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Tese

Water pathways and renewal in a subtropical estuarine-lagoon complex (2024)

  • Authors:
  • Autor USP: BIROCCHI, PAULA - IO
  • Unidade: IO
  • Sigla do Departamento: IOF
  • Subjects: OCEANOGRAFIA FÍSICA; ESTUÁRIOS; MODELOS NUMÉRICOS DE CIRCULAÇÃO
  • Language: Inglês
  • Abstract: As projeções de mudanças climáticas têm o potencial de alterar o regime de chuvas na América do Sul, o que pode afetar localmente a vazão dos rios que fluem para as regiões estuarinas. Considerando isso, a motivação deste estudo é compreender a variabilidade do fluxo de água e a dispersão de partículas sob mudanças climáticas e a ocorrência de possíveis eventos extremos em um estuário complexo. O Complexo Estuarino-Lagunar Cananéia-Iguape (CELCI), situado na costa sudeste do Brasil, foi escolhido como exemplo para aplicação dos métodos deste estudo. Primeiramente, como os dados de descarga fluvial não estavam disponíveis para a bacia hidrográfica local, desenvolvemos um modelo de regressão linear múltipla para obter estimativas de vazão a partir de dados de precipitação com um skill de 0,92. Utilizando esses resultados, foram realizados experimentos utilizando um modelo numérico hidrodinâmico com valores de skill variando de 0,80 a 0,94 para salinidade, 0,57 a 0,84 para correntes, e 0,93 para elevação total do nível do mar. O fluxo de água foi calculado para três seções transversais estuarinas integrando os fluxos através delas. O nível do mar modelado foi utilizado para classificar o CELCI como hipersíncrono, com amplitudes de maré aumentando estuário adentro. Reproduzimos a variabilidade da vazão do rio em cenários de mudanças climáticas. Detectamos que uma futura diminuição de 5% (Setembro SSP126) e 25% (Setembro SSP585), e um aumento de 5% (Junho SSP126) e 15% (Junho SSP126) na vazão do rio, causaram mudanças nos fluxos de água estuarina. Os resultados mostram fluxos de água mais elevados durante os períodos de descarga fluvial mais forte, particularmente notáveis durante a ressaca anômala de agosto de 2016, quando houve uma intensa precipitação.(Continua)(Continua) Além da influência da descarga fluvial, o CELCI também é influenciado pelas marés e, por isso, nós também comparamos os fluxos de água obtidos nos cenários futuros entre as marés de quadratura e sizígia, e entre as marés vazantes e enchentes. Houve um aumento no fluxo de água durante a sizígia em comparação com a quadratura de aproximadamente 7%, 5% e 1%, nas seções transversais norte, sul e do canal Valo Grande (CVG), respectivamente. Os fluxos de vazante, com valor médio de aproximadamente 163 m3.s-1 foram 24% significativamente (valor p<0,05) mais fortes do que durante a maré enchente, que apresentou valor médio de 124 m3.s-1, que caracteriza estuários dominados para maré vazante. Quantificamos o percentual de fluxo de água em cada canal que está conectado ao canal estuarino principal, considerando todos os cenários estudados. A desembocadura norte foi identificada como a via dominante para o transporte de água, com aproximadamente 68,2% do total que flui no estuário. Os resultados do modelo hidrodinâmico foram utilizados como entrada para o modelo lagrangeano Opendrift para os mesmos cenários. Os tempos de descarga e de residência foram calculados e mapas de distribuição do tempo de residência foram realizados para cada cenário. O tempo de descarga variou de 1,4 a 2,1 dias para a desembocadura norte e entre 6 e 21,7 dias para a entrada sul, dependendo principalmente da descarga do rio. O tempo de residência e-folding apresentou valor mínimo de 6,3 dias durante a ressaca de agosto, e valor máximo de 25 dias durante o bloqueio atmosférico entre janeiro e fevereiro de 2014. O maior tempo de residência foi detectado próximo à cidade de Pedrinhas, onde ocorre a amplificação da maré. O tempo de residência e-folding e o tempo de descarga foram comparados com os decaimentos bacterianos de Enterococcus e coliformes termotolerantes para entender o impacto da poluição de esgoto neste sistema. As concen(Continua) As concentrações de bactérias decaíram para zero antes que as partículas fossem lançadas para fora do estuário, em todos os cenários. Após obter concentrações de bactérias, identificamos o entorno do CVG como a região mais poluída do CELCI. As concentrações mais elevadas foram medidas durante as marés vazantes e de quadratura, que ultrapassaram os limites empregados pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB). Concluímos que o CELCI é um depurador da poluição de esgoto onde as bactérias se decompõem e morrem, e a matéria orgânica se acumula. Este estudo fornece ferramentas e resultados sobre as condições futuras e extremas na hidrodinâmica e no acúmulo de partículas poluentes em um estuário complexo subtropical, importante para estratégias sustentáveis de gestão do ecossistema em meio a mudanças nas condições climáticas.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 06.09.2024
    • Acesso à fonte
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    • ABNT

      BIROCCHI, Paula. Water pathways and renewal in a subtropical estuarine-lagoon complex. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2024. Disponível em: https://doi.org/10.11606/T.21.2024.tde-11122024-160234. Acesso em: 28 dez. 2025.

    • APA

      Birocchi, P. (2024). Water pathways and renewal in a subtropical estuarine-lagoon complex (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://doi.org/10.11606/T.21.2024.tde-11122024-160234

    • NLM

      Birocchi P. Water pathways and renewal in a subtropical estuarine-lagoon complex [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: https://doi.org/10.11606/T.21.2024.tde-11122024-160234

    • Vancouver

      Birocchi P. Water pathways and renewal in a subtropical estuarine-lagoon complex [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: https://doi.org/10.11606/T.21.2024.tde-11122024-160234

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