p Crédito:Fundação CMCC - Centro Euro-Mediterrâneo sobre Mudanças Climáticas
p Os rios desempenham um papel significativo na circulação e dinâmica do oceano? Precisamos de uma representação precisa da liberação do rio em modelos oceânicos regionais? p Os rios são bem conhecidos por afetar a dinâmica e a circulação do oceano costeiro e de toda a bacia, mas representar o fluxo líquido de água doce na foz dos rios ainda é um desafio para a modelagem oceânica em escala global e regional. Vários estudos demonstraram que a descarga de água doce domina a dinâmica das áreas de plataforma adjacentes aos estuários, produzindo uma típica "pluma de rio flutuante, "que consiste em um bojo offshore e uma corrente costeira ao longo da costa. Outros estudos destacaram o papel desempenhado pelas águas salgadas do oceano que invadem os estuários, demonstrando que esta intrusão impulsiona a troca de água estuarina, afetando assim a vazão estuarina líquida e os valores de salinidade.
p Modelos oceânicos regionais e globais não podem resolver a dinâmica estuarina, e eles parametrizam a liberação do rio de uma forma simplificada, com escoamento climatológico e valores de salinidade zero ou constantes.
p Um novo estudo acaba de ser publicado em
Modelagem Oceânica tentou resolver este problema ao fornecer uma representação mais realista das entradas de água estuarina e desenvolver interfaces adequadas entre modelos de resolução de remoinho de mesoescala e estuários, a fim de simular a dinâmica de ROFI (ou seja, Regiões de Influência de Água Doce). O estudo, liderado pelo cientista Giorgia Verri, modelador oceânico na Divisão de Previsões e Aplicações Oceânicas do CMCC, e coautoria pelos cientistas do CMCC Nadia Pinardi, Giovanni Coppini e Emanuela Clementi, testou e comparou três abordagens diferentes (os três modelos a seguir:relação de Knudsen, o modelo de caixa de estuário UCONN-NCAR e o modelo de caixa de estuário CMCC, chamado CMCC-EBM, desenvolvido pelo pesquisador G. Verri) para representar os valores de transporte de volume do rio e salinidade nas saídas e reconstruir a dinâmica estuarina.
p Modelo de relações de Knudsen (painel superior A), UCONN-NCAR EBM (painel central B) e CMCC EBM (painel inferior C). Os fluxos de volume que entram ou saem da caixa junto com suas salinidades e densidades são representados por setas. Setas pretas representam valores de entrada dos modelos de oceano e rio, setas vermelhas para as incógnitas resolvidas pelo EBM. Os pares de setas azuis representam a mistura das marés, pares de setas azuis claras para cima representam a mistura de cisalhamento na interface da camada. Crédito:Creative Commons CC-BY-NC-ND G. Verri, N. Pinardi, F. Bryan et al., Um modelo de caixa para representar a dinâmica estuarina em modelos de oceano com resolução de mesoescala. Ocean Modeling (2020), doi:10.1016 / j.ocemod.2020.101587
p "O estudo, "explica Giorgia Verri, "é colocado no âmbito do desenvolvimento de uma abordagem de modelagem conceitual e numérica para simular os efeitos da liberação do rio na circulação e dinâmica do litoral para o mar aberto. A resolução de poucos km dos modelos de mesoescala do oceano não pode resolver explicitamente a dinâmica do estuário; assim, a ideia de um "modelo de caixa estuarina" que dá valores razoáveis de fluxo de volume de água e salinidade na foz do rio, que por sua vez afeta a dinâmica do oceano.
p Portanto, O CMCC EBM foi concebido para representar os processos estuarinos acoplados a um modelo oceânico regional de resolução de redemoinhos (baseado no código NEMO).
p Para mostrar o impacto do fluxo de volume EBM e valores de salinidade na qualidade de uma simulação do oceano, pesquisadores aplicaram os resultados dos MBE a um modelo oceânico regional no Mar Mediterrâneo central e, em particular, a dois estuários nesta área:o estuário altamente estratificado do rio Ofanto, que atravessa a Apúlia no sul da Itália e termina no sul do Mar Adriático, e o delta parcialmente misto do rio Pó, um dos principais rios da Europa, que deságua no mar Adriático do norte.
- p SSS diário (psu) do Ofanto ROFI durante o regime de vento de ressurgência (setas pretas), ou seja, em 3 de março de 2011. Superior esquerdo:Exp1, NEMO com configuração explícita do estuário. Superior direito:Exp2, NEMO com lançamento climatológico do rio. Esquerda inferior:Exp3, acoplado UCONN-NCAR EBM NEMO Inferior direito:Exp4, acoplado CMCC EBM NEMO. Crédito:Creative Commons CC-BY-NC-ND G. Verri, N. Pinardi, F. Bryan et al., Um modelo de caixa para representar a dinâmica estuarina em modelos oceânicos com resolução de mesoescala. Ocean Modeling (2020), doi:10.1016 / j.ocemod.2020.101587
- p SSS diário (psu) do Po ROFI durante o regime de vento de ressurgência (setas pretas), ou seja, em 20 de maio de 2009. Esquerda:Exp1, NEMO com lançamento climatológico do rio. Meio:Exp2, acoplado UCONN-NCAR EBM NEMO. À direita:Exp3, acoplado CMCC EBM NEMO. Pontos e setas indicam a localização da foz do Po di Goro e das bóias ISMAR e ARPAE. Crédito:Creative Commons CC-BY-NC-ND G. Verri, N. Pinardi, F. Bryan et al., Um modelo de caixa para representar a dinâmica estuarina em modelos de oceano com resolução de mesoescala. Ocean Modeling (2020), doi:10.1016 / j.ocemod.2020.101587
p O estudo destacou que os sistemas acoplados são capazes de reconstruir plumas fluviais bem definidas e superar a abordagem climatológica que negligencia a troca de água estuarina enquanto melhora o desempenho dos modelos oceânicos. Além disso, o acoplamento do modelo oceânico de resolução de redemoinhos ao CMCC EBM superou o do UCONN-NCAR EBM na região de influência de água doce nas áreas da plataforma.
p “A pesquisa não é apenas interessante do ponto de vista acadêmico, "destaca a Prof. Nadia Pinardi, oceanógrafo da Fundação CMCC, "mas também pela sua aplicação prática:introdução de uma informação sobre a libertação de rios em modelos oceânicos, da escala regional à global, podem melhorar seu desempenho e produzir previsões operacionais ou cenários climáticos mais realistas. O modelo EBM-CMCC será primeiro acoplado aos modelos atualmente usados para produzir previsões operacionais no Mediterrâneo ou no Mar Negro, ou seja, para os Sistemas de previsão do Mediterrâneo e do Mar Negro Copernicus (CMEMS Med MFC e CMEMS BS MFC), para melhorar seus resultados. "
p "O Copernicus Marine Service (CMEMS) foi projetado para responder às questões emergentes no meio ambiente, setores empresarial e científico. Usando informações de observações de satélite e in situ, fornece análises e previsões de ponta diariamente, que oferecem uma capacidade sem precedentes de observar, compreender e antecipar eventos do ambiente marinho. Este estudo adiciona uma informação importante aos modelos oceanográficos usados por este serviço, "comenta Giovanni Coppini, Diretor da Divisão de Aplicações de Previsões e Oceanos do CMCC. "O modelo estuarino CMCC adiciona, de fato, maior realismo aos modelos oceânicos, ao mesmo tempo que fornece simulações e previsões mais precisas."
p Os pesquisadores do CMCC já estão trabalhando para atualizar o modelo. O desenvolvimento posterior do modelo apoiará a compreensão de outra questão fundamental:o estudo da intrusão de água salgada e dos processos de salinização em áreas costeiras. "A versão atualizada do nosso modelo, "Verri acrescenta, "será usado para avaliar o nível de intrusão em cunha de sal no delta do rio Pó no âmbito do OPERANDUM, um projeto que visa reduzir os riscos hidrometeorológicos na Europa através da concepção e desenvolvimento de soluções inovadoras baseadas na natureza. A modelagem do nível de intrusão de água salgada apoiará, em particular, um estudo para a concepção e desenvolvimento de soluções de base natural para melhorar a resiliência ambiental da área. Os cenários produzidos ajudarão em particular as atividades do projeto que visa a introdução de plantas herbáceas perenes de enraizamento profundo como cobertura de taludes de terra para a mitigação do risco de inundação e intrusão de salinas no delta do Pó. "