Impactos morfológicos em praias oceânicas associados a ondas de tempestade : exemplo do litoral centro-norte do Estado do Rio de Janeiro

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira Filho, Silvio Roberto de
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/29166
Resumo: A sobre-elevação do nível relativo do mar ocasionada por fatores meteorológicos, conhecida como maré meteorológica (storm surge), é um dos principais fatores geofísicos de risco em regiões costeiras. Sua magnitude é controlada por forçantes climáticas, como gradientes de pressão elevados, que geram ventos fortes e ondas com maiores alturas, muitas vezes originados a milhares de quilômetros da costa. Quando essas ondas extremas atingem o litoral, podem provocar mudanças expressivas na fisionomia das praias, causando desde erosão dos sedimentos da praia e duna frontal, até a inundação de áreas costeiras, acarretando a desestabilização da morfodinâmica que rege tais praias, danos materiais em casas e outras edificações, além da perda de vidas humanas, nos casos mais extremos. No Rio de Janeiro, ondas de tempestades são geradas pela intensificação de vórtices ciclônicos que acompanham as frentes frias, desde o oceano Pacífico sul até o Atlântico Sul. Em abril de 2010, durante a passagem de uma frente fria, ocorreu a intensificação de um vórtice ciclônico que se posicionou próximo ao litoral do Rio de Janeiro. O elevado gradiente de pressão ocasionou ondas com altura significativa de até 4,7 metros, período de 13 segundos e direção preferencial de SSE. Esta condição de tempestade durou aproximadamente 96 horas (quatro dias) e ocasionou grande remoção do volume de sedimentos do sistema praiaduna, alterando, em alguns trechos, completamente a morfologia. Bulhões et al. (2010) e Fernandez et al. (2011) realizaram uma análise preliminar sobre os impactos ocasionados por esta tempestade, e, concluíram que tais impactos não foram homogêneos em praias com características morfodinâmicas semelhantes. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi elucidar questionamentos e lacunas sobre os principais fatores que tornam praias, ou trechos de praia, mais expostos às ondas tempestade. Para tal, foram realizadas simulações de ondas de tempestade e análise das variações de volume sedimentar e morfologia, em seis arcos de praia situados na região centro-norte do litoral fluminense. São eles: Cabo Frio, Peró, Tucuns, Geribá, Rio das Ostras e Mar do Norte. As simulações referentes às ondas de tempestade mostraram que existem, para cada trecho de praia analisado, direções médias de onda que sofrem menos atenuação da energia e podem acarretar em impactos mais significativos. As principais direções médias de onda que tornam as praias dessa região mais expostas, estão entre os quadrantes ESE e SSE. A análise dos impactos posterior à recuperação do volume sedimentar e morfologia das praias estudadas, após a tempestade de abril de 2010, mostraram que a morfodinâmica que rege as praias é um fator importantíssimo quanto à defesa da costa. As praias com características morfodinâmicas intermediárias e dissipativas obtiveram, apesar do grande impacto morfológico, uma considerável menor remoção de sedimentos do perfil emerso. Por outro lado, apesar de terem ocorrido maiores taxas volumétricas de erosão nas praias com características morfodinâmicas refletivas, a recuperação ocorreu mais rapidamente que as praias intermediárias e dissipativas. Entretanto, alguns trechos de praia, independentemente das características morfodinâmicas, não conseguiram atingir total recuperação. Tal resposta distinta está provavelmente relacionada a fatores hidrodinâmicos pontuais, como menor atenuação de onda em função da refração e inexistência de difração, além das direções das correntes na zona proximal a costa.
