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XIII Simpósio sobre Ondas, Marés, Engenharia Oceânica e Oceanografia por Satélite

BAÍA DE GUANABARA/RJ: UM LABORATÓRIO VIVO PARA ODESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

Assad1,2, L. P. F.; Böck1, C. S.; Toste1, R.; Dragaud1, I. C. D. V.; Vieira1, R. C.; Nehme1, D.M.; Rodrigues1, T. C.; Gomes1, J. S.; Hochleitner1, F. R.; Landau1, L.

1Universidade Federal do Rio de Janeiro - Laboratório de Métodos Computacionais em

Engenharia - LAMCE

Rua Paulo Emídio Barbosa, 485, Quadra 8, Lote 1 - Cidade Universitária, RJ CEP 21941-9072Universidade Federal do Rio de Janeiro - Departamento de Meteorologia

Av. Athos da Silveira Ramos, 274 - Cidade Universitária, RJ CEP 21941-916

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RESUMO

O projeto Plataforma integrada de monitoramento e observação meteo-oceanográfica para a

Baía de Guanabara/RJ (Baía Viva) tem como foco o desenvolvimento e a implementação de uma

plataforma digital (www.baiaviva.livinglab-rio.parque.ufrj.br/v1/about-us) para a disponibilização

de informações ambientais, sociais e econômicas na região da Baía de Guanabara (BG) e seu en-

torno. As informações diagnósticas e prognósticas geradas são oriundas de diferentes fontes, tais

como: plataformas de coleta de dados in situ e remotas e modelos computacionais numéricos. Atu-

almente já são disponibilizados on-line, operacionalmente e diariamente atualizados, dados medi-

dos em estação meteorológica e resultados de modelos hidrodinâmico, meteorológico, de ondas e

de dispersão de óleo. Além da divulgação de tais informações, o projeto também envolve atividades

de extensão e de capacitação técnica e acadêmica em diferentes áreas de pesquisa. A plataforma

digital é aberta ao público e permite a visualização e aquisição de informações relevantes para

diferentes segmentos da sociedade que utilizem a região da BG e seu entorno.

Palavras chave: monitoramento ambiental, modelagem numérica operacional, projeto Baía Viva

INTRODUÇÃO

Por ser influenciada de diversas formas pela atividade antrópica a região costeira requer intenso

monitoramento ambiental, pois os ecossistemas que a compõem são sensíveis à ocupação humana

e à ocorrência de fenômenos meteo-oceanográficos extremos. A região costeira da cidade do Rio

de Janeiro possui uma das maiores densidades demográficas do país e tem grande relevância na

economia nacional em atividades como lazer, esportes, turismo, pesca e transportes. Dentro deste

contexto, a BG apresenta notável destaque, uma vez que nela estão localizadas, por exemplo, duas

refinarias de petróleo, o segundo maior porto do país e duas bases navais.

A BG possui um histórico de mais de um século de degradação socioambiental e sua recu-

peração necessitará décadas de esforços conjuntos envolvendo os setores público e privado e a

sociedade civil. Ações que tragam real melhora da qualidade ambiental deste ecossistema costeiro

devem ser embasadas por um conhecimento vasto de suas características médias e variabilidade.

Instituto de Estudos do Mar Almirante Paulo Moreira


Neste sentido, o objetivo do projeto Baía Viva é promover o monitoramento das condições

meteo-oceanográficas da BG e seu entorno através da implementação de uma plataforma de obser-

vação e previsão ambiental. Para isso, conta com equipamentos para a medição de dados meteo-

oceanográficas e modelos numéricos computacionais. O projeto é desenvolvido pelo Laboratório

de Métodos Computacionais em Engenharia (LAMCE), do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-

Graduação e Pesquisa em Engenharia (COPPE/UFRJ), e conta com a parceria de outros labora-

tórios e instituições de ensino e pesquisa. Ressalta-se que o projeto representa esforço pioneiro

associado às iniciativas regionais do Atlantic International Research Centre (AIR Centre).

OBJETIVOS

O objetivo do presente trabalho é apresentar o projeto Baía Viva, iniciativa que tem como pro-

pósito caracterizar e monitorar o ambiente marinho e atmosférico na região da Baía de Guanabara,

bem como divulgar amplamente as informações obtidas através do site do projeto.

METODOLOGIA

Atualmente uma estação meteorológica posicionada no Parque Tecnológico da UFRJ, locali-

zada às margens da BG, está em operação e transmitindo os dados medidos em tempo real. Ao

longo do projeto está prevista também a instalação de equipamentos oceanográficos, como termô-

metro digital marinho e perfilador acústico de correntes. Tais dados são utilizados não apenas

para a criação de um histórico de informações observacionais, mas também para a validação dos

resultados das simulações numéricas realizadas no âmbito do projeto.

