CONSTANTES HARMÔNICAS ATRAVÉS DE ANÁLISE ESPECTRAL CRUZADA A PARTIR DE UM REGISTRO EQUATORIAL DE 15 DIAS

Alberto  dos Santos  Franco.
Instituto Oceanográfico da Universidade de SãoPaulo. SP - Brasil.

Introdução

Em agosto deste ano a firma de engenharia INTERNAVE instalou em Alcântara, MA, um marégrafo de pressão com registro digital, e, após 17 dias de funcionamento contínuo, com intervalo de amostragem de 15 minutos, solicitou-me que fizesse uma análise rápida desse registro, que se iniciou as 12:00 h do dia 18 de setembro de 1998.
Dada a exiguidade da série foi necessário estudar qual a melhor análise que se poderia fazer de tão curto registro. Como primeira abordagem efetuei com o programa ANHAMA do conjunto PAC de 10 programas, por mim elaborados, uma análise direta que me forneceu apenas 16 componentes.
Em vista de tal pobreza, resolvi experimentar a análise espectral cruzada da maré prevista, na Ponta da Madeira, com a observada, em Alcântara. Veremos a seguir alguns detalhes.

Análise espectral cruzada

Em primeiro lugar cabem alguns comentários sobre o serviço de marés, no terminal da Ponta da Madeira, operado pela Cia. VALE DO RIO DOCE. Trata-se de um serviço exemplar, pois os dados maregráficos são testados varias vezes por dia e a série no tempo é submetida ao teste de Karunaratne para a correção dos inevitáveis erros grosseiros cometidos durante a digitalização.
De fato a CVRD, que já fornece ao serviço de praticagem, previsões com constantes harmônicas obtidas de uma análise de 214  horas, enviou-me, para análise um registro de cerca de 4 anos.
Em 1995, tive a oportunidade de publicar, no número de março da revista do Bureau Hidrográfico Internacional, um trabalho mostrando que havia conseguido generalizar método, antes limitado às séries de 10x214  horas, correspondentes 18,69 anos julianos.
A análise de uma série de 2 x214 alturas horárias permitiu que as constantes harmônicas de 108 componentes, que resistiram ao teste estatístico, fossem aproveitadas para oportuna previsão harmônica.
Ora, a ponta da Madeira, dista cerca de 9 milhas de Alcântara, onde a maré tem características análogas. Assim sendo, nada mais lógico do que efetuar uma análise espectral cruzada da curva da maré prevista para a Ponta da Madeira, para o mesmo período que a maré observada em Alcântara, com a curva da maré observada nesse lugar. Os resultados de tal procedimento superaram a expectativa, pois para a maior parte das componentes a coerência foi muito próxima da unidade e os resíduos espectrais, ou seja as variâncias individuais muito baixas.


Alcântara (MA) - Composição entre as  marés observada (linha cheia) e calculada (linha tracejada) em 15/11/1982
HORAS

Abandonando as componentes cujas amplitudes eram inferiores às raízes quadradas das respectivas variâncias, restaram ainda 75 componentes que poderiam ser utilizadas na previsão. Comparando a curva prevista para o período da observação com a observada houve, praticamente a coincidência das duas curvas.
Não satisfeito com este teste e tendo tido conhecimento de que a Diretoria de Hidrografia e Navegação havia observado alturas horárias da maré em Alcântara em novembro de 1982, resolvi calcular as alturas nesse local, utilizando as 75 componentes, para o dia 15 de setembro de 1982. 0 resultado que vemos na figura anexa dispensa comentários.
Agradeço ao Professor Dr. Carlos Eduardo d' Almeida pela permissão de utilizar os dados de Alcântara e ao Sr. Cesar Luciano Felippe da Rocha que me forneceu as alturas horárias da maré na Ponta da Madeira.