Análise do campo de correntes e suas forçantes no canal principal da Baía de Todos os Santos, Bahia

Abstract

A circulação de água em estuários é controlada basicamente pelos campos baroclínicos e barotrópicos de pressão. O campo baroclínico está associado ao gradiente longitudinal de densidade enquanto que o barotrópico, a alterações da superfície livre da coluna d'água capazes de gerar um gradiente de pressão. Efetivamente, o transporte de escalares e a renovação de massa d'água entre o estuário e a plataforma continental são dirigidos pela componente não-mareal da circulação. Desse modo, estudar a circulação é importante para gestão costeira e calibração de modelos de fluxo e transporte de material na coluna d'água. Assim, o objetivo geral do presente estudo é analisar o campo de correntes e suas correlações com as principais forçantes baroclínica (gradiente longitudinal de densidade) e barotrópicas (maré e vento) no canal principal da Baía de Todos os Santos (BTS), a partir de uma longa série de dados observacionais. Para isso, foi feito um monitoramento de correntometria ao longo de 10 meses aproximadamente na região central da BTS (estação A3), e 43 dias na embocadura da baía (estação A2). Os resultados indicaram grande importância da maré no estabelecimento do fluxo de água, e importância decrescente da superfície para o fundo do canal e da estação A2 para a estação A3. Foi verificada a presença de fluxo secundário principalmente na estação A2, devido efeitos da curvatura/geomorfologia do canal. As assimetrias das correntes mostraram dominância de correntes de vazante sobre as de enchente, sobretudo em situações de sizígia na estação A3 e para a superfície. A predominância das assimetrias de enchente esteve associada às marés de quadratura e no fundo do canal, para a estação A2. O fluxo não-mareal estratificado verticalmente (fluxo gravitacional) foi bem estabelecido na estação A2 e permanente, sendo que na estação A3 este fluxo não foi bem estabelecido, não sendo contínuo por mais de 15 dias devido efeitos da batimetria do canal. Contudo, especialmente para a estação A3, o estabelecimento do fluxo gravitacional esteve associado à maré de sizígia, fugindo aos padrões convencionais em estuários. O perfil vertical do fluxo baroclínico foi mais correspondente ao coeficiente de difusão turbulenta e a profundidade média do canal, variando de modo proporcional a variabilidade temporal do gradiente longitudinal de densidade. Este fluxo foi importante para formação do fluxo não-mareal estratificado, especialmente em períodos de maior intensidade, onde ambos apresentaram a mesma ordem de magnitude. Não foi verificada importância sazonal na variabilidade do fluxo não-mareal. Este esteve correlacionado ao vento subinercial numa situação de compensação barotrópica. Pôde-se concluir que os padrões de circulação se diferenciam ao longo do canal principal da BTS onde, na entrada da baía, por ter uma circulação gravitacional bem estabelecida, tem-se a tendência de importação de sedimentos pelo fundo e exportação pela superfície e que a estratificação do fluxo não-mareal na região central da baía esteve relacionada à maré de sizígia, sendo a batimetria um importante controlador desse fluxo.

The circulating water in estuaries is basically controlled by baroclinics and barotropics fields pressure. The Baroclinic field is associated the longitudinal density gradient while the barotropic, the change of the free surface of the water column capable of generat a pressure gradient. In fact, the transport of scalar and mass renovation of water between the estuary and the continental shelf are driven by non-mareal component of circulation. Thus, study the circulation is important for coastal management and calibration flow models and materials transport in the water column. Thus, the general objective of this study is analyze the current field and their correlation with the main baroclinic forcings (longitudinal gradient density) and barotropics (tidal and wind) in the main channel of the Todos os Santos Bay (BTS) from a long series of observational data. For this, was made a correntometria monitoring over 10 months in the central region of the BTS (A3 station), and 43 days in the mouth bay (A2 station). The results showed the importance of the tide in the establishment of the water flow and decreasing the importance of the surface for the bottom of the channel and of the station A2 to A3. The presence of secondary flow was observed mainly in A2 station due effects of curvature/geomorphology of the channel. The asymmetry of current showed dominance ebb currents on the flood, especially in situations spring tide in station and A3 to the surface. The predominance of flood asymmetry was associated with the tides of quadrature and bottom of the channel, for A2 station. The flow non-mareal stratified vertically (gravitational flow) was well established in the A2 station and permanent, and in the A3 station this flow wasn't well established, not being continue for more than 15 days due effects of bathymetry channel. However, especially for the A3 station, the gravitational flow establishment was associated with the spring tide, fleeing to conventional patterns in estuaries. The vertical profile of the Baroclinic flow was more corresponding to the turbulent diffusion coefficient and the average depth of the channel, and varied in proportion to the temporal variability of the longitudinal density gradient. This flow was important in formation of non-tidal stratified flow, especially in periods of greater intensity, which both showed the same order of magnitude. There was no seasonal variability in the importance of non-tidal flow. This was correlated to the wind subinercial in the a barotropic compensation situation. It could be concluded that the circulation patterns differ along the main channel of the BTS where the mouth of the bay, having a well-established gravitational circulation, has a tendency to import sediments by bottom and export by surface and stratification non-tidal flow in the central bay was related to spring tide, bathymetry is an important driver of this flow.