Brazilian high energy waves climate based on past 41 years using ECMWF ERA5 reanalysis Dataset.

Authors

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v32i19.16156

Keywords:

Circulação Atmosférica, Potência de ondas, Sazonalidade

Abstract

Over the last decade, many studies have used wind and waves records to determine the climatology throughout the Brazilian coast. Nonetheless, there is a scarcity of climatology for high energy waves, as the simulations of these events are frequently elaborated in regional scales related to specific events. The reanalysis with data assimilation measured in loco enables databases to be permanently updated, generating more accurate results. This study aims to characterize the climate of storm waves in the Brazilian coast, using the reanalysis database ERA5 ECMWF. Storm waves were defined as waves of superior or equal height to the average of 5% of the highest waves in the databases (≥H5%). The results show that the occurrence and duration of storm waves are similar along the Brazilian coast. On average, there is the occurrence of ten events per year with an average duration of 20 hours. However, each one presents waves of different characteristics throughout the Brazilian shore. Two distinct patterns of power and incidence of storm waves were identified. The South and Southeast regions present a severer waves climate, while states in the Northeast region present a softer waves climate. Such behavior is influenced by the atmospheric systems responsible for generating such waves. These systems also abide to the seasonal pattern of power increase and reduction of storm waves throughout the Brazilian shore.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Branco Mateus Murata Eguchi, Universidade Federal do Espírito Santo

Graduado em Oceanografia pela Universidade Federal do Espirito Santo em 2015. Mestre em Oceanografia Ambiental pela Universidade Federal do Espírito Santo. Doutorando em Oceanografia Ambiental pela Universidade Federal do Espírito Santo. Foco de trabalho em hidrodinâmica costeira.

Leonardo Klumb-Oliveira, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia

Oceanógrafo, doutor em Geografia Física (UFRJ, 2015). Professor Adjunto da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB), atuando nas áreas de Ciências Ambientais, Oceanografia e Geomorfologia. Atualmente trabalhando em projetos de mudanças meteoceanográficas do litoral sudeste do Brasil e sedimentologia costeira.

References

ATAN, Reduan; GOGGINS, Jamie; NASH, Stephen. A detailed assessment of the wave energy resource at the atlantic marine energy test site. Energies, v. 9, n. 11, p. 967, 2016.

BULHÕES, Eduardo et al. Coastal Impacts Induced by Storm Waves between Cape Frio and Cape Buzios, Rio de Janeiro, Brazil. Journal of Coastal Research, n. 75 (10075), p. 1047-1051, 2016.

CANDELLA, Rogério Neder; SOUZA, Shirley Marques Lima. Extreme ocean waves at the southeastern Brazilian coast generated by an abnormal trajectory cyclone in may, 2011. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 28, p. 441-456, 2013.

CARDOZO, Amanda Balbino et al. Climatologia de frentes frias na América do Sul e sua relação com o modo anular sul (Climatology of cold fronts over South America and its relation with the southern annular mode). Revista Brasileira de Climatologia, v. 17, 2015.

CASTELLE, Bruno et al. Foredune morphological changes and beach recovery from the extreme 2013/2014 winter at a high-energy sandy coast. Marine Geology, v. 385, p. 41-55, 2017.

CHAWLA, Arun; SPINDLER, Deanna; TOLMAN, Hendrik. 30 Year Wave Hindcasts using WAVEWATCH III with CFSR winds, Phase 1. NOAA/NWS/NCEP/MMAB. Maryl. USA, v. 23, 2012.

DA SILVEIRA PEREIRA, Nair Emmanuela; KLUMB-OLIVEIRA, Leonardo Azevedo. Analysis of the influence of ENSO phenomena on wave climate on the central coastal zone of Rio de Janeiro (Brazil). Revista de Gestão Costeira Integrada-Journal of Integrated Coastal Zone Management, v. 15, n. 3, p. 353-370, 2015.

DE SOUZA, Taís Almeida; BULHÕES, Eduardo; DA SILVA AMORIM, Isadora Borges. Ondas de tempestade na costa Norte Fluminense. Quaternary and Environmental Geosciences, v. 6, n. 2, 2016.

DURAN, Ruth et al. Morphological changes, beach inundation and overwash caused by an extreme storm on a low-lying embayed beach bounded by a dune system (NW Mediterranean). Geomorphology, v. 274, p. 129-142, 2016.

