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Tipo do documento: Dissertação
Título: Previsão da maré meteorológica com rede neural aplicada à estimativa do nível do mar na Baía de Guanabara – RJ
Título(s) alternativo(s): Meteorological tide predict with neural network applied to sea level estimation in Guanabara Bay – RJ
Autor: Borba, Eduarda Pinto 
Primeiro orientador: Filippo, Alessandro Mendonça
Primeiro coorientador: Aguiar, Alessandro Lopes
Primeiro membro da banca: Fernandes, Alexandre Macedo
Segundo membro da banca: Monat, André Soares
Terceiro membro da banca: Alexandre Luiz, Alexandre Luiz
Resumo: O Nível do mar (NM) em regiões costeiras é afetado por diversos fatores meteorológicos e oceanográficos especialmente nas regiões sul e sudeste do Brasil. A previsão convencional, baseada apenas na maré astronômica, desconsidera variações induzidas por forçantes de origem não-astronômica, o que pode gerar desvios significativos em relação ao NM. Neste estudo, propõe-se o uso de rede neural recorrente do tipo Long Short-Term Memory (LSTM) para prever a Maré Meteorológica (MM) na Baia de Guanabara-RJ e estimar o NM a partir da soma das componentes astronômica e meteorológica. Foram utilizados dados de vento e pressão atmosférica provenientes da reanálise ERA5 em quatro pontos do litoral brasileiro, além de dados de nível do mar fornecidos pela Marinha do Brasil. A maré meteorológica foi obtida pela diferença entre o nível observado e a maré astronômica prevista, sendo posteriormente filtrada na banda de 3,1 a 31,5 dias. O modelo teve sua arquitetura e hiperparâmetros otimizados por meio do método Random Search. A previsão da MM com a rede LSTM apresentou bom desempenho, com coeficiente de correlação (r) de 0,84 e RMSE de 6,5 cm. A reconstrução da série total, com a soma da Maré Astronômica à MM prevista pela rede, reduziu o erro em 43% em relação à previsão convencional, com r de 0,97 e RMSE de ~ 8 cm. Os resultados evidenciam o potencial da LSTM para aprimorar previsões costeiras de curto prazo e melhorar a acurácia da previsão em eventos de maiores energias.
Abstract: Sea level (SL) in coastal regions is affected by several meteorological and oceanographic factors, especially in the southern and southeastern regions of Brazil. Conventional forecasting, based only on the astronomical tide, disregards variations induced by forcings of non-astronomical origin, which can generate significant deviations from SL. In this study, we propose the use of a recurrent Long Short-Term Memory (LSTM) neural network to predict the Meteorological Tide (MT) in Guanabara Bay - RJ and to estimate the SL from the sum of the astronomical and meteorological components. Wind and Mean Sea Level Pressure data from the ERA5 reanalysis were used at four points on the Brazilian coast, in addition to sea level data provided by the Brazilian Navy. The MT was obtained by the difference between the observed level and the predicted astronomical tide and was subsequently filtered in the 3.1 to 31.5-day band. The model had its architecture and hyperparameters optimized through the Random Search method. The prediction of MT with the LSTM network showed good performance, with a correlation coefficient (r) of 0.84 and RMSE of 6.5 cm. The reconstruction of the entire times series, with the sum of the astronomical tide to the MT predicted by the network, reduced the error by 43% compared with conventional forecast, with an r of 0.97 and RMSE of ~8 cm. The results highlight the potential of LSTM to improve short-term coastal forecasts and enhance forecasting accuracy in higher energy events.
Palavras-chave: Maré meteorológica
Previsão do nível do mar
Baía de Guanabara
Meteorological tide
Sea level prediction
Long short-term memory
Guanabara Bay
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::OCEANOGRAFIA::OCEANOGRAFIA FISICA::INTERACAO DO OCEANO COM A ATMOSFERA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Oceanografia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Oceanografia
Citação: BORBA, Eduarda Pinto. Previsão da maré meteorológica com rede neural aplicada à estimativa do nível do mar na Baía de Guanabara – RJ. 2025. 84 f. Dissertação (Mestrado em Oceanografia) - Faculdade de Oceanografia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/24934
Data de defesa: 27-Ago-2025
Aparece nas coleções:Mestrado em Oceanografia



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