CAPÍTULO 3 (ATENÇAO DIETER E AIRTON)
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(QUARTO  Esboço de Plano de Implementação para o      GLOSS/Brasil)
Primeiro Esboço alterado em 22 e 23/11/2002, em reunião na DHN
SEGUNDO ESBOÇO ALTERADO EM MAIO DE 2003. TERCEIRO ESBOÇO ALTERADO EM OUTUBRO DE 2003
                                                                                  /aagn/glossbrasil

3 - JUSTIFICATIVAS E MOTIVAÇÕES
Os dados provenientes de monitoramento do GLOSS-Brasil, Sistema Global de Medição do Nível do Mar são necessários a um amplo conjunto de pesquisas científicas no Atlântico Equatorial e Sul, incluindo a Antártica, bem como a muitas aplicações práticas na Costa Brasileira.
3.1-  Circulação Oceânica
 A circulação da área Equatorial Atlântica, na costa Norte do Brasil, foi inicialmente estudada durante o Ano Geofísico Internacional, estudos  que tiveram continuidade durante a realização da EQUALANT entre 1960 e 1964. Os estudos se estenderam durante os anos de 1974 quando foi realizado o GARP Atlantic Tropical Experiment (GATE) e em 1979 durante a realização do First GARP Global Experiment. 

O sistema esquatorial de correntes oceânicas que tanto tem a haver com a climatologia da região nordeste do país poderá com observações de nível médio do mar ser amplamente estudada através de modelos numéricos , em tempo real,  utilizando os dados de nível do mar, também obtidos em tempo real, com amplos benefícios sócio econômicos de  toda região nordeste do país .

A Circulação  entre Fernando de Noronha e SPSP, bem como o movimento vertical da crosta  no  Arquipélago São Pedro e São Paulo poderão ser estimados com grande precisão à partir dos gradientes das alturas dinâmicas medidas acuradamente com  as composições dos dados altimétricos e dados de níveis do mar obtidos nesses locais.

O estudo da Circulação entre o Rio de Janeiro e a Ilha de Trindade será grandemente beneficiado como as medições GLOSS nesses  locais que contribuirá para o monitoramento do transporte de calor da corrente do ramo Sul da Corrente  do  Brasil, através de estimativas das variações do nivel estérico do mar, implícito nas variações das alturas dinâmicas associadas ao nível do mar, com amplos benefícios ao conhecimento do sistema hidrológico da região sudeste do país , protegendo-a contra eventuais apagões 

A Circulação do Atlântico Sul e da Antártica  atraves de medições de nível do mar em tempo real, a intervalos de 6 e 10 minutos, a ser propiciadas pelo GLOSS Brasil e outras pelo GLOSS internacional, provenientes de portos do continente Africano e da Antártica, permitirão que sejam utilizados programas de computador relativos a resolução numérica das equações hidrodinâmicas para o Atlântico Sul . 

Essas soluções, se obtidas com o apoio de dados altimétricos de 
nível do mar
do satélite JASON e  com o apoio de  medições diretas da gravidade
oceânica  do satélite GRACE ,  podem  permitir o conhecimento com alta
acurácia dos valores das correntes em locais inacessíveis do Atlântico Sul bem
com da Antártica. Note-se que esses dados não são obtidos a intervalos menores
do que 10 dias, tornando necessárias para fins computacionais, medições mais
adensadas no tempo das Estações GLOSS, acima mencionadas, de forma a se
obter  soluções computacionais confiáveis.

Correntes de fundo oceânico situadas na Cordilheira Atlântica , correntes associadas a Água Antártica de Fundo, bem como correntes associadas a Água Intermediária Antártica podem vir a  ser corriqueiramente estimadas com grande acurácia via computador, cada dia mais rápidos e com crescente capacidade de armazenamento de  dados.

3.2 - Tendências de longo termo do nível do mar

 Desde 1820 a 1840 , que inclui o ano de 1831 no Primeiro Império, o Nível Médio de Longo Termo (Nível relativo do mar medido ao longo da reta de regressão do período), permaneceu relativamente constante e o Nível Relativo do Mar desse ano , tomado localmente como uma referência de Nível, no Porto do Rio de Janeiro, foi satisfatório na Desde 1820 a 1840 , que inclui o ano de 1831 no Primeiro Império, o Nível Médio de Longo Termo (Nível relativo do mar medido ao longo da reta de regressão do período), permaneceu relativamente constante e o Nível Relativo do Mar desse ano , tomado localmente como uma referência de Nível, no Porto do Rio de Janeiro, foi satisfatório na sua função de marco geodésico para a aplicação da Lei 9760 de 1946, que regula os limites da propriedade da terra da União . 

