D4 Medição do nível do mar

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A medição do nível do mar combina duas fontes de dados complementares: marégrafos costeiros, que fornecem um registro local de longo prazo, e altimetria por satélite, que oferece cobertura global. Os marégrafos são instrumentos com mais de 150 anos de história, que medem a pressão total da água sobre o próprio sensor ou a altura da superfície do mar. Uma rede global de referência compreende quase 300 dessas estações distribuídas ao longo do litoral em todo o mundo. A análise harmônica dos dados do nível do mar produzidos por esses marégrafos permite que o sinal da maré — a soma de vários componentes astronômicos perfeitamente previsíveis — seja separado do resíduo não relacionado à maré, que captura tanto a variabilidade meteorológica quanto as tendências de longo prazo. Essa separação é o que permite que um único registro de marégrafo seja usado tanto para prever a maré de amanhã quanto para medir as mudanças climáticas nas próximas décadas.

A altimetria por satélite, por sua vez, mede a distância entre o satélite e a superfície do oceano com uma precisão de um a dois centímetros, usando um altímetro de radar que envia pulsos na banda Ku, a uma frequência próxima de 13,6 gigahertz. A diferença entre a órbita do satélite, conhecida com grande precisão em relação a um elipsoide de referência geocêntrico, e a distância medida até a superfície é o que permite o cálculo do nível do mar em qualquer ponto. Antes de se chegar a esse resultado final, porém, vários efeitos devem ser corrigidos: o atraso introduzido pelos elétrons livres na ionosfera, o atraso introduzido pelo vapor d'água e pelo ar seco na troposfera e o efeito do próprio estado do mar no sinal refletido. Combinando dados de satélites sucessivos, com sobreposições de vários anos entre cada um, constrói-se uma série uniforme e contínua de dados do nível do mar, que se estende de 1993 até o presente.

A separação entre o sinal da maré e o resíduo mencionado anteriormente é, na verdade, o cerne de toda essa medição: a análise harmônica ajusta um conjunto de componentes com amplitude e fase fixas à série observada, cada um associado a um ciclo astronômico distinto. O que resta após a subtração dessas componentes de maré é o resíduo, e é esse resíduo que nos permite distinguir entre a variabilidade meteorológica proveniente da baixa pressão e do vento, a variabilidade sazonal, a variabilidade interanual associada ao El Niño-Oscilação Sul e à Oscilação Multidecadal do Atlântico, e as tendências de longo prazo do nível do mar.

Na maioria dos litorais do mundo, o comportamento esperado é que duas componentes dominem claramente todas as outras: a principal componente semidiurna lunar e a principal componente semidiurna solar, cujas amplitudes e fases são muito bem determinadas após apenas um ou dois anos de registro contínuo. Isso torna praticamente possível prever a maré em qualquer litoral com muito pouco tempo de observação prévia. Assim, desde o marégrafo que registra a costa há mais de um século até o satélite que mede a mesma altura do espaço, passando pela análise harmônica que separa a maré previsível das demais, a medição do nível do mar acaba reconstruindo, com métodos muito diferentes, a mesma altura do mar que sobe e desce por razões astronômicas, meteorológicas e climáticas.

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