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Volume 24, Issue 1 - June 2024

 

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Revista de Gestão Costeira Integrada
Volume 24, Issue 1, June 2024, Pages 41-53

DOI: 10.5894/rgci-n571
* Submission: 11 AGO 2023; Peer review: 20 OCT 2023; Revised: 9 MAY 2024; Accepted: 9 MAY 2024; Available on-line: 21 OCT 2024

Exploring tidal constituent trends: unveiling the impact of the 18.6-year lunar nodal cycle through harmonic analysis and long-term tide gauge records

André de Lima Coelho@ 1, Tiago Zenker Gireli1, Kelly Kawai Venancio2, Patrícia Dalsoglio Garcia2


@ Corresponding author: alimacoelho1@gmail.com

1 School of Civil Engineering, Architecture, and Urban Design, University of Campinas, Rua Saturnino de Brito, 224, Campinas, São Paulo, Brazil.

1 E-mail addresses: zenker@unicamp.br (T.Z. Gireli), kellkawai.v@gmail.com (K.K.Venancio), pdgarcia@unicamp.br (P.D. Garcia)


ABSTRACT

Understanding tidal constituent trends is becoming increasingly important in a world where climate change puts pressure on the tidal regime across the globe. Tidal constituents change constantly, but there is strong evidence that nodal modulation interferes with constituent amplitude values, thus hindering efforts to accurately measure their trends. Therefore, this paper proposes a practical approach to remove the influence of nodal modulation in constituent trend analysis. We collected multiple 18.6-year series of sea level data from tide gauges in Brest (France), Cananeia (Brazil), and Eastport (USA) and performed a harmonic analysis. Our main focus is to assess the interference of the nodal cycle on M2 tidal constituents. Although 19-year series are optimal to minimize this interference, they drastically reduce the number of data sets analyzed. To mitigate this problem, we employed a sliding window approach where each 19-year series starts one year after the previous one. The results of all three surveyed sites show that by employing this approach, the trends of the tidal constituents change significantly compared to what was previously seen with nodal interference. For instance, in Eastport, the analysis indicates that nodal modulation is partially responsible for the apparent reduction of the M2 amplitude tendency slope after 1980, a change that is softened when the effects of this modulation are removed. The reliability of the trends identified in this study suggests that this practical approach can also help future research predict the slope tendency of main tidal constituents.

Keywords: Tides; Nodal cycle; Harmonic analysis; Tidal Constituents; Tide gauge records.

RESUMO
A compreensão das tendências das componentes de maré está se tornando uma pauta relevante, principalmente ao considerar que as mudanças climáticas podem afetar o comportamento das marés ao redor do mundo. As componentes de maré mudam constantemente, mas há fortes evidências de que a modulação nodal interfere nos valores de amplitude das componentes, dificultando assim os esforços para medir com precisão suas tendências. Portanto, o presente estudo propõe uma abordagem prática para remover a influência da modulação nodal na análise de tendências das componentes. Diversas séries de dados de nível do mar de longo período, ou seja, de 18.6 anos, foram coletadas de marégrafos em Brest (França), Cananéia (Brasil) e Eastport (EUA). Com base em tais dados, foram conduzidas diversas análises harmônicas. O principal foco deste estudo é avaliar a interferência do ciclo nodal nas componentes de maré M2. Embora as séries de 19 anos sejam ideais para minimizar essa interferência, elas reduzem drasticamente a quantidade de conjuntos de dados analisados. Para atenuar tal problema, foi empregada uma abordagem de janela móvel na qual cada série de 19 anos começa um ano após o início da série anterior. Os resultados dos três locais estudados mostram que, ao adotar essa abordagem, as tendências das componentes de maré mudam significativamente em comparação ao que foi visto anteriormente com a interferência nodal. Por exemplo, em Eastport, a análise indica que a modulação nodal é parcialmente responsável pela aparente redução da inclinação da tendência de amplitude da componente M2 após 1980, uma mudança que é suavizada quando os efeitos dessa modulação são removidos. A confiabilidade das tendências identificadas neste estudo sugere que essa abordagem prática também poderá ajudar pesquisas futuras na previsão de tendências das principais componentes de maré.

Palavras-chave: Marés; Ciclo nodal; Análise Harmônica; Componentes de Maré; Registros maregráficos.