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CARACTERIZAÇÃO DAS ÁGUAS MODAIS SUBTROPICAIS DO ATLÂNTICO SUL
Cláudia Felix
DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS
PROGRAMAS DE PÓS-GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE
FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS
PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA
OCEÂNICA.
Aprovada por:
________________________________________________
Prof°. Afonso de Moraes Paiva, Ph.D.
________________________________________________
Profª. Susana Beatriz Vinzon, D.Sc.
________________________________________________
Prof°. Carlos Alessandre Domingos Lentini, Ph.D.
RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL
AGOSTO DE 2006
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FELIX, CLÁUDIA
Caracterização das águas modais
subtropicais do Atlântico Sul [Rio de
Janeiro] 2006
XIV, 120 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ,
M.Sc., Engenharia Oceânica, 2006)
Dissertação - Universidade
Federal do Rio de Janeiro, COPPE
1. Águas Modais Subtropicais
2. ACAS
3. Levitus
4. Oceano Atlântico Sul
5. BNDO
I. COPPE/UFRJ II. Título (série)
ii
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AGRADECIMENTOS
O mestrado foi um desafio que consegui vencer graças à colaboração de
várias pessoas, às quais gostaria de agradecer por toda a ajuda e os “toques”, que
muito enriqueceram esse trabalho.
Ao meu orientador professor Afonso de Moraes Paiva, pela sua dedicação no
ensino da oceanografia física, por seu interesse e paciência durante todo o processo
de desenvolvimento desta dissertação.
A DHN (Diretoria de Hidrografia e Navegação), por disponibilizar os dados que
foram analisados neste trabalho.
A CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior)
pelo apoio financeiro fornecido durante este curso de pós-graduação.
Aos professores e funcionários do Programa de Engenharia Oceânica pela
atenção dispensada, principalmente a Marise, por toda sua ajuda e boa vontade.
Ao grupo de “oceanógrafos”: Mariela, Luiz Cláudio, João Marcos e Pedro, por
todas as contribuições, que foram fundamentais para a conclusão deste trabalho.
Ao Rogério, pela amizade e incentivo em todos os momentos.
À galera do LDSC (Laboratório de Dinâmica de Sedimentos Coesivos), Marcos,
Maxi, Leo, Rafael, Rodrigo, Felipe e Gabriela, pela amizade e os “toques”
mencionados.
Aos meus amigos por todo apoio.
À minha família, pela presença e carinho.
Ao Marco, por tudo.
iii
Resumo da Dissertação apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos
necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)
CARACTERIZAÇÃO DAS ÁGUAS MODAIS SUBTROPICAIS DO ATLÂNTICO SUL
Cláudia Felix
Agosto /2006
Orientador: Afonso de Moraes Paiva
Programa: Engenharia Oceânica
Águas modais são camadas de água aproximadamente homogêneas
verticalmente, com extensa distribuição geográfica, localizadas na região da picnoclina
permanente, e que se caracterizam por conservar as propriedades (temperatura,
salinidade, vorticidade potencial) da sua região de formação. No Oceano Atlântico Sul,
as águas modais subtropicais são parte da Água Central do Atlântico Sul (ACAS),
sendo formadas na região da confluência Brasil-Malvinas e preservando suas
propriedades no percurso ao longo do giro subtropical.
O objetivo deste trabalho é identificar e caracterizar as águas modais
subtropicais do Oceano Atlântico Sul, a partir dos dados de temperatura e salinidade
da base Levitus e do Banco Nacional de Dados Oceanográficos (BNDO). A
metodologia aplicada consistiu principalmente na análise de seções zonais e
meridionais selecionadas de temperatura e salinidade, na identificação de termostatas
e halostatas a partir da determinação de regiões com gradientes verticais mínimos
destas propriedades, e da análise de diagramas TS volumétricos.
Os resultados obtidos possibilitaram a identificação de uma água modal bem
definida com temperatura de 14-16°C (± 1°C) e salinidade de 35,2 a 36,1, localizada
na região oeste do giro subtropical junto à Confluência Brasil-Malvinas, entre as
latitudes de 25°e 41°S e longitudes de 55° e 12,5°W, com espessura média de 210 m
e profundidade média de 290 m. Indícios de outra água modal de 11-13°C (± 1°C) e
salinidade de 34,7- 35,1, na região leste do giro subtropical, entre as latitudes de
20,5°S e 39°S e as longitudes de 21°W e 10°W e de 3,5°W e 20°E, podem ser
percebidos, mas não são conclusivos em função da escassez de dados coletados para
esta região.
iv
Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the
requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.)