De fato, houve durante o período uma pequena variação em direção do aumento da temperatura do ar e o conseqüente pequeno aumento do Nível relativo do mar. Esse aumento é observado em registros dos últimos 250.000 anos das variaçoes simultaneas de Metano, CO2 e Temperatura do Ar, cuja variaçao nos dias atuais é mais evidente nos últimos 15.000 anos ,  que no entanto não causavam preocupação por serem bastante pequenas.    

Naquele tempo, no ano de 1822, a ferramenta básica para a análise de marés foi desenvolvida por J. B. Fourier e Isaac Newton tinha descoberto as leis básicas da física para seu entendimento em . A revolução industrial  então ocorreu  estendendo seus efeitos em todo século XX com crescente produção de gases estufa.

O conseqüente aumento da temperatura do ar esquentou os pólos da Terra, causando o degelo polar e o associado aumento do Nível Relativo do Mar, seguido da liberação da crosta terrestre nas áreas polares). O Nível Relativo do Mar teve também um acréscimo devido ao aquecimento direto das águas marinhas seguido de expansão térmica.

Em direção oposta à liberação das áreas polares em conseqüência do menor peso devido ao degelo polar está agindo a variabilidade da obliqüidade do vetor momento angular Terrestre, fazendo o Trópico de Câncer no hemisfério Norte e o de Capricórnio no hemisfério Sul se aproximarem do plano Equatorial, produzindo novo período de glaciação e então um aumento da camada de gelo polar, em conseqüência do limitado tempo de incidência da radiação solar na Terra, restrita a uma área em torno do plano do Equador, durante o ciclo sazonal. Tal efeito tem período de Milankovitch de  cerca de 41K anos. 

Portanto , Glaciação e Aquecimento Global produzem no Nível Relativo do Mar efeitos opostos. Em sentidos opostos se movimentam também os dois índices para medir o Nível  do mar que são o Nível Relativo do Mar (NRM), nas áreas  Tropicais, onde em geral ele aumenta, e o Nível Relativo do Mar Global (NRMG), que inclui a área Tropical e as áreas Polares, onde ele decresce, devido ao aliviamento da crosta, fazendo a média global se tornar  negativa o que indica um decréscimo do NRMG . 

 Em conseqüência das dificuldades em se medir tais efeitos que se contrapõem,  as medições da variação do  Nível Absoluto do Mar,  nos Trópicos e nas áreas Polares, podem ser uma forma mais simples, se não a única forma , de se estabelecer com acurácia como o Nível  do Mar em cada continente  se ajusta, para mais ou para menos, ao longo (das longitudes) e como deverá se ajustar nas mudanças climáticas de causa antropológica dos dias atuais em anos bastante próximos.

As tendências da variação do Nivel Relativo do Mar nas costas Brasileiras podem ser vistas na que mostra que até o presente está havendo um pronunciado e crescente aumento do Nível do Mar. Ver também www.mares.io.usp.br  Ícone Praias Arenosas.

3.3 -   Nível Relativo do Mar no Brasil e em Outras Regiões 

Análises do Nível Relativo do Mar em Cananéia tem sido feitas em poucas ocasiões  por diferentes autores.  Instalado em 1946 o medidor do Nível Relativo do Mar de marca AOTT registra até o momento um aumento do Nível Relativo do Mar da ordem de 40 cm/século.( Ver www.mares.io.usp.br  ,Ícone GLOSS , Afro -América GLOSS News, Edição  5(1), de 2001). Essa estimativa foi colocada em comparação com as estimativas da variação do Nível Relativo do Mar de  portos da América do Sul e dos portos da África Atlântica  .

As estimativas desses portos foram obtidas  a partir de dados médios anuais fornecidos pelo pelo PSMSL (Permanent Service for the Mean Sea Level),, organismo da IAPSO ( International Association for the Physical Sciences of the Oceans). As estimativas levando em conta todas as estações distribuídas pelo PSMSL mostraram que o Nível Relativo do Mar é da ordem de 10 a 20 cm por século e que na costa Brasileira o Nível Relativo do Mar tem valor médio ao redor de 30 cm/século .

