, and also changes the mixing regimes, that dominated by buoyancy forces becomes dominated by the wind stirring and convective processes. Thus, we conclude that the passages of cold fronts are important events that affect the hydrodynamics, thermal structure and mixture regime in Itumbiara´s hydroelectric reservoir. The effects of cold fronts passages may result in changes of water quality in reservoir.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2012/01.27.00.30

A hipótese que motivou a realização deste trabalho foi a de que a passagem de frentes frias são eventos importantes nos processos que controlam a hidrodinâmica, a estrutura térmica e o regime de mistura do reservatório da UHE Itumbiara. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a influência da passagem das frentes frias sobre os processos físicos na superfície e coluna d´água do reservatório da UHE Itumbiara/GO. A fim de obter uma melhor compreensão da resposta física do reservatório, tanto nos processos de superfície como nos de subsuperfície, foi utilizada uma abordagem sinérgica entre técnicas de sensoriamento remoto, coleta de dados hidrometeorológicos e limnológicos em alta frequência transmitidos telemétricamente e modelagem hidrodinâmica tridimensional. O período escolhido para o estudo foi definido com base em informações do boletim Climanálise do CPTEC e interpretação visual de imagens do satélite GOES 12, compreendendo 49 dias entre 28/04/2010 e 15/06/2010. Durante este período foram identificadas cinco passagens de frentes frias, o que permitiu analisar o efeito acumulativo das frentes frias e a resiliência do reservatório nos dias entre as passagens. Os fluxos de calor superficiais obtidos por meio do produto MODIS para temperatura da superfície da água (M*D11A1) mostraram que as perdas de calor sensível e latente podem ser até 4 vezes maior durante a ocorrência de frentes frias. Os resultados da simulação hidrodinâmica tridimensional, realizada com o modelo ELCOM, mostraram que as frentes frias são capazes de alterar o sentido das correntes de superfície e subsuperfície, influenciando a circulação da água em diferentes profundidades. Além disso, ajudam a promover a erosão da termoclina, proporcionando a mistura parcial ou completa da coluna d´água. Também modificam os regimes de mistura na coluna d´água, que de dominado pelo \textit{buoyancy} passa a ser dominado pelo atrito do vento e por processos convectivos. Assim se conclui que as passagens de frentes frias afetam a hidrodinâmica, estrutura térmica e regimes de mistura, podendo resultar em alterações na qualidade da água do reservatório da UHE Itumbiara.