Variabilidade espaço-temporal das concentrações de sedimento em suspensão na Lagoa dos Patos

Abstract

A Lagoa dos Patos, localizada no extremo sul do Brasil, é uma lagoa rasa e turva de grande importância ecológica e econômica. A variabilidade sazonal, anual e interanual das concentrações de sedimento em suspensão (CSS) dessa lagoa foi investigada através de cinco anos (2002-2006) de simulações hidrodinâmicas + transporte de sedimento em suspensão a partir do modelo hidrodinâmico TELEMAC – 3D. O modelo foi calibrado e validado através da comparação entre seus resultados e dados in situ de velocidade de corrente, salinidade e CSS, e indicou uma performance excelente. Em seguida, os resultados do modelo foram combinados com dados de descarga dos rios, vento, taxas de precipitação e índices climáticos (ENSO) para identificar as suas influências nas CSS ao longo da lagoa. A relação entre séries temporais diárias de CSS e descarga dos rios foi alta (r≈0.80), indicando uma forte correlação entre essas séries temporais na Lagoa dos Patos. A variabilidade sazonal de CSS indicou altas SSC durante o inverno e a primavera, e CSS moderadas a baixas durante o verão e o outono, demonstrando uma relação com o padrão de descarga dos rios. Em escala interanual, a influência dos eventos ENSO gerou altos valores de CSS ao longo da lagoa, principalmente durante os anos de El Niño e próximo às desembocaduras dos tributários, enquanto o padrão oposto foi observado durante os anos de La Niña. Diante disso, a Lagoa dos Patos se mostra como um sistema dinâmico, e as CSS são principalmente controladas pelas descargas dos rios em escalas maiores de tempo e moduladas pela ação do vento em escalas mais curtas.

The Patos Lagoon, located in the Southernmost part of Brazil, is a shallow and turbid lagoon of huge ecological and economical importance. The seasonal, annual, and interannual variability of suspended sediment concentrations (SSC) of this lagoon was investigated based on five years (2002-2006) of hydrodynamics + SSC simulations with the TELEMAC – 3D hydrodynamic model. The model was initially calibrated and validated by comparing results with in situ current velocities, salinity, and SSC measurements, indicating an excellent performance. Afterwards, modelling results were combined with river discharge, wind, precipitation rates, and climate index (ENSO) data to identify their influence on SSC throughout the lagoon. The relation between daily timeseries of SSC and river discharge was high (r≈0.80), indicating a strong correlation between these time series in the Patos Lagoon. SSC seasonal variability was also observed, with high SSC from winter to spring, and moderate to low SSC during summer and fall, indicating a relation with the river discharge pattern. On the interannual variability scale, the ENSO influence promoted high SSC values throughout the lagoon, mainly during El Niño years and near the tributaries mouth, while the opposite pattern was observed during La Niña years. Thus, the Patos Lagoon is a dynamic system and SSC are mainly controlled by river discharges at longer timescales and modulated by the wind action at shorter timescales.