De uma forma geral, as correntes marítimas são consideradas movimentos uniformes e horizontalmente homogéneos de água do mar. No entanto, há medida que se vai diminuindo a escala, percebe-se que são altamente heterogéneas e cheias de incertezas que ainda estão por estudar, como a transferência vertical de nutrientes e a mistura de carbono em zonas muito profundas.

Porque é que é tão importante estudar estes processos? Porque, entre outras razões, têm impacto direto nas alterações climáticas. E porque é que, então, é tão difícil? Essencialmente, porque a recolha direta de amostras é mesmo muito difícil de se conseguir.

É exatamente aqui entra a computação de alto desempenho, ao permitir desvendar estes (e tantos outros) processos do oceano através de modelos numéricos de alta resolução, e que resultam, por exemplo, em modelos tridimensionais, como os que estão a ser desenvolvidos em Portugal.

Investigadores do Instituto Superior Técnico e do CERENA (Centro de Recursos Naturais e Ambiente), em conjunto com investigadores da UTAustin, desenvolvem métodos inovadores para a previsão da distribuição espacial da temperatura e salinidade dos oceanos através da modelação de dados de reflexão de ondas acústicas na água do mar – a oceanografia sísmica.

A previsão espacial destas propriedades oceânicas, e da incerteza associada a estas grandezas, a partir de dados de oceanografia sísmica necessita da resolução de um problema inverso altamente não linear que muitas vezes requer a utilização de computação avançada de alto desempenho.

No âmbito do projecto exploratório ‘Multi-source modelling of the ocean: coupling Earth observations with acoustic waves’, financiado ao abrigo do programa UTAustin|Portugal, os métodos desenvolvidos em parceria por ambas as instituições têm utilizado os recursos computacionais do Texas Advanced Computing Center para a obtenção modelos de temperatura e salinidade na Planície Abissal da Madeira (Portugal).

A figura abaixo representa um exemplo dos resultados preliminares obtidos. Do lado esquerdo, os dados originais de oceanografia sísmica antes da sua inversão; do lado direito, a solução do problema inverso, ilustrando a distribuição espacial da temperatura do oceano ao longo de uma secção vertical bidimensional com uma escala espacial métrica.