Impacto dos processos de meso e de submesoescala sobre as trocas de águas entre plataforma continental e oceano aberto na região de ressurgência entre Cabo de São Tomé e Cabo Frio (RJ, 22°S - 23°S)
Ano de defesa: | 2019 |
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Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Oceanografia
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Resumo: | The impact of meso- and submesoscale processes on the exchange of waters between the continental shelf and the open ocean was investigated based on simulations of a regional numerical model implemented in the Brazilian continental margin in two horizontal resolutions (6km and 2km). While flows along the continental shelf and their forcing mechanisms are relatively well known in the region, flows across the continental shelf are less investigated and hence less estimated. In part because cross-shelf velocities are weaker than along-shelf velocities which are associated with strong boundary currents flows. However, in this work, results indicate that even weaker, when driven by smaller-scale physical processes, flows into the open ocean are also significant. In the coastal region and in the shelf-break upwelling of cold waters injects nutrients on the shelf, if transported to the open ocean, may favor environments previously considered oligotrophic as productive as coastal regions. However, more intense flows in the shelf-break tend to be a physical barrier to fluid exchange. The fluxes between these two environments become possible between 20°S and 26°S, as the complex bottom topography and the coast geometry potentiate the generation of mesoscale eddies of the Brazilian Current (BC), which, in turn, induce the emergence of submesoscale processes. Cross-shelf transport was computed by integrating the resulting velocity that crosses the shelf-break in a vertical plane formed by the 200- meter isobath and its surface projection. On average, over three years of simulation there is a total transport of ~ 2 Sv off the shelf between 22°S - 23°S and ~ 1 Sv (in module) for the coast between 23°S - 24°S. In daily image analysis the fluxes are interconnected in these sectors by the ciclonic movement of the BC eddies. These eddies promote outflow flows in the sector to the north and due to the cyclonic movement towards the coast they transport waters to the continental shelf in the sector to the south. Submesoscale processes associated with the presence of these eddies promote upwelling in the out-shelf by configuring preferential upwelling sites over the shelf-break in a long period average. The results suggest that eddies, in connection with intense vertical velocities at submesoscale, induce the periodic exportation of water through the shelf and are therefore important mechanisms for the expansion of coastal productive waters in the adjacent oligotrophic ocean basin. |
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While flows along the continental shelf and their forcing mechanisms are relatively well known in the region, flows across the continental shelf are less investigated and hence less estimated. In part because cross-shelf velocities are weaker than along-shelf velocities which are associated with strong boundary currents flows. However, in this work, results indicate that even weaker, when driven by smaller-scale physical processes, flows into the open ocean are also significant. In the coastal region and in the shelf-break upwelling of cold waters injects nutrients on the shelf, if transported to the open ocean, may favor environments previously considered oligotrophic as productive as coastal regions. However, more intense flows in the shelf-break tend to be a physical barrier to fluid exchange. The fluxes between these two environments become possible between 20°S and 26°S, as the complex bottom topography and the coast geometry potentiate the generation of mesoscale eddies of the Brazilian Current (BC), which, in turn, induce the emergence of submesoscale processes. Cross-shelf transport was computed by integrating the resulting velocity that crosses the shelf-break in a vertical plane formed by the 200- meter isobath and its surface projection. On average, over three years of simulation there is a total transport of ~ 2 Sv off the shelf between 22°S - 23°S and ~ 1 Sv (in module) for the coast between 23°S - 24°S. In daily image analysis the fluxes are interconnected in these sectors by the ciclonic movement of the BC eddies. These eddies promote outflow flows in the sector to the north and due to the cyclonic movement towards the coast they transport waters to the continental shelf in the sector to the south. Submesoscale processes associated with the presence of these eddies promote upwelling in the out-shelf by configuring preferential upwelling sites over the shelf-break in a long period average. The results suggest that eddies, in connection with intense vertical velocities at submesoscale, induce the periodic exportation of water through the shelf and are therefore important mechanisms for the expansion of coastal productive waters in the adjacent oligotrophic ocean basin.O impacto de processos de meso- e de submesoescala sobre as trocas de águas entre a plataforma continental e o oceano aberto foi investigado com base em simulações de um modelo numérico regional implementado na margem continental brasileira em duas resoluções horizontais (6km e 2km). Enquanto fluxos ao longo da plataforma continental e suas forçantes são relativamente conhecidas na região, fluxos através da plataforma continental são menos investigados e, consequentemente, menos estimados. Em parte, porque velocidades transversais à plataforma são mais fracas que velocidades ao longo da plataforma associadas aos fortes fluxos de correntes de contorno. No entanto, neste trabalho, resultados indicam que mesmo mais fracas, quando impulsionadas por processos físicos de menor escala, os fluxos para oceano aberto são também expressivos. Na região costeira e na quebra da plataforma a ressurgência de águas frias injeta nutrientes sobre a plataforma que, se transportadas para oceano aberto, podem favorecer que ambientes antes considerados oligotróficos sejam tão produtivos quanto as regiões costeiras. No entanto, fluxos mais intensos na quebra da plataforma tendem a ser uma barreira física para as trocas de águas. Os fluxos entre esses dois ambientes se tornam possíveis entre 20°S e 26°S, pois a complexa topografia de fundo e a geometria da costa potencializam a geração de vórtices de mesoescala da Corrente do Brasil (CB) que, por sua vez, induzem o surgimento de processos de submesoescala. O transporte de volume através da plataforma foi computado pela integração da velocidade resultante que atravessa a quebra da plataforma em um plano vertical formado pela a isóbata de 200 metros e sua projeção na superfície. Em média, ao longo de três anos de simulação ocorre um transporte total líquido de ~2 Sv para fora da plataforma entre 22°S – 23°S e de ~1 Sv (em módulo) para a costa entre 23°S - 24°S. Em análise de imagens diárias os fluxos são interligados nestes setores pelo movimento de vórtices da CB. Os vórtices impulsionam fluxos de saída no setor ao norte e devido ao movimento ciclônico em direção a costa transportam águas para a plataforma continental no setor ao sul. Processos de submesoescala associados a presença de vórtices promovem a ressurgência na plataforma externa configurando locais preferenciais de ressurgência sobre a quebra plataforma em média de longo períodos. Os resultados sugerem que vórtices, em conexão com transportes verticais intensos de submesoescala, induzem a exportação periódica de água através da plataforma e, portanto, são importantes mecanismos para a expansão de águas produtivas costeiras na bacia oceânica oligotrófica adjacente.Submitted by Fernanda Maria CTC/C (fernandalobo@uerj.br) on 2021-07-30T21:21:16Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Fernanda da Silva Telles - 2019 - Completa.pdf: 8255193 bytes, checksum: cd7749d3d6960586eaad0539fa5eac14 (MD5)Made available in DSpace on 2021-07-30T21:21:16Z (GMT). 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