Estudo destaca novos avanços para simular processos costeiros multiescala

Simular inundações onde os rios encontram o oceano é desafiador porque os modelos existentes do sistema terrestre têm dificuldade para capturar as interações complexas entre fluxos de rios, marés oceânicas e tempestades.

Em resposta, os pesquisadores desenvolveram uma estrutura abrangente para o Energy Exascale Earth System Model (E3SM), incorporando modelos avançados de rios e oceanos que melhoram a forma como tais interações são simuladas. O trabalho é publicado no Revista de Avanços em Modelagem de Sistemas Terrestres.

Inundações compostas acontecem quando a descarga elevada do rio e os níveis de água do oceano interagem em uma zona costeira. Há limitações nos modelos atuais do sistema terrestre para simular com precisão esses processos devido a resoluções insuficientes nas malhas computacionais e detalhes insuficientes sobre como rios e oceanos estão conectados.

Este estudo cria uma estrutura abrangente para o E3SM e demonstra a capacidade da estrutura de simular um evento específico de inundação composta em um estuário do Atlântico Médio. A estrutura combina modelos de atmosfera, terra, rio e oceano — cada um com seu próprio nível de detalhes perto do litoral — para levar em conta seus diferentes processos físicos.

Os resultados mostram que a estrutura E3SM pode reproduzir razoavelmente bem as variações de vazão do rio e do nível do mar. Ao simular a interação entre rio e oceano, podemos entender melhor os efeitos da água costeira na vazão do rio forçada por marés e tempestades durante um evento de inundação composto.

A simulação revela que a inundação composta é mais significativa quando um ciclone tropical produz a maior tempestade, mas descarga moderada do rio. Este estudo demonstra a capacidade do modelo E3SM de simular com precisão os processos costeiros detalhados.