DADOS ESTATÍSTICOS GEOREFERENCIADOS PARA ESTUDOS DO LITORAL BRASILEIRO

Odmir Andrade Aguiar1

1. INTRODUÇÃO

O SISTEMA CAPRICORNIUS® - dados estatísticos georefenciados para estudos do litoral brasileiro - visa subsidiar estudos nas áreas de Hidrografia, Oceanografia e Engenharia Oceânica, fornecendo dados pré-tratados, tendo como inspiração o "Global Wave Statistics (GWS)" (1986).

O SISTEMA CAPRICORNIUS® desenvolvido com o apoio do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE) e do Banco Nacional de Dados Oceanográficos (BNDO), tem na sua versão atual cinco módulos que fornecem estatísticas sobre ondas, ventos, fáceis, parâmetros físicos e parâmetros químicos.

Os dados utilizados são provenientes do BNDO, abrangendo a área marítima entre as latitudes de 5º norte e 35º sul e entre as longitudes 30º oeste e 55º oeste, e foram obtidos entre os anos de 1941 e 1999, na sua maioria por navios da Marinha do Brasil (MB).

A relevância deste trabalho justifica-se quando tomamos como exemplo o tipo de análise disponível no GWS para clima de ondas, que fornece estatísticas para as áreas pré-definidas, independentemente do local de estudo estar situado no centro ou em uma das margens destas áreas.

Sendo as estatísticas de duas áreas do GWS adjacentes diferentes, qual deveria ser adotada para um ponto sobre a linha divisória de duas áreas?

É sabido que os pontos localizados próximos às margens de uma área do GWS deveriam apresentar estatísticas diferentes daqueles pontos localizados no centro da área.

É sabido também que as estatísticas apresentadas no GWS, em virtude do tamanho da área, acabam misturando climas de ondas, como ocorre na área 74 do GWS que abrange do Litoral Sergipano ao Litoral Gaúcho.

Devido a estes aspectos tornou-se necessário a criação de uma nova ferramenta que tornasse disponível informações de clima de ondas no Brasil.

A partir desta necessidade é que se iniciou o desenvolvimento do SISTEMA CAPRICORNIUS® que é um aplicativo que em conjunto com um banco de dados, fornece estatísticas de uma área à escolha do usuário, cujo o centro é o local de estudo.

Os relatórios gerados pelo SISTEMA CAPRICORNIUS® são:

• Gráficos de temperatura e salinidade em função da profundidade para estatísticas de oceanografia física;

• Gráficos de intensidade, direção e energia para estatísticas de vento;

1 Doutorando em Eng. Oceânica COPPE-UFRJ

• Gráficos de altura, direção, período e energia para estatística de ondas;

• Gráficos de pH e das concentrações de PO4, P, NO2, NO3, NH3, SiO2 e O2 em função da profundidade para estatísticas de oceanografia química; e

• Curva granulométrica, valores médios, análise das amostras e percentual médio de cascalho, areia para estatísticas de fáceis.

2. BASE DE DADOS

A base de dados completa consiste em mais de 3 milhões de registros, que quase na sua totalidade foram coletados a bordo de navios da MB, por militares com formação na área de Hidrografia, utilizando os mais variados tipos de equipamentos ao longo de quase seis décadas.

As informações que compõe os registros em cada um dos cinco módulos são:

• Latitude - Longitude - Mês - Profundidade - Temperatura - Salinidade para estatísticas físicas;

• Latitude - Longitude - Mês - Intensidade - Direção para estatísticas de vento;

• Latitude - Longitude - Mês - Altura - Direção - Período para estatística de ondas;

• Latitude - Longitude - Mês - Profundidade - pH - Concentrações de PO4, P, NO2, NO3, NH3, SiO2 e O2 para estatísticas químicas; e

• Latitude - Longitude - Percentuais de Φ - Percentuais de cascalho, areia, argila e silte para estatísticas de fáceis.

1,0E+03

1,0E+04

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1,0E+07

Coletas Físicas Observ. deVentos

Observ. deOndas

Coletas Químicas Amostras deFáceis

Qua

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Figura 1 - Quantidade de registros que integram o Sistema Capricornius®

Com a finalidade de otimizar o tratamento estatístico e por não ser prático se trabalhar com os dados de forma bruta, alguns destes dados foram agrupados em classes.

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Os registros que continham informações temporais tiveram estas informações reduzidas ao mês de coleta.

Os valores de direção nos registros de ondas e ventos foram modificados em 12 direções representativas, abrangendo um arco de 30º com centros em: 0º (N), 30º (NNE), 60º (ENE), 90º (E), 120º (ESE), 150º (SSE), 180º (S), 210º (SSW), 240º (WSW), 270º (W), 300º (WNW) e 330º (NNW).

Para facilitar as análises os valores de profundidade dos parâmetros físicos foram classificados em múltiplos de 5 metros.

As informações de profundidades dos dados químicos, os períodos de ondas e intensidade dos ventos tiveram seus valores aproximados ao inteiro; e os valores das alturas de ondas foram aproximadas ao valor de um número inteiro mais 0.5 m.

3. METODOLOGIA

A metodologia empregada para a elaboração das estatísticas é objetiva e consiste basicamente do cálculo de percentuais de ocorrências para cada combinação de informações no período de um mês.

O usuário do SISTEMA CAPRICORNIUS® deverá fornecer ao aplicativo, normalmente, quatro informações básicas:

1) latitude e longitude em graus do centro da área de estudo;

2) valor em milhas náuticas (MN) dos lados da área retangular em que se deseja realizar a análise estatística, sendo que os lados podem variar entre 15 MN e 90 MN, em intervalos de 15 MN;

3) período em que se deseja realizar a análise (mensal-sazonal-anual); e

4) qual filtro estatístico a ser utilizado, no qual se pode descartar os tipos de ocorrências cuja a probabilidade é igual ou menor que um determinado valor.

A partir destas informações básicas é feita uma estatística mensal, na qual são contadas os tipos de ocorrências com características iguais, e calculados seus percentuais de ocorrências.

Caso o período desejado seja maior que um mês, estas estatísticas mensais serão combinadas e darão origem a uma estatística sazonal ou anual, que servirá de base a montagem dos relatórios.

Devido às características particulares das informações tratadas em cada um dos módulos os passos 3 e 4 podem não ser necessários para a obtenção dos relatórios.

O SISTEMA CAPRICORNIUS® possibilita a exportação de planilhas no formato .xls, para serem utilizadas no Microsoft Excel®, e a visualização e impressão de relatórios.

4. VALIDAÇÃO DOS DADOS

Como a única referência de trabalho estatístico que trate de área marítima é o GWS, este foi usado para a comparação dos resultados, da metodologia e da qualidade da base de dados de ondas

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do SISTEMA CAPRICORNIUS®.

A figuras 2 e 3 mostram a comparação de altura, período e direção de ondas entre as análises fornecidas pelo SISTEMA CAPRICORNIUS® e pelo GWS.

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D a d o s d o A p lic a tiv o

D a d o s d o G W S

Figura 2 - Comparação das ocorrências anuais de direção de ondas, entre o SISTEMA

CAPRICORNIUS® e os dados do GWS, na área 66.

Comparações e validações mais completas serão publicadas em artigos que tratarão de cada módulo individualmente, estes artigos já estão sendo escritos em parceria com especialistas de cada área e serão publicados a partir de 2003.

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Dados do AplicativoDados do GWS

Figura 3 - Comparação das ocorrências anuais de alturas de ondas, entre o SISTEMA CAPRICORNIUS® e os dados do GWS, na área 74.

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5. CONCLUSÕES

Apesar de representarem um passo significativo para o desenvolvimento de uma ferramenta básica para auxiliar a execução de pesquisas e projetos, os cinco módulos do SISTEMA CAPRICORNIUS® não encerram a terça parte do que deveria ser oferecido como para os pesquisadores e estudantes da área oceanográfica.

O SISTEMA CAPRICORNIUS® teve sua versão beta aprovada e já está sendo utilizado no Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE), no Instituto de Geociências da UFRJ (IGEO), no Centro de Hidrografia da Marinha (CHM) e no Banco Nacional de Dados Oceanográficos (BNDO), como referências para trabalhos e teses.

Esforços já estão sendo feitos para que uma nova versão do sistema inclua mais módulos, como meteorologia, magnetometria e gravimetria, com informações mais atualizadas e com relatórios mais completos.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Aguiar, O.A. Análise os Dados de Ondas do Banco Nacional de Dados

Oceanográficos Segundo a Metodologia do Global Wave Statistics. Rio de Janeiro: COPPE/UFRJ, Artigo. 1997.

2. Hogben, N. Global Wave Statistics. London: UK Meteorological Office. 1986. 3. Parente, C.E. (1999). Uma Nova Técnica Espectral para Análise Direcional de Ondas,

COPPE/UFRJ, Tese D.Sc., Rio de Janeiro, Brasil.

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