SOUTH ATLANTIC SUBTROPICAL MODE WATERS CHARACTERIZATION
Cláudia Felix
August /2006
Advisor: Afonso de Moraes Paiva
Department: Ocean Engineering
Mode waters are vertically near-homogeneous layers of water within the
permanent pycnocline, found over a large geographical area, and characterized by
conserving their properties (temperature, salinity, potential vorticity) from the formation
region. In the South Atlantic Ocean, the subtropical mode waters represent volumes
within the South Atlantic Central Water (SACW), formed in the Brazil-Malvinas
Confluence, keeping their properties along their trajectories through the subtropical
gyre.
The objective of this work is to identify and characterize the subtropical mode
waters of the South Atlantic Ocean, using temperature and salinity data from the
Levitus climatology, and from BNDO (National Oceanographic Data Base). The
methodology consisted primarily on the analysis of selected zonal and meridional
sections of temperature and salinity, on the identification of thermostats and halostats
through the determination of zones of minima vertical gradients of these properties,
and on the analysis of volumetric TS diagrams.
The results clearly define a dominant mode water in the western part of the
subtropical gyre, around latitudes 25° and 41°S, and longitudes 55° and 12,5°W, near
the Brazil-Malvinas Confluence, with a temperature range between 14 and 16°C
(±1°C), and salinity between 35,2 to 36,1, thickness of ~210m, and centered at ~ 290m
depth. The data suggests the presence of another mode water, with temperature and
salinity ranges of 11-13°C (± 1°C) and 34.7-35.1, respectively, in the eastern
subtropical gyre between latitudes 20,5°S and 39°S, and longitudes 21°W and 10°W
and 3,5°W and 20°E. The results regarding this colder mode water are not conclusive,
however, due to the lack of sufficient data for analysis when compared to the western
South Atlantic.
v
ÍNDICE TEMÁTICO
1. INTRODUÇÃO............................................................................................. 1
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA.................................................................... 5
2.1 – Águas Modais Subtropicais – Definição e Características 5
2.2 - Processos de Formação 6
2.2.1 - Estrutura Vertical Térmica do Oceano e Águas Centrais 6
2.2.2 - Formação das Águas Modais Subtropicais 9
2.3 - Aspectos Gerais da Região em Estudo 16
2.3.1 - Circulação no Atlântico Sul 16
2.3.2 - Águas da Termoclina 17
2.4 - Distribuição no Globo 20
3. METODOLOGIA............................................................................................ 28
3.1 – Área de Estudo 28
3.2 - Base de Dados 28
3.3 - Seleção dos Dados 30
3.4 - Modos de Avaliação das Águas Modais Subtropicais 39
3.4.1 - Gradiente de Temperatura 39
3.4.2 - TS Volumétrico 40
4. RESULTADOS DA BASE LEVITUS............................................................. 42
4.1 - Região Oeste 42
4.2 - Região Leste 48
5. RESULTADOS DA BASE DO BNDO............................................................ 52
5.1 - Dados de TempSal 52
5.1.1 – Região Oeste 52
5.1.2 - Região Leste 66
5.2 - Dados de Temp 71
5.2.1 – Região Oeste 71
vi
5.2.2 - Região Leste 87
6. DISCUSSÃO................................................................................................. 92
7. CONCLUSÕES............................................................................................. 99
REFERÊNCIAS................................................................................................. 101
APÊNDICE A..................................................................................................... 108
ÍNDICE DAS FIGURAS
CAPÍTULO 2
Figura 2.1:
Seção zonal de temperatura potencial (°C) a 64°W, no Oceano Atlântico
Norte (fonte: TALLEY, 2000).
5
Figura 2.2 Balanço de calor do Oceano Atlântico Norte (fonte: TOMCZAK, 1996)...... 7
Figura 2.3:
Estrutura vertical térmica típica do oceano em baixas e médias latitudes
(Modificado de AVARIA et al., 1999)...........................................................
8
Figura 2.4:
Desenho esquemático do ciclo sazonal da camada de mistura sobre o
período de 1 ano (Modificado de WILLIAMS et al., 1995)...........................
12
Figura 2.5:
Padrão dos fluxos em quatro superfícies isopicnais no modelo de
termoclina ventilada de HUANG e RUSSELL (1995) para o Pacífico
Norte (fonte: HUANG e RUSSELL, 1995)...................................................
15
Figura 2.6:
Representação esquemática do Giro Subtropical do Atlântico Sul (fonte:
PETERSON e STRAMMA, 1991)................................................................
17
Figura 2.7:
Seção horizontal para o Oceano Atlântico, mostrando a contribuição da
ACASO e da ACASL a 300 m e a 500 m de profundidade (fonte: POOLE
e TOMCZAK, 1999).....................................................................................
