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INFLU~NCIA
DO VENTO NA LAGOA
MUNDAÚ/AL
ROBERALDO CARVALHO DE SOUZA - EEMjCTECjUFAL
ABSTRACT
The Mundaú lagoon, located in 'southeast of Maceio cit~
(capital of the state of Alagoas), has an area of 27 Km
and is of part one most beautiful and richest ecosystem,
called Complex Estuarine Mundau-Manguaba, in nutrients
in Brazil. The comprehension of the process affecting
the distribution and the variability of the solid particles in Mundau lagoon, depends on a series of parameters
of physical,biological, chemistry and geological nature.
The aim of this work is to present some statistical paparameters, like Mean, Standard Deviation, Energy Power
Spectrum, etc., related to the the wind in the Mundau
lagoon region, in order to elucidate the role of the
wind in the circulation and water estratification in the
lagoon.
1. Introdução. A Lagoa Mundaú, possuindo urna área de 27 Km 2 , fi~a
situada a sudoeste da cidade de Maceió e fuz parte de um dos
ecossistemas mais bonitos e mais ricos em nutrientes do Brasil,
conhecido como Complexo Estuarino Lagunar Mundaú-Manguaba, ver
figura 1. E' uma região de aporte de nutrientes carreados pelos
cursos d'água interioranos o que origina um ecossistema altamente
produtivo, onde se desenvolve uma série de organismos que constituem em importante fonte alimentar para as comunidades que
vivem às margens dessa lagoa, as quais não somente o sustento,
mas também a
utiliza como via de escoamento do produto de
exploração. Dentre os recursos naturais renováveis explorados na
lagoa Mundaú, o sururu (Mytella falcata) é a mais representativa
da riqueza da região. Além deste recurso, a pesca de diversas
espécies de peixe, moluscos, crustáceos compõem um quadro variado
de fontes para a população. Infelizmente vem sendo constatado ao
longo dos anos um processo de desequilíbrio ecológico, o qual vem
gerando sérios distúrbios sociais.
Esse trabalho faz parte de um projeto mais amplo que
tem corno objetivo fornecer através de conhecimentos de
estatIstica básica, subsIdios para a elaboração de urna padronização científica no sentido de orientar os orgãos estaduais e
federais no controle da qualidade das águas na lagoa Mundaú/AI.
2.Metodologia. Morretin (1982) define urna série temporal corno um
conjunto de observações ordenadas no tempo. Nas construções dos
modelos para as séries temporais podemos citar aqueles no domlnio
das frequências (modelos não parâmetros) .
Os
modelos paramétricos são utilizados para fins de previsão e
controle, Koopman (1974). Enquanto que no domlnio das frequências
temos a Análise Espectral com inúmeras aplicações no campo da
Física e Engenharia, Bendat & Piersol (1971).
Neste trabalho foi usado o modelo não paramétrico,
levando-se em conta as definicões de Média. Variância. Desvio
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Padrão, Covariância e Densidade Espectral de Potência corno descritas no livro de Bendat & Piersol (1971).
h
Resultados g Discussões. Os dados de vento foram obtidos do
INPH (1984 e 1985), onde a estação meteorológica ficava situa<i,l
no ponto (6) con f orme mostrada na figura 1. Es s es dad o s
(intensidade e direção) obtidos a cada hora além de pré-processados foram decompostos, ver Souza (1985), de tal modo à transformarem-se em duas séries temporais discretas, correspondendo as
componentes das velocidades na direção vertical (Norte-sul Verdadeiro) e lateral (Leste-Oeste Verdadeiro). Em linguagem estatística, isto significa dizer que, daqui por diante, trabalharemos
com suas séries temporais discretas, as quais denotaremos por Y
(direção Norte) e X (direção Leste), para cada campanha. Essas
campanhas conforme relatórios do INPH - PETROBRÁS, foram realizadas nos per iodos de 20/06 a 05/07 de 1984 e de 01/02 a 28/02 de
1985 com o objetivo de se conhecer melhor os fenômenos meteorológicos e fisicos na Lagoa Mundaú e suas relações em duas
estações distintas do ano (inverno e verão).
A figura 2 mostra os valores médios horários das
tensões cisalhantes na interface Lagoa-Ar nas direções X e Y,
para um dos per iodos de medição. Esses valores foram calculados
de acordo com a fórmula empirica descrita por Reid e Bodine
(1968), citada no trabalho de Rosa (1982), isto é,
Tx
=
dkv 2 cos cp
e
Ty
=
dkv 2 sen cp
onde d é a densidade do ar, k é urna constante que depende da
velocidade critica do vento (v = 7rn/s) e cp é o ângulo entre a
direção do vento e o eixo dos x. Como podemos notar por essas
figuras, a tensão na direção x tem a mesma ordem de grandeza da
direção y. Observando os resultados entre as duas campanhas,
notamos que, as tensões na primeira campanha (ano de 1984) possuem maiores intensidades do que aquelas da segunda (ano de 1985).
Como o vento posui uma grande influência na circulação das águas
na lagoa, Ferreira & Souza (1989), é de se esperar que nessa
época do ano (inverno) o vento predomine sobre os outros parâmetros fisicos e meteorológicos que influênciam a dinâmica da Lagoa
Mundaú.
A figura
3 mostra os valores dos coeficientes de
autocorrelação em função do tempo de retardo para urna das campanhas. Corno pode-se observar, os valores de Rx
(t) são maiores
que Ry (t). Existe urna relação entre a escala de tempo de dissipação da turbulência e a forma da curva do coeficiente de autocorrelação no vértice. Essa escala de tempo é urna medida das
mudanças rápidas nas flutuações da velocidade em torno da média.
Desse modo, é esperado encontrar urna relação direta entre essa
escala de tempo e as maiores frequências ocorrendo nas
flutuações. Essa escala também representa uma medida do tamanho
médio dos maiores redemoinhos da turbulência. Sendo que os redemoinhos maiores causam flutuações nas frequências baixas, enquanto os menores causam flutuações nas frequências altas. Esse
parâmetro, maior na a. campanha para a direção X,
é de
fundamental importância em problemas de poluição atmosférica objeto
de um estudo mais aprofundado que ora está sendo elaborado pela
CRHEAM/EEM-UFAL.
A figura 4 mostra as curvas para Energia Espectral de
Potência para as duas campanhas e para.'as duas séries temporais X
e Y. Como codemos notar a comconente da velocidade na direcão X
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possue valor maior para a energia espectral do que aquelas
na direção Y e também, que a maior parte das variações do vento
está associada aos períodos maiores que 02 dias. Um programa pnra
medições de vento que fornece valores a cada T hora para um tot<ll
de N amostras dá um intervalo de freq\lências de NT ã 1/2T ciclos
por hora. Toda variância dentro desse intervalo de frequência
pode ser interpretada corno dados enquanto que toda variância
fora desse intervalo contribui para ruídos adicionais, os quais
não podem ser tratados como dados. Em particular, para um registro de vento de NT horas, a variância da média do vento estimada
naquele registro será dada pela área sob a curva da figura 4 à
esquerda de um período de NT horas. Os espectros mostrados na
figura 4 é bastante plano para frequências baixas até 1 ciclo por
três dias e então decresce rapidamente nas frequênciils altas.
Esse é um comportamento esperado se o registro é denominado por
"eventos" de cerca de 3 dias de duração, ocorrendo em uma
sequência aleatória, a qual é uma descrição bastante precisa
para passagens de sistemas climáticos, EG e G (1976).
Em sistema estuarino, como é o caso da lagoa Mundaú, o
vento é urna das principais causas da dinâmica da lagoa, Ferreira
e Souza (1989). Desse modo a determinação da relação entre o
vento e a corrente permitirá a utilização de medições econômicas
e arquivadas dos dados do vento para prever o comportamento
dinâmico da lagoa. De maneira que o presente trabalho será de
suma importância para que tal objetivo seja alcançado.
3.Referências Bibliográficas
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Trabalho
apresentado no
VIII
Simpósio
Brasileiro de Hidrologia e Recursos Hídricos, Foz do
Iguaçu-PR (1989).
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