Enquadramento e Objectivos

1. Medição de Parâmetros de Agitação MarítimaAna Margarida GonçalvesMÉTODOS EXPERIMENTAIS em ENERGIA e AMBIENTE

2. Enquadramento e Objectivos • ENERGIA DAS ONDAS MARÍTIMAS • Avaliação do recurso energético das ondas marítimas • a partir de medições efectuadas por: • Bóia Ondógrafo • Radar Altímetro

3. ESPECTRO DE FREQUÊNCIA MOMENTO ESPECTRAL DE ORDEM n PARÂMETROS DE AGITAÇÃO MARÍTIMA Comprimento de onda Amplitude da onda ALTURA SIGNIFICATIVA PERÍODO MÉDIO DE CRUZAMENTO DE ZEROS PERÍODO MÉDIO DE ENERGIA POTÊNCIA DE AGITAÇÃO MARÍTIMA Águas Profundas

4. Bóia Ondógrafo • Waverider (1968) – DATAWELL • Segue os movimentos da superfície do mar. • -Amplitude das oscilações da superfície do mar. • -Aço inoxidável . • -0.7 a 0.9 m de diâmetro. • - Sistema de amarração inclui um cordão de borracha • capaz de esticar até 3 vezes o seu comprimento. • - 1.5% de erro máximo nas medicões. • Triângulo Anti-Spin: • passagem de navios • transporte

5. Bóia Ondógrafo • Waverider não direccional • Movimentos verticais da bóia - • registos da elevação da superfície livre • -Altura e Período das ondas • Ondas com períodos de 1.6s - 30s, • > a bóia deixa de acompanhar o mov. a superfície do mar; • < resposta lenta . acelerómetro

6. Bóia Ondógrafo • Waverider direccional • 3 acelerómetros • acelerações na vertical • acelerações nos eixos N-S e E-W • (pitch and roll) • Altura das ondas • Alcance: -20m – +20m • Resolução:1 cm • Direcção: • Alcance: 0º - 360º • Resolução: 0.5 º • Temperatura da superfície do mar • Alcance: -5ºc - +46ºC • Resolução: 0.2 ºC

7. Bóia Ondógrafo Estação Ondógrafo Registo de Onda • Bóia Direccional DATAWELL • Receptor DIREC • Computador com unidade de gravação Nível Médio 50 Km • Processamento: • Acelerómetro • Acelerações verticais • Dupla integração • Elevações da sup.livre (sinal contínuo) • Transmissão para Estação - transformação sinal discreto. • Produz o Registo de Onda • Análise Séries da elevação dasup. livre • (método directo) • Altura Significativa e Período das ondas • Séries da elevação + Séries dos declives -análise espectral (Algoritmo FFT) • S(f) e uma direcção médiapor banda de frequência 20 minutos • Período de Amostragem: • (Espaçamento entre amostras) • 0.395 s (2.56Hz) - bóias não direccionais • 0.78 s (1.28 Hz) - bóias direccionais

8. Radar Altímetro • Transmite permanentemente impulsos na vertical • em alta frequência (mais de 1700 por segundo) • na banda das micro-ondas (1 GHz - 100 GHz). • O tempo de retorno permite calcular a distância • entre o sensor e a superfície reflectora.

9. RADAR ALTÍMETRO TOPEX - TOPographic EXPeriment for ocean circulation NASA (Agência Espacial Norte Americana) POSEIDON -Deus Grego dos tremores de terra e da água CNES (Agência Espacial Francesa) CARACERÍSTICAS Órbita : quase polar não heliosíncrona Altítude: 1336 km Inclinação: 66º (eixo polar)

10. RADAR ALTÍMETRO • Cobertura: • 66º N - 66º Sul • TOPEX: dupla Fequência • 13.6 GHz- Banda Ku • 5.3 GHz - Banda C • Poseidon: • 13.6 GHz- Banda Ku Período de repetição:10 dias 5 dias na intersecção das passagens 127 revoluções ~ 254 Passagens Ascendentes e descendentes Equador - 316 km

11. DORIS (Doppler Orbitography and Radio Positioning Integratedby Satellite ): Localiza o satélite em orbita em relação ao elipsóide de referência (raio equatorial = 6378 km). Laser Sation: Calibração sistemas de localização. GPS: coordenadas do satélite S (Altura do Satélite): Distância entre o centro de massa do satélite e o elipsóide de referência. R (Distância Altimétrica): Distância entre o centro de massa do satélite e a sup. superfície do mar SSH (Altura da Superfície do Mar): Distância entre a sup. do mar e o elipsóide de referência. SSH=S-R RADAR ALTÍMETRO TOPEX/POSEIDON R S SSH

12. PARÂMETROS DE ONDAS ALTÍMETRO TOPEX/Poseidon Altura significativa - (m) Impulso do Altímetro com uma certa espessura Pegada (Footprint) Área iluminada pelo impulso (Walsh, 1979) Potência Relativa do Impulso de Retorno em função do tempo I II III IV 1 - O bordo anterior do impulso atingiu o nível do mar; 2- 0.47 m abaixo do nível do mar; 3 - 1.47m abaixo do nível do mar; 4 - 2.0 m abaixo do nível do mar. 1 2 3 4

13. PARÂMETROS DE ONDAS ALTÍMETRO • Coef. de Retrodispersão – • dB • Secção eficaz de retrodispersão • normalizada pela área da pegada • Intensidade do Vento – • m/s Intensidade do impulso de retorno - Ajustes lineares a partir de obs. Carter et al., 1992; krogstad eBarstow, 1999 • Algoritmo de DAVIES et al., (1998) • Pseudo idade • das ondas • Período característico • Período de Energia • Potência de Agitação Marítima

14. VANTAGENS e DESVANTAGENS Bóia Altímetro Cobertura Espacial Selecção de Locais Riscos de Destruíção Informação do Período Informação Direccional Custos

15. REFERÊNCIAS • http://cdip.ucsd.edu/ • http://aviso.jason.oceanobs.com/html/general/welcome_uk.htm • http://www.datawell.nl/l • http://www.tsgc.utexas.edu/topex/ • http://www.ndbc.noaa.gov/wave.shtml • AVISO, 1999: Side B TOPEX altimeter evaluation. AVI-NT-011-317-CN, Ed. 1.0, July. • AVISO, 1996: Aviso User Handbook, Merged TOPEX/Poseidon Products (GDR-Ms). • AVI-NT-02-101-CN, 3rd Edition. CNES, Toulouse, France. • Carter, D.J.T., P.G. Challenor e M.A. Srokosz, 1992: An Assessment of GEOSAT Wave Height • and Wind Speed Measurement Wave Height and Wind Speed Measurement. • J. Geophys. Res., 97, nº C7, 11383-11392, July 15. • Davies, C.G., P.D. Cotton, Challenor e D.J. Carter, 1998: On the measurements • of wave period from radar altimeters, ocean wave measurements and analysis, • Proc. 3rd Int. Symp. Waves’97, ASCE, Reston, VA, pp 819-826. • Krogstad, H. E. e S. F. Barstow, 1999: Satellite wave measurements • for coastal engineering applications. Coastal Engineering, 37, 283-307. • Moreira, N.M., 2001: Medição das Ondas do Mar com Radar Altímetro. • Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Ciências Geofísicas, Especialização • em Meteorologia. Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. 95 pp. • Walsh, E.J., 1979: Extraction of ocean wave height and dominant wavelength • from GEOS-3 altimeter data. J. Geophys. Res., 84, nº B8,4003-4010, July 30.