Estimativas mais recentes, embora obtidas através de apenas de 9 anos de  dados altimétricos globais do Satélite TOPEX/POSEIDON, na área Equatorial Atlântica ,( Ver   www.mares.io.usp.br   , Ícone GLOSS, Afro-America GLOSS News, Edição 3(1) de 1999), corroboram a estimativa da razão do aumento do Nível Relativo do Mar da costa Brasileira (40cm/sec),. Esse valor se situa bem acima da média global do Nível Relativo do Mar mais aceito (10 a 20 cm/s) e adotada pela Intergovernmental Pannel for Climatic Changes  (IPCC)  como a média global do Nível Relativo do Mar.

Procura-se então estabelecer com precisão o valor da razão de variação do Nível Absoluto do Mar em Cananéia  e Ubatuba e estabelecer com bastante confiabilidade a razão da variação do Nível Relativo do Mar no litoral de Estado de São Paulo nos dias presentes de forma a  se conhecer as razões dessas variações em comparação com a média global definida pelo IPCC.

Para maior acompanhamento internacional dos trabalhos a serem realizados deve ser vinculada a estação de Cananéia ao projeto TIGA ("GPS - Tide Gauge Benchmark Monitoring - Pilot Project " ) da Comissão Oceanográfica Inergovernamental(COI)/UNESCO,  bem como a vinculação das estações de Cananéia e Ubatuba com a RMPG (Rede Maregráfica Permanente para Geodésia).

3.4- Legislação Sobre Imóveis da União - Zona   Costeira -

Nas Estações de Pesquisas do Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo em Cananeia e Ubatuba tais estudos sobre o Nível Absoluto do Mar (NAM) estão preliminarmente sendo feitos através de medições esporádicas do movimento vertical da crosta  por meio de GPS , emprestado do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) e por meio de medições gravimétricas com gravímetros relativos emprestados da Escola Politécnica da USP.. Veja www.mares.io.usp.br/aagn/ind.html         e  www.mares.io.usp.br/aagn/ind.html.

A despeito das indicações com direções opostas com relação aos valores dos diferentes índices (NRM e NAM) de medição do Nível relativo do mar é altamente provável que o Nível Relativo do Mar de Cananeia, bem como ao longo de toda a costa Brasileira esteja subindo à razão de 40 cm/século e isso é mais do que suficiente para se ter de tomar medidas urgentes  que permitam o uso acurado da lei 9760 de 1946 na demarcação dos Terrenos de Marinha, que levem em conta a variação do Nível Relativo do Mar dos dias presentes.

O Legislador local em 1946 ao assumir o Nível Relativo do Mar do ano de 1831 do porto do Rio de Janeiro como o marco  geodésico como o nível de referência para a determinação dos limites do Terreno de Marinha, em todo o território nacional não levou em conta o conhecimento científico incorporado pela ciência desde 1831 até 1946 e que  vai desde as “Glaciações” ao “Aquecimento Global”, entre outros ..

Tais fenômenos tornam móveis as, antigamente admitidas como, propriedades imóveis da União, como os Terrenos de Marinha.  Esta é outra razão porquê há grande interesse e mesmo necessidade de se medir a razão de variação do Nível Absoluto do Mar (NAM). Para isso deve-se  medir também e acuradamente a razão de variação do Nível Relativo do Mar (NRM), ao longo de toda a costa Brasileira, nos dias atuais.

Os resultados de medições em Barra do Una, de acordo com que dispõe a Lei 1946,  indicam que marcação do limite do Terreno de Marinha não foi feita em concordância com a legislação. Uma nova legislação a ser aprovada pelo Congresso Nacional  deve  se adequar ao conhecimento científico sobre a mobilidade do nível do mar nos dias presentes aqui exposto. Há a possibilidade que equívocos semelhantes podem estar ocorrendo em toda a costa Brasileira o que, além da modernização da legislação, torna também a reativação da rede de Estações desativadas uma necessidade legal urgente. Ver  www.mares.io.usp.br ícone GLOSS – Afro America GLOSS News Edição 4(1) de 2001.

3.5 -  Movimentos Locais da Crosta

Os movimentos horizontais da crosta tem sido medidos recentemente em todo o território nacional por vários pesquisadores. Longos conjuntos de dados de medições contínuas de GPS de cidades brasileiras como Fortaleza, Brasília Presidente Prudente e Curitiba foram utilizados  na análise de deslocamentos da crosta.

