Trabalho de Conclusão de Curso
Avaliação do impacto da assimilação de dados altimétricos no modelo oceânico HYCOM sobre o atlântico Sul
Fecha
2018-10-03Autor
Costa, Filipe Bitencourt
Institución
Resumen
O impacto da assimilação da anomalia da altura da superfície do mar (AASM) e do
esquema de Cooper e Haines (1996) (C&H) no modelo oceânico Hybrid Coordinate Ocean
Model (HYCOM) sobre a METAREA V do Oceano Atlântico foi nvestigado neste trabalho.
Duas simulações foram realizadas de 1 de julho de 2009 a 31 de dezembro de 2009, uma
de controle sem assimilação e outra com assimilação chamada de experimento. As
simulações partiram da mesma condição inicial e usaram os mesmos forçantes das reanálises
do National Centers for Environmental Prediction (NCEP). No experimento, dados
de AASM ao longo da trilha dos satélites Jason 1 e Jason 2 foram assimilados por um
método de interpolação ótima (OI) para gerar uma análise de AASM. Essa foi somada à
altura da superfície do mar (ASM) média do modelo para produzir um novo campo ASM, que
foi passado para o método de C&H alterar as espessuras das camadas do modelo e
construir a nova condição inicial do modelo para servir a um novo ciclo de simulação e
assimilação.
Os resultados foram comparados com dados observados in situ de temperatura e
salinidade de perfiladores ARGO, com campos de AASM do Archivage, Validation et
Interprétation des données des Satellites Océanographiques (AVISO) e com análises do
HYCOM/NCODA. Reduções significativas no erro da AASM foram obtidas, inclusive em
regiões de forte gradiente. Ainda, o campo de AASM se assemelhou ao do
HYCOM/NCODA. A bifurcação da Corrente Sul Equatorial (BiCSE) no experimento se
deslocou em 6° para o norte, localizando-se em 11°S, próximo do descrito na literatura. A
intensidade e padrão das Correntes de Contorno Oeste e o transporte de volume da
Corrente do Brasil se aproximaram do HYCOM/NCODA e do descrito na literatura. O erro da
temperatura potencial em relação a dados in situ apresentou uma redução com o
experimento, entretanto, verificou-se uma oscilação de baixa freqüência. O erro da
salinidade aumentou para o experimento, porém em magnitude pouco significativa. Os
gradientes verticais nas regiões da termoclina e haloclina ficaram mais acurados. Entretanto,
diagramas T-S em alguns pontos mostraram que em geral não houve diferenças
significativas entre as simulações das massas d’água. A assimilação de AASM e o emprego
do C&H provocaram um impacto significativo e positivo na simulação. Contudo, essa
abordagem ainda não foi suficiente para restringir a estrutura termohalina da METAREA V,
indicando a necessidade da assimilação conjunta de AASM com de perfis verticais de
temperatura e salinidade. The impact of the assimilation of sea surface height anomaly (SSHA) and the application
of the Cooper and Haines (1996) scheme (C&H) in the ocean model Hybrid Coordinate
Ocean Model (HYCOM) over the Atlantic Ocean METAREA V was investigated in this work.
Two simulations were performed from 1 July 2009 until 31 December 2009, a control run
without assimilation and a run with assimilation, called experiment. The simulations used the
same initial condition and forcing from the National Centers for Environmental Prediction
(NCEP) reanalysis. In the experiment, along-track SSHA data by the satellites Jason-1 and
Jason-2 were assimilated with an optimal interpolation scheme (OI) to generate an SSHA
analysis. The latter was added to the model mean sea surface height (SSH) to produce a
new SSH field, and feed the C&H scheme to alter model layer thicknesses and construct the
new initial condition to serve the next simulation and assimilation cycle.
The results were compared with in situ observed temperature and salinity data from
ARGO profilers, SSHA fields from Archivage, Validation et Interprétation des données des
Satellites Océanographiques (AVISO) and analysis from HYCOM/NCODA. Substantial
reduction in the SSHA error was attained, including regions of strong gradient. Also, the
SSHA field got similar to the HYCOM/NCODA. The Bifurcation of the South Equatorial
Current (BSEC) in the experiment was displaced 6° to the north, to about 11°S, and got
closer to the literature. The magnitude and pattern of the western boundary currents and the
volume transport of the Brazil Current got closer to the HYCOM/NCODA analysis and to the
literature. The error of the potential temperature with respect to data was reduced, but a low
frequency behavior was observed in the error. The salinity error increased in the experiment,
but the magnitude was small. The vertical gradient in the thermocline and halocline regions
got more accurate. However, T-S diagrams in few points showed that in general there were
no significant differences between the water masses simulations. Assimilation of SSHA and
the application of C&H produced a substantial and positive impact in the simulation.
However, this approach was not enough to constrain the thermohaline structure in
METAREA V. This indicates the need to jointly assimilate SSHA with vertical profiles of
temperature and salinity.