19
Figura 2.8
Localização das águas modais subtropicais em todas as bacias
oceânicas (fonte: HANAWA e TALLEY, 2001)............................................
20
CAPÍTULO 3
Figura 3.1: Localização da área de estudo.................................................................... 28
vii
Figura 3.2:
Exemplo de distribuição dos dados oceanográficos no Atlântico Sul
(fonte: BNDO, 1996)....................................................................................
29
Figura 3.3: Distribuição geográfica dos dados TempSal............................................... 33
Figura 3.4: Detalhe da distribuição geográfica dos dados TempSal............................. 34
Figura 3.5: Distribuição geográfica dos dados Temp.................................................... 35
Figura 3.6: Detalhe da distribuição geográfica dos dados Temp.................................. 36
Figura 3.7: Detalhe da distribuição geográfica dos dados Temp, próximos à costa..... 37
Figura 3.8:
Exemplo de distribuição de comissões oceanográficas do WOCE no
Oceano Atlântico (fonte: WOCE, 2002).......................................................
38
Figura 3.9:
Distribuição da profundidade média da camada superior da isoterma de
10°C (Modificado de ARRUDA et al., 2005)................................................
40
CAPÍTULO 4
Figura 4.1: Localização das áreas de estudo. Região Oeste e Região Leste............... 42
Figura 4.2:
Seção Meridional a 40,5°
W entre 25,5°S e 45,5°S de temperatura
potencial e salinidade..................................................................................
43
Figura 4.3:
Seção Meridional a 35,5°W entre 25,5°S e 45,5°S de temperatura
potencial e salinidade.................................................................................
44
Figura 4.4:
Seção Meridional a 29,5°W entre 25,5°S e 45,5°S de temperatura
potencial e salinidade.................................................................................
44
Figura 4.5:
Seção Meridional a 18,5°W entre 25,5°S e 45,5°S de temperatura
potencial e salinidade.................................................................................
45
Figura 4.6: Diagrama TS volumétrico para a região Oeste na base Levitus................. 46
Figura 4.7:
Seção Meridional a 45,5°W entre 25,5°S e 45,5°S de temperatura
potencial e salinidade.................................................................................
47
Figura 4.8:
Seção Meridional a 2,5°E entre 25,5°S e 40,5°S de temperatura
potencial e salinidade.................................................................................
48
Figura 4.9:
Seção Meridional a 7,5°E entre 25,5°S e 40,5°S de temperatura
potencial e salinidade.................................................................................
49
Figura 4.10: Diagrama TS volumétrico para a região Leste na base Levitus.................. 50
Figura 4.11:
Seção Meridional a 5,5°W entre 25,5°S e 40,5°S de temperatura
potencial e salinidade.................................................................................
51
viii
CAPÍTULO 5
Figura 5.1: Distribuição geográfica dos dados TempSal para o Oceano Atlântico Sul. 52
Figura 5.2: Distribuição geográfica dos dados TempSal para a Região Oeste............. 52
Figura 5.3:
Distribuição geográfica das seções zonais dos dados TempSal para a
Região Oeste do Oceano Atlântico Sul.
..................................................
53
Figura 5.4:
Seção Zonal a 38°S entre 54,6°W e 43,9°W com localização da seção,
temperatura e salinidade.............................................................................
54
Figura 5.5:
Seção Zonal a 34,6°S entre 54,6°W e 43,9°W com localização da seção,
temperatura e salinidade.............................................................................
55
Figura 5.6:
Seção Zonal a 32,5°S entre 50°W e 40,1°W com localização da seção,
temperatura e salinidade.............................................................................
56
Figura 5.7: Diagramas TS volumétricos, a partir dos dados de TempSal..................... 57
Figura 5.8:
Seção Zonal entre 24,7°S e 25,7°S e entre 40°W e 35°W com
localização da seção, temperatura e salinidade..........................................
58
Figura 5.9:
Seção Zonal entre 27,7°S e 29,8°S e entre 47°W e 20°W com
localização da seção, temperatura e salinidade..........................................
60
Figura 5.10:
Distribuição geográfica das seções meridionais dos dados TempSal para
a Região Oeste do Oceano Atlântico Sul.
...............................................
61
Figura 5.11:
Seção Meridional entre 40°W e 54°W e entre 22,7°S e 39°S com
localização da seção, temperatura e salinidade..........................................
62
Figura 5.12:
Seção Meridional a 39,8°W e entre 31,9°S e 38,9°S com localização da
seção, temperatura e salinidade.................................................................
63
Figura 5.13:
Seção Meridional a 41,9°W e entre 31,7°S e 38,7°S com localização da
seção, temperatura e salinidade.................................................................