EARLIE, Claire; MASSELINK, Gerhard; RUSSELL, Paul. The role of beach morphology on coastal cliff erosion under extreme waves. Earth Surface Processes and Landforms, v. 43, n. 6, p. 1213-1228, 2018.

EGUCHI, Branco; ALBINO, Jacqueline. Influência dos Modos de Variabilidade Climática Sobre Eventos De Ressacas No Litoral Sul Do Espírito Santo, Brasil. Revista Brasileira de Climatologia, v. 28, p. 165-183, 2021.

GAN, Manoel Alonso; RAO, Vadlamudi Brahmananda. Surface cyclogenesis over south America. Monthly Weather Review, v. 119, n. 5, p. 1293-1302, 1991.

GODOI, Victor; PARENTE, Carlos; TORRES, Audálio. An overview of events of high sea waves at the mouth of Guanabara Bay. Pan-Amamerican Journal of Aquatic Science., v. 9, n. 2, p. 70-87, 2014.

GONÇALVES, Marta; MARTINHO, Paulo; SOARES, C. Guedes. Assessment of wave energy in the Canary Islands. Renewable Energy, v. 68, p. 774-784, 2014.

HERBICH, John; WALTERS, Tom. Wave climate. In: Climatology. Encyclopedia of Earth Science. Springer, Boston, MA. https://doi.org/10.1007/0-387-30749-4_195. 1987.

HERSBACH, Hans. 2018: ERA5 hourly data on single levels from 1979 to present. In: COPERNICUS CLIMATE CHANGE SERVICE (C3S) CLIMATE DATA STORE (CDS). Disponível em: https://cds.climate.copernicus.eu. Acesso em: 03 fev. 2021.

INNOCENTINI, Valdir et al. Marulhos no litoral norte do Brasil gerados por furacões: Caso de 24 de outubro de 1999. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 16, n. 2, p. 177-186, 2000.

INNOCENTINI, Valdir et al. The incident ocean waves in the northeastern Brazilian coast associated with eastern African atmospheric disturbances. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 20, p. 367-374, 2005.

KLUMB-OLIVEIRA, Leonardo; FUKAI, Denise. A reanálise e sua utilização como ferramenta para o gerenciamento. In: MUEHE, D.; LINS-DE-BARROS, F. M.; PINHEIROS, L. Geografia Marinha: oceanos e costas na perspectiva de geógrafos. Rio de Janeiro: PGGM, 2020. p. 154-169. ISBN 978-65-992571-0-0.

KLUMB-OLIVEIRA, Leonardo; DA SILVEIRA PEREIRA, Nair Emmanuela; LEÃO, Rafael Rocha. Morfodinâmica multitemporal em praia refletiva no litoral centro-norte do RJ, em resposta ao clima de ondas regional. Revista Brasileira de Geomorfologia, v. 16, n. 1, 2015.

LINS-DE-BARROS, Flavia Moraes; KLUMB-OLIVEIRA, Leonardo; LIMA, Rafael. Avaliação histórica da ocorrência de ressacas marinhas e danos associados entre os anos de 1979 e 2013 no litoral do estado do Rio de Janeiro (Brasil). Journal of Integrated Coastal Zone Management/Revista de Gestão Costeira Integrada, v. 18, n. 2, p. 85-102, 2018.

LÜBBECKE, Joke et al. Variability in the South Atlantic anticyclone and the Atlantic Niño mode. Journal of Climate, v. 27, n. 21, p. 8135-8150, 2014.

MACHADO, Jeferson et al. Condições atmosféricas associadas a eventos de ressaca no litoral sul e do sudeste do Brasil durante o El Niño 2015/2016. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 34, p. 529-544, 2020.

MARINHA DO BRASIL. Centro de Hidrografia da Marinha do Brasil – Dados PNBOIA. Disponível em: https://www.marinha.mil.br/chm/dados-do-goos-brasil/pnboia-mapa. Acesso em: 06/05/2021.

OLIVEIRA, Bruna et al. A high-resolution wave hindcast off Santa Catarina (Brazil) for identifying wave climate variability. Regional Studies in Marine Science, v. 32, p. 100834, 2019.

PARDING, Kajsa et al. Statistical projection of the North Atlantic storm tracks. Journal of Applied Meteorology and Climatology, v. 58, n. 7, p. 1509-1522, 2019.

PARISE, Cláudia; CALLIARI, Lauro Júlio; KRUSCHE, Nisia. Extreme storm surges in the south of Brazil: atmospheric conditions and shore erosion. Brazilian Journal of Oceanography, v. 57, p. 175-188, 2009.

PIANCA, Cássia; MAZZINI, Piero Luigi; SIEGLE, Eduardo. Brazilian offshore wave climate based on NWW3 reanalysis. Brazilian Journal of Oceanography, v. 58, p. 53-70, 2010.

REBOITA, Michelle Simões; MARRAFON, Vitor Hugo. Ciclones Extratropicais: o que são, climatologia e impactos no Brasil. Terræ Didatica, v. 17, 2021.

REBOITA, Michelle Simões; ROCHA, Rosmeri Porfírio da; AMBRIZZI, Tércio. Climatologia de ciclones sobre o Atlântico Sul utilizando métodos objetivos na detecção destes sistemas. In: CONGRESSO ARGENTINO DE METEOROLOGIA. 2005.

REGUERO, Borja et al. A Global Ocean Wave (GOW) calibrated reanalysis from 1948 onwards. Coastal Engineering, v. 65, p. 38-55, 2012.

SATYAMURTY, Prakki; MATTOS, Luiz Fernando de. Climatological lower tropospheric frontogenesis in the midlatitudes due to horizontal deformation and divergence. Monthly Weather Review, v. 117, n. 6, p. 1355-1364, 1989.

SILVA, Alex Costa da et al. Características das ondas" Sea" e" Swell" observadas no litoral do Ceará-Brasil: variabilidade anual e inter-anual. Tropical Oceanography, v. 39, n. 2, p. 123-132, 2011.

SINCLAIR, Mark. An objective cyclone climatology for the Southern Hemisphere. Monthly Weather Review, v. 122, n. 10, p. 2239-2256, 1994.

SUN, Xiaoming; COOK, Kerry; VIZY, Edward. The South Atlantic subtropical high: climatology and interannual variability. Journal of Climate, v. 30, n. 9, p. 3279-3296, 2017.

TALJAARD, Hanes. Development, distribution and movement of cyclones and anticyclones in the Southern Hemisphere during the IGY. Journal of Applied Meteorology and Climatology, v. 6, n. 6, p. 973-987, 1967.

YOU, Zai-Jin; LORD, Doug. Influence of the El Niño–Southern Oscillation on NSW Coastal Storm Severity. Journal of Coastal Research, n. 24 (10024), p. 203-207, 2008.

Downloads

Published

27/04/2023

How to Cite

Eguchi, B. M. M., & Klumb-Oliveira, L. (2023). Brazilian high energy waves climate based on past 41 years using ECMWF ERA5 reanalysis Dataset. Brazilian Journal of Climatology, 32(19), 544–565. https://doi.org/10.55761/abclima.v32i19.16156

Issue

Vol. 32 (2023)

Section

Artigos

License

A aprovação dos artigos implica a aceitação imediata e sem ônus de que a Revista Brasileira de Climatologia terá exclusividade na primeira publicação do artigo. Os autores continuarão, não obstante, a deter os direitos autorais. Os autores autorizam também que seus artigos sejam disponibilizados em todos os indexadores aos quais a revista está vinculada.

Os autores mantém seus direitos de publicação sem restrições

A Comissão Editorial não se responsabiliza pelos conceitos ou afirmações expressos nos trabalhos publicados, que são de inteira responsabilidade dos autores.

A Revista Brasileira de Climatologia oferece acesso livre imediato ao seu conteúdo, seguindo o entendimento de que disponibilizar gratuitamente o conhecimento científico ao público proporciona maior democratização do conhecimento e tende a produzir maior impacto dos artigos publicados. Os artigos publicados na revista são disponibilizados segundo a Licença Creative Commons CC-BY-NC 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/). Segundo essa licença é permitido acessar, distribuir e reutilizar os artigos para fins não comerciais desde que citados os autores e a fonte. Ao submeter artigos à Revista Brasileira de Climatologia, os autores concordam em tornar seus textos legalmente disponíveis segundo essa licença