Foram encontrados movimentos horizontais de cerca de 1mm/ano em direção a Nordeste para as primeiras duas e cerca de 1mm/ano em direção Sudoeste para as outras duas, a partir de dados fornecidos pelo Instituto Brasileiro de Geografia e  Estatística (IBGE).

Medições similares de GPS (três anos) foram também usadas no porto de Honolulu, Ilha de Oahu, para se detectar movimentos verticais da crosta nessas ilhas vulcânicas da ordem de 10 mm/ano. Isso torna altamente provável de sucesso a aplicação da mesma metodologia às medições de nas costas Brasileiras de forma a se detectar movimentos verticais da ordem de 1-2mm por ano.

Estimativas do deslocamento vertical da crosta em CANANEIA podem também ser obtidas   a partir da série de nível relativo do mar do local e dos dados simultâneos de altimetria do TOPEX/POSEIDON. 

3.6- Inferências de Ciclos Climáticos

Os ciclos climáticos básicos que, aparentemente, se estendem por todo território nacional foram estimados ainda no último quarto do Século XX, e são os de escalas decenais e intradecenais do ciclo hidrológico da cidade de Fortaleza, Brasil.

Trabalhando com dados de precipitação atmosférica e objetivando inferir alguma periodicidade do que poderia se chamar de "Secas do Nordeste Brasileiro" , a partir de 132 anos de medições, por meio de análise Fourier, foram determinadas as amplitudes com 95% de confiabilidade,  as escalas mais importantes (26 e 13) de  65 ; 26 ; 13,3 ; 3,6 e 2,2 anos como as escalas dos ciclos climáticos. Essas escalas foram estimadas a partir de ana[alise espectral. 

Tais escalas são bastante similares às obtidas em dados de nível do mar da cidade de Cananéia e de Fluxo de rios da cidade de São Paulo. As variações do nível do mar de Cananéia foram determinadas com intervalo estatístico de significância de 95%, a partir de 35 anos de dados médios mensais, indicando as faixas espectrais de 26; 13; 5,4; 3,6 e 2,3 anos, através da análise da função de autocovâriança alisada. 

As mesmas escalas de variabilidade do nível do mar foram encontradas na série de San Francisco , Estados Unidos ,portanto muito distante das cidades de Cananéia e de Fortaleza. A análise espectral foi  feita através da transformada de Fourier de dados anuais de nível do mar da qual se retirou a tendência.

O espectro indica claramente a existência de bandas espectrais centradas nos picos de 26; 13; 5,4; 3,6 e 2,3 anos que são bastante similares àquelas mostradas no nível médio de Cananéia. As mesmas faixas espectrais são encontradas em dados de nível médios anuais das cidades de Antofagasta (Chile), Balboa (Panamá) e de outros portos do Pacífico .

A variabilidade decenal e intradecenal do ciclo hidrológico da cidade de São Paulo foi estimada através de análise espectral de fluxo de rios . A séries dos rios Tietê , Paraíba do Sul e do rio Paranapanema  foram analisadas através transformada de Fourier de funções de autocovarianças alisadas e os resultados mostrados também indicam a existência das faixas espectrais centradas em 13; 6,5; 3,3 e 2,2 anos . Note-se que a banda espectral centrada em 6,5 anos também existe no espectro de nível do mar de Cananéia apenas não foi aceita em razão de não ter sido determinada com o intervalo de confiança de 95 % .

As evidências das escalas com que os ciclos  climáticos ocorrem e condicionam todo território nacional são, portanto, claras e estão associadas a causas de longa data  conhecidas.

O interesse no exame desses ciclos aumentou com o recente programa SIHESP (Sistema Integrado Hidrológico do  Estado de São Paulo),  onde se propõem utilizar as medições altimétricas do nível do mar   do satélite Topex/Poseidon para monitorar e analisar o nível do mar e por conseguinte a quantidade de calor transportado ao longo da sessão  Capricórnio .

Basicamente monitorar o conteúdo de calor transportado  e inferir procedimentos de como entender o fenômeno que grandemente interfere na geração de energia elétrica do país, que é  dependente das geradoras hidrelétricas e, portanto, largamente dependentes desses ciclos climatológicos.

3.7- Processos de Erosão da Linha da Costa
(Dieter)   -  Descrever os existentes -
3.8 - Problemas de Operação Portuária e o Nível do Mar (Airton)  - Descrever os existentes  -