64
Figura 5.14:
Seção Meridional a 30°W e entre 20°S e 34,9°S com localização da
seção, temperatura e salinidade.................................................................
65
Figura 5.15: Distribuição geográfica dos dados TempSal para a Região Leste.............. 66
Figura 5.16:
Seção Zonal a 24,2°S e entre 19,3°W e 13,3°E com localização da
seção, temperatura e salinidade.................................................................
67
Figura 5.17:
Seção Zonal a 32,5°S e entre 19°W e 1,1°W com localização da seção,
temperatura e salinidade.............................................................................
68
ix
Figura 5.18:
Seção Meridional entre 12 a 20°E e entre 20,5°S e 35,7°S com
localização da seção, temperatura e salinidade..........................................
69
Figura 5.19:
Diagrama TS volumétrico, a partir dos dados de TempSal, para a seção
entre 12° e 20°E..........................................................................................
70
Figura 5.20 Distribuição geográfica dos dados Temp para o Oceano Atlântico Sul...... 71
Figura 5.21: Distribuição geográfica dos dados Temp para a Região Oeste.................. 71
Figura 5.22:
Distribuição geográfica das seções zonais dos dados Temp para a
Região Oeste...............................................................................................
72
Figura 5.23:
Seção Zonal a 38°S e entre 54,4°W e 45,4°W com localização da seção
e temperatura..............................................................................................
73
Figura 5.24:
Seção Zonal a 35°S e entre 51,6°W e 41,7°W com localização da seção
e temperatura..............................................................................................
74
Figura 5.25
Seção Zonal a 33°S e entre 50°W e 40°W com localização da seção e
temperatura.................................................................................................
75
Figura 5.26:
Seção Zonal entre 33°S a 36°S e entre 47,8°W e 37,5°W com
localização da seção e temperatura............................................................
76
Figura 5.27:
Distribuição geográfica das seções meridionais dos dados Temp para a
Região Oeste...............................................................................................
78
Figura 5.28:
Seção Meridional entre 30°W a 27,5°W e entre 24°S e 31,2°S com
localização da seção e temperatura............................................................
79
Figura 5.29:
Seção Meridional entre 30°W e entre 25°S e 47,6°S com localização da
seção e temperatura....................................................................................
80
Figura 5.30:
Seção Meridional entre 46,4°W e 39,8°W e entre 27,9°S e 37,9°S com
localização da seção e temperatura............................................................
81
Figura 5.31:
Seção Meridional entre 46,6°W e 41,9°W e entre 28,9°S e 38,7°S com
localização da seção e temperatura............................................................
82
Figura 5.32:
Detalhe da distribuição geográfica das seções meridionais dos dados
Temp para a Região Oeste.........................................................................
83
Figura 5.33:
Seção Meridional entre 53°W e 46°W e entre 30,4°S e 40,4°S com
localização da seção e temperatura............................................................
84
Figura 5.34:
Seção Meridional entre 54°W e 47°W e entre 30,1°S e 39,3°S com
localização da seção e temperatura............................................................
85
x
Figura 5.35:
Seção Meridional entre 55°W e 50°W e entre 30,6°S e 39°S com
localização da seção e temperatura............................................................
86
Figura 5.36: Distribuição geográfica dos dados Temp para a Região Leste................... 87
Figura 5.37:
Seção Zonal a 24,2°S e entre 16,5°W a 12,9°E com localização da seção
e temperatura..............................................................................................
88
Figura 5.38:
Seção Zonal entre 24°S e 34°S e entre 39,9°W a 13,3°E com localização
da seção e temperatura...............................................................................
89
Figura 5.39:
Seção Zonal entre 33°S e 39°S e entre 38,9°W a 17,3°E com localização
da seção e temperatura...............................................................................
90
CAPÍTULO 6
Figura 6.1:
Distribuição geográfica das águas modais encontradas na base Levitus
para as duas regiões do giro subtropical do Atlântico Sul (modificado de
PETERSON e STRAMMA, 1991)................................................................
92
Figura 6.2:
Espessura média (m) da camada de temperatura entre 14-16°C, a partir
dos dados de TempSal................................................................................
93
Figura 6.3:
Espessura média (m) da camada de temperatura entre 14-16°C, a partir
dos dados de Temp.....................................................................................
93
Figura 6.4:
Distribuição geográfica das águas modais encontradas na base de
dados do BNDO para as duas regiões do giro subtropical do Atlântico
Sul (modificado de PETERSON e STRAMMA, 1991).................................
94
Figura 6.5:
Distribuição geográfica das águas modais encontradas para as duