Low-frequency physical variations in the coastal zone of Ubatuba, northern coast of São Paulo State, Brazil

Abstract

Sea level (SL), wind, air temperature (AT) and sea surface temperature (SST) variations in the coastal region of Ubatuba, northern coast of São Paulo, are assessed. A Lanczos-square cosine filter, with a 40-hour window, was applied over the SL time series between 1978 and 2000, except for the period comprising 1984 to 1986. In order to study subtidal effects on mean sea level (MSL), SL numerical filtering indicated that there was a virtually complete removal of semidiurnal and diurnal astronomical tidal components over the period of study. Results indicated an average raw SL rise of 2.3 mm/year, whereas average filtered MSL was of the order of 0.7 mm/year. Despite the overall positive MSL trend, the lunar nodal cycle of 18.6 years seemed to be the explanation for the SL series pattern. Correlations between MSL and parallel wind had a maximum correlation coefficient around 0.6, with 99% statistical confidence, while MSL and perpendicular wind correlations were not statistically significant. These results may be explained by Ekman dynamics. Data records of AT and SST between 1990 and 2003 showed positive trends for both variables. During this period, AT rose about 0.087 ºC /year for the raw series and 0.085 ºC /year for the monthly time series, and SST showed a rise of 0.047 ºC /year and 0.046 ºC/year, for the raw and monthly time series, respectively. The monthly climatology for both AT and SST showed higher values in February with 27.79 ºC and 28.59 ºC for AT and SST, respectively, and the lowest in July with 21.12 ºC for AT and 21.91 ºC for SST.

Translated abstract

Este trabalho consiste na análise da variação do nível do mar (NM), vento, temperatura do ar (TA) e da superfície do mar (TSM) na região costeira de Ubatuba, litoral norte de São Paulo. Um filtro cosseno quadrado de Lanczos, com janela de 40 h, foi aplicado sobre uma série temporal de NM entre 1978 e 2000, com exceção dos anos 1984 a 1986. Para se estudar os efeitos submareais no nível médio do mar (NMM), os resultados da filtragem de NM indicam que houve uma remoção virtualmente completa das componentes semidiurna e diurna da maré astronômica ao longo do período estudado. Os resultados indicam uma subida do NM bruto da ordem de 2,3 mm/ano, enquanto para o NMM filtrado, obteve-se uma tendência de 0,7 mm/ano. Apesar da tendência geral positiva do NMM ao longo do período estudado, o comportamento da série de NM parece ser influenciado pelo ciclo lunar nodal de 18,6 anos. A correlação entre o NMM e o vento paralelo à costa ficou próxima de 0,6 para todos os anos analisados, com 99% de confiança estatística, enquanto as correlações entre o NMM e vento perpendicular à costa não foram estatisticamente significativas. Este comportamento é provavelmente explicado pela Dinâmica de Ekman. Os resultados de tendência para TA e TSM mostraram um aumento considerável. Para TA, o aumento linear estimado foi de 0,087ºC/ano para a série bruta e 0,085ºC/ano para a média mensal. Para TSM, os coeficientes lineares foram 0,047ºC/ano para a série bruta e 0,046 ºC/ano para a média mensal. A climatologia mensal, tanto para TA quanto para TSM, apresentaram maior valor em fevereiro, com 27,79ºC para a AT e 28,59ºC para TSM, e o menor valor em julho, com 21,12ºC para AT e 21,91ºC para TSM.