Seasonal and intraseasonal variability of the western boundary regime off the Eastern Brazilian Coast

A circulação da fronteira oeste do Oceano Atlântico Sul tropical exerce um importante papel no controle climático através da troca inter-hemisférica de massa e calor. Nesta região, o ramo sul da Corrente Sul Equatorial (sCSE) se bifurca dando origem a Sub-corrente Norte do Brasil (SCNB), para o norte, e a Corrente do Brasil (CB), para o sul. Nesta tese, foi investigada a variabilidade desta parte do oceano utilizando-se medidas de correntes oriundas de uma seção normal à costa brasileira em 11°S, composta de 5 fundeios (K1-K5). Os fundeios foram instalados durante os cruzeiros (2000- 2004) realizados no âmbito da contribuição alemã ao Programa CLIVAR (Climate Variability and Predictability Program). A seção a 11°S abrange a estrutura da SCNB e o núcleo da Corrente de Contorno Oeste Profunda (CCP), que fazem parte dos ramos superior e inferior da Célula Meridional Termohalina do Oceano Atlântico, respectivamente. Aplicando a técnica de decomposição em Funções Ortogonais Empíricas (FOE) e de análise espectral, identificaram-se tanto modos de variabilidade sazonal como intrasazonal nos dados de corrente. A dinâmica da sCSE, bem como as principais estruturas tri-dimensionais na fronteira oeste foram também investigadas utilizando um modelo regional climatológico com 1/12° de resolução horizontal (ROMS – Regional Ocean Model System). Os resultados da simulação confirmaram a variabilidade sazonal na estrutura de correntes a 11°S. Médias mensais de 47 anos de re-análise da base SODA (Simple Ocean Data Assimilation) confirmaram a variabilidade sazonal encontrada nos resultados numéricos. A simulação da divergência da sCSE mostra que esta desloca-se para sul conforme aumenta a profundidade do oceano, variando de 8°S em 100 m de profundidade até 20°S em 500 m. Nas simulações do modelo ROMS a bifurcação da sCSE atinge sua posição mais ao norte no verão austral e sua posição mais ao sul no inverno austral. Isto corresponde a um mais fraco e a um mais intenso transporte da SCNB, respectivamente. Em 200 m de profundidade a sCSE bifurca-se a 13°S no verão austral e a 19°S no inverno austral. A 500 m de profundidade a bifurcação da sCSE é em torno de 20°S, durante todo o ano com fraca variabilidade meridional. A bifurcação das sCSE nos resultados da base SODA são sincronizados com a linha zero do rotacional do cisalhamento eólico, assim como com os resultados da simulação do ROMS. Nos resultados SODA, em 200 m, a sCSE bifurca-se em 15°S no verão austral e em 18°S no inverno austral. A Análise de Componentes Principais dos dados medidos a 11°S mostra que a temperatura é fortemente acoplada à velocidade das correntes no núcleo da CCP, com uma periodicidade de dois meses. A intensidade de acoplamento entre as velocidades tangenciais à costa e a temperatura é de 60%, indicando que as correntes no núcleo da Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) são responsáveis, nesta proporção, pela troca de calor interhemisf érico. A simulação do modelo ROMS indica que a CCP reproduz estruturas anticiclônicas da mesma ordem de magnitude das escalas dos vórtices encontrados nos dados dos fundeios (K1-K5) a 11°S. Os resultados numéricos indicaram ainda a presença de uma contracorrente na borda leste da SCNB, que reduz o transporte de água para o norte. Em escala intrasazonal, sinais energéticos em alta freqüência foram detectados como um modo de variabilidade dominante na extremidade oeste da SCNB, os quais decaem com a distância da costa. Todavia, não foram encontrados mecanismos locais que expliquem estas variabilidades. De fato, os valores de corrente a 11°S são bem correlacionados com dados remotos de cisalhamento eólico meridional, próximos à costa brasileira entre 22°S- 36°S. Os mais altos valores de correlação foram verificados no inverno e primavera austral, com defasagens em torno de 8 a 10 dias. Estes sinais propagam-se para o equador com velocidade de 285±63 km.dia-1, típica de uma onda costeira, forçada remotamente por influências meteorológicas. Estes últimos resultados apóiam a existência de Coastally Trapped Waves (CTW) como um mecanismo apropriado para explicar a nítida correlação entre a componente meridional do cisalhamento eólico e a componente da corrente tangencial à costa. Sugere-se, como futuro trabalho, um estudo mais abrangente deste fenômeno através da análise de ondeletas e de técnicas de modelagem numérica para confirmar as hipóteses aqui evidenciada