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No Rio de Janeiro, ondas de tempestades são geradas pela intensificação de vórtices ciclônicos que acompanham as frentes frias, desde o oceano Pacífico sul até o Atlântico Sul. Em abril de 2010, durante a passagem de uma frente fria, ocorreu a intensificação de um vórtice ciclônico que se posicionou próximo ao litoral do Rio de Janeiro. O elevado gradiente de pressão ocasionou ondas com altura significativa de até 4,7 metros, período de 13 segundos e direção preferencial de SSE. Esta condição de tempestade durou aproximadamente 96 horas (quatro dias) e ocasionou grande remoção do volume de sedimentos do sistema praiaduna, alterando, em alguns trechos, completamente a morfologia. Bulhões et al. (2010) e Fernandez et al. (2011) realizaram uma análise preliminar sobre os impactos ocasionados por esta tempestade, e, concluíram que tais impactos não foram homogêneos em praias com características morfodinâmicas semelhantes. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi elucidar questionamentos e lacunas sobre os principais fatores que tornam praias, ou trechos de praia, mais expostos às ondas tempestade. Para tal, foram realizadas simulações de ondas de tempestade e análise das variações de volume sedimentar e morfologia, em seis arcos de praia situados na região centro-norte do litoral fluminense. São eles: Cabo Frio, Peró, Tucuns, Geribá, Rio das Ostras e Mar do Norte. As simulações referentes às ondas de tempestade mostraram que existem, para cada trecho de praia analisado, direções médias de onda que sofrem menos atenuação da energia e podem acarretar em impactos mais significativos. As principais direções médias de onda que tornam as praias dessa região mais expostas, estão entre os quadrantes ESE e SSE. A análise dos impactos posterior à recuperação do volume sedimentar e morfologia das praias estudadas, após a tempestade de abril de 2010, mostraram que a morfodinâmica que rege as praias é um fator importantíssimo quanto à defesa da costa. As praias com características morfodinâmicas intermediárias e dissipativas obtiveram, apesar do grande impacto morfológico, uma considerável menor remoção de sedimentos do perfil emerso. Por outro lado, apesar de terem ocorrido maiores taxas volumétricas de erosão nas praias com características morfodinâmicas refletivas, a recuperação ocorreu mais rapidamente que as praias intermediárias e dissipativas. Entretanto, alguns trechos de praia, independentemente das características morfodinâmicas, não conseguiram atingir total recuperação. Tal resposta distinta está provavelmente relacionada a fatores hidrodinâmicos pontuais, como menor atenuação de onda em função da refração e inexistência de difração, além das direções das correntes na zona proximal a costa.The superelevation of relative sea level caused by meteorological factors, known as storm surge, is a major geophysical risk factors in coastal regions. Its magnitude is controlled by climate forcings such as pressure gradients higher, that generate strongest winds and significant waves highest, often originating at thousands of kilometers from the coast. When extreme waves arrive at the coast, can induce significant changes in the physiognomy of the beaches, causing the erosion of beaches and foredunes, overtopping, and flooding of coastal areas, resulting in destabilization of morphodynamics that governs such beaches, property damage in houses and/or other buildings, and, in the most extreme cases, the loss of human lives. In Rio de Janeiro, stormy waves are generated by the intensification of cyclonic vortices accompanying cold fronts from the ocean South Pacific to the ocean South Atlantic. In April 2010, during the passage of a cold front, there was an intensification of a cyclone that stood near to Rio de Janeiro coast. The high pressure gradient generated significant waves of up to 4.7 meters, period of 13 seconds and mean wave direction from S-SE. This storm condition lasted approximately 96 hours (4 days) and caused great removal of the volume of the beachdune system sediments, changing almost completely the morphology of the beaches. Bulhões et al. (2010) and Fernandez et al. (2011) conducted a preliminary analysis of the impacts caused by this storm, and concluded that these impacts were not homogeneous in beaches with similar morphodynamics. Thus the aim of this study was to elucidate questions and gaps on the key factors that make beaches or stretches of beach, most exposed to storm waves. Thus, were performed simulations of storm waves and analysis of sand volume changes and morphology in six beach arches located in the north central region of the Rio de Janeiro coast. They are, Cabo Frio, Peró, Tucuns, Geribá, Rio das Ostras and Mar do Norte. Simulations regarding the storm waves showed that exist for each stretch of beach analyzed, an mean wave direction that suffer less energy attenuation, and can result in more significant impacts. The storm waves that come with direction between the quadrants E-SE and S-SE loses less energy making this beaches more exposed. The analysis of impacts and recovery of sand volume and morphology of the beaches studied, pos-storm of April 2010, showed that the morphodynamic states has an important role in the defense of the coast. The beaches with intermediate and dissipative morphodynamic states, despite the large morphological impact, obtained considerable lesser removal of the sand in the subaerial profile. On the other hand, despite having higher volumetric rates of erosion on reflective beaches, the recovery was faster than in intermediate and dissipative beaches. However, some stretches of beach, regardless of the morphodynamic characteristics, failed to achieve full recovery. This distinct response is probably related to the specific hydrodynamic factors such as minor wave attenuation in function of refraction and absense of diffraction, besides the directions of the currents in the proximal zone the coast.149 p.Fernandez, Guilherme BorgesBulhões, Eduardo Manuel RosaAlves, Albano RibeiroSilva, André Luiz Carvalho daSiegle, EduardoDias, Gilberto Tavares de MacedoOliveira Filho, Silvio Roberto de2023-06-19T20:39:41Z2023-06-19T20:39:41Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfOLIVEIRA FILHO, Silvio Roberto de. Impactos morfológicos em praias oceânicas associados a ondas de tempestade: exemplo do litoral centro-norte do Estado do Rio de Janeiro. 2016. 149 f. Tese (Doutorado em Geografia) – Programa de Pós-Graduação em Geografia, Instituto de Geociências, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2016.http://app.uff.br/riuff/handle/1/29166CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2023-06-19T20:39:44Zoai:app.uff.br:1/29166Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202023-06-19T20:39:44Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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