An improved second generation wave model

Abstract

A numerical second-generation sea wave model (SG) is presented and applied to December 1992 events on Mediterranean Sea. The energy advection is performed using a semi-Lagrangian scheme. The wind sea is generated by surface wind data supplied by a global/limited area atmospheric model or global analysis. The source terms (generation, dissipation and nonlinear interactions) are tuned to fit the empirical Sanders' duration-limited growth curve. An angular relaxation scheme is used in changing wind direction situations by permitting that the energy migrates slowly toward the new wind direction. This is accomplished by a combination of the actual spectrum and that one built by a rapid directional relaxation. One-month SG run testing for December 1992 was performed for the Mediterranean Sea and compared with observational buoy data. Results show the model was able to hindcast unusual wave activity associated to few cyclones, which have affected the area. Comparison with WAM (Komen et. al., 1994) run for the same period presents similar results, which is very encouraging to apply this low computational cost sea wave model for hindcast studies.Um modelo numérico de ondas oceânicas (SG) é apresentado e aplicado para eventos no Mar Mediterrâneo durante o mês de dezembro de 1992. A advecção de energia utiliza um esquema semi-Lagrangeano. Os ventos em superfície são gerados por modelos atmosféricos global ou de área limitada ou, ainda, por dados atmosféricos de análise global. Os termos fontes (de geração, dissipação e interação não-linear) são ajustados à curva empírica de crescimento de duração limitada, proposta por Sanders. Um esquema de relaxação para situações de variação de direção de vento, que permite que a energia emigra lentamente a nova direção do vento, é proposto. Este esquema combina o espectro real e aquele obtido por um esquema de relaxação direcional rápido. Uma simulação com o SG, para dezembro de 1992 no mar Mediterrâneo, foi realizada c os resultados comparados com observações de dados de bóias. Os resultados mostram que o SG é capaz de simular eventos de agitação marítima associados a sistemas frontais que durante o período analisado passaram pela região. Comparado com a simulação feita pelo modelo WAM (Komen et. al., 1994) para os mesmos eventos, mostra que ambos modelos apresentam resultados similares. Portanto o modelo SG pode ser aplicado em estudos de casos e experimentos climáticos com a vantagem de ter um custo computacional relativamente baixo.

Keywords

• Modelo de ondas oceânicas
• Ondas oceânicas
• Modelo de ondas geradas pelo vento
• Sea waves
• Sea waves model
• Wind waves modelling