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G-Cast
Laboratório Nacional de Engenharia Civil
G-Cast: Aplicação da computação GRID num sistema de simulação e previsão da morfodinâmica em zonas costeiras
Outros participantes: Universidade de Aveiro
Investigador responsável: Anabela Pacheco de Oliveira
Financiamento: 166.000€
A capacidade de simular e prever a dinâmica de longo prazo de zonas costeiras e estuarinas é fundamental para avaliar os impactos sociais, ecológicos e económicos das intervenções humanas e das alterações climáticas nestas regiões. Existe uma necessidade crescente de abordar esta temática, impulsionada a nível europeu por um amplo quadro legislativo no qual se inclui a Directiva Quadro da Água. A preocupação de abordar os problemas da orla costeira de modo sustentado e baseado no melhor conhecimento a nível científico promoveu o desenvolvimento de sistemas computacionais de previsão que possibilitem simular diversos parâmetros físicos, químicos e biológicos a curto espaço de tempo, integrando os resultados de modelos numéricos e a aquisição de dados de campo. No entanto, as grandes escalas temporais e espaciais envolvidas numa simulação a longo prazo da hidrodinâmica e morfodinâmica costeira e estuarina, bem como a complexidade dos processos físicos e a incerteza associada ao impacto das alterações climáticas, requerem recursos computacionais que eram inexistentes no passado.
A computação Grid tem emergido a nível mundial como uma ferramenta atractiva e acessível para que a comunidade de modelação de estuários e zonas costeiras possa resolver problemas de grande escala temporal e espacial. Várias aplicações piloto estão a ser desenvolvidas em diversos locais dos Estados Unidos e da Europa, mas não foi encontrada qualquer aplicação de computação Grid nesta área em Portugal. A existência de um vasto conjunto de recursos computacionais integrados, partilhados pela comunidade Grid, e de um conjunto de modelos paralelizados para a simulação da hidrodinâmica e da morfodinâmica, torna disponível, pela primeira vez, os meios de suporte científico e computacional adequados para o apoio à gestão a longo prazo das zonas costeiras.
O projecto G-cast tem por objectivo combinar os novos recursos computacionais disponibilizados pela Grid e a experiência da equipa na utilização de modelos numéricos avançados para a hidrodinâmica e morfodinâmica estuarina e costeira, no desenvolvimento de uma análise exploratória do impacto, a longo prazo, das alterações climáticas na evolução morfodinâmica das zonas costeiras. Este objectivo será conseguido através de: 1) adaptação de um sistema de modelos morfodinâmicos ao ambiente Grid; 2) integração deste sistema de modelação num sistema computacional de previsão operacional adaptado à costa portuguesa; e, 3) a sua aplicação exploratória à análise a longo prazo das alterações climáticas na morfodinâmica de dois sistemas costeiros: a lagoa de Óbidos e a Ria de Aveiro. Estas tarefas utilizarão a infra-estrutura de Grid que será criada no âmbito da Rede Nacional de Computação Avançada, financiada pela FCT através do programa de Re-equipamento Cientifico, projecto “Rede Nacional de Computação Avançada” (REDE/1513/RCA/2005). No decurso do projecto G-Cast o nó desta Grid sediado no LNEC será adaptado ao middleware do int.eu.grid, uma variação do middleware do projecto europeu de computação Grid (Enabling Grids for E-sciencE, EGEE), desenvolvido para aplicações interactivas.
A integração destas ferramentas irá providenciar um sistema piloto de previsão baseado em tecnologia Grid, para aplicação à análise da hidrodinâmica e morfodinâmica de qualquer sistema estuarino e costeiro português. O projecto G-Cast constitui assim o primeiro passo de uma nova abordagem à oceanografia operacional em Portugal ao incluir a análise integrada de processos hidrodinâmicos e morfodinâmicos. O projecto irá também promover o uso da computação Grid entre a comunidade portuguesa da modelação costeira, através da demonstração da sua importância na análise morfodinâmica de longo termo de duas lagoas costeiras de características distintas. Estas aplicações irão analisar o impacto de alterações climáticas na morfodinâmica da lagoa de Óbidos, sistema de pequena dimensão, mas de elevado dinamismo e com grande capacidade de migração da sua embocadura, e na Ria de Aveiro, sistema complexo e de grande dimensão e que tem sido sujeito a muitas intervenções humanas, incluindo a construção de dois molhes que impedem a migração da embocadura.