Modelos regionais numéricos hidrodinâmico (Regional Ocean Modeling System - ROMS; SH-

CHEPETKIN e MCWILLIAMS, 2005), atmosférico (Weather Research and Forecasting - WRF;

SKAMAROCK et al., 2019) e de onda (Simulating Waves Nearshore Model - SWAN; BOOIJ et al.,

1999; RIS et al., 1999) são aplicados operacionalmente para representar a dinâmica da BG e apre-

sentam um horizonte de previsão de 48 horas. Seus resultados possuem alta resolução espacial

(WRF: 1km; ROMS: 200m; SWAN: 100m) e temporal (1 hora).

Representando uma aplicação integrada destes resultados, também foi implementado um mo-

delo tridimensional de transporte e dispersão de óleo (MEDSLIK-II; DE DOMINICIS et al., 2013a,b).

Nele, os resultados atmosféricos e hidrodinâmicos são aplicados operacionalmente como forçantes

para simular um hipotético vazamento contínuo de óleo à uma taxa de 100 toneladas por hora.

Tanto os dados medidos in situ quanto os resultados dos modelos são apresentados no site do

projeto Baía Viva. Por ser aberto ao público, permite a visualização e a aquisição de informações

relevantes para diferentes segmentos da sociedade que utilizem a região da BG e seu entorno. Nele

também é possível visualizar imagens geradas a partir de sensores a bordo de satélites e alguns

mapeamentos de informações ambientais e sociais do entorno da região da BG.

RESULTADOS

O sistema numérico operacional de previsão é atualizado diariamente e são fornecidas infor-

mações horárias sobre todas as variáveis. Na área do site relativa à modelagem atmosférica são



disponibilizados os resultados de velocidade e direção do vento a 10 metros (Figura 1b), tempera-

tura do ar a 2 metros (Figura 1a), cobertura de nuvens e precipitação (Figura 1c) para toda a região

da BG. Campos de direção e intensidade das correntes marinhas em superfície (Figuras 1d e 1e) e

de altura significativa e direção de ondas (Figura 1h) na região também são apresentados. Assim

como mapas da trajetória da mancha de óleo na superfície da água (Figura 1g) e de retenção do

óleo ao longo da costa (Figura 1f), produzidos a partir dos resultados do MEDSLIK II.

CONCLUSÕES

O presente trabalho apresentou o projeto Baía Viva, que consiste em uma plataforma de mo-

nitoramento e previsão meteo-oceanográfica da BG, na qual são integrados dados observacionais

(remotos e locais) e resultados de simulações numéricas para a região, todos disponibilizados gra-

tuitamente através de um site aberto ao público.

Com essa iniciativa, espera-se não somente ampliar a quantidade de dados meteorológicos e

oceanográficos obtidos para a região, mas também permitir um acompanhamento de longo prazo

das condições ambientais desse ecossistema costeiro, garantindo, além do monitoramento, o enten-

dimento e a caracterização dos processos oceanográficos e meteorológicos atuantes na BG.

Referências

BOOIJ, N., RIS, R. C., HOLTHUIJSEN, L. H., 1999, “A third-generation wave model for coastal

regions: 1. Model description and validation”, Journal of Geophysical Research: Oceans, v. 104,

n. C4, pp. 7649–7666. doi: 10.1029/98JC02622.

DE DOMINICIS, M., PINARDI, N., ZODIATIS, G., et al., 2013a, “MEDSLIK-II, a Lagrangian

marine surface oil spill model for short-term forecasting – Part 2: Numerical simulations and

validations”, Geoscientific Model Development, v. 6, n. 6, pp. 1871–1888. doi: 10.5194/gmd-6-

1871-2013.

DE DOMINICIS, M., PINARDI, N., ZODIATIS, G., et al., 2013b, “MEDSLIK-II, a Lagrangian

marine surface oil spill model for short-term forecasting – Part 1: Theory”, Geoscientific Model

Development, v. 6, n. 6, pp. 1851–1869. doi: 10.5194/gmd-6-1851-2013.

RIS, R. C., HOLTHUIJSEN, L. H., BOOIJ, N., 1999, “A third-generation wave model for coastal

regions: 2. Verification”, Journal of Geophysical Research: Oceans, v. 104, n. C4, pp. 7667–

7681. doi: 10.1029/1998JC900123.

SHCHEPETKIN, A. F., MCWILLIAMS, J. C., 2005, “The regional oceanic modeling system

(ROMS): a split-explicit, free-surface, topography-following-coordinate oceanic model”, Ocean

Modelling, v. 9, pp. 347–404.

SKAMAROCK, W. C., KLEMP, J. B., DUDHIA, J., et al., 2019, A Description of the Advanced

Research WRF Model Version 4. Relatório Técnico NCAR/TN-556+STR, NCAR, Colorado.



(a) (b) (c)

(d)

(e)

(f) (g) (h)

Figura 1: Mapas da distribuição espacial de (a) Temperatura do ar a 2 metros, (b) Direção e in-

tensidade dos ventos a 10 metros, (c) Precipitação e cobertura de nuvens, (d) Correntes marinhas

superficiais para toda a Baía de Guanabara, (e) Correntes marinhas superficiais para as proximida-

des da Ilha do Fundão, (f) Massa de óleo retida na costa, (g) Trajetória em superfície da mancha de

óleo e (h) Altura significativa e direção de onda disponibilizados no site do projeto Baía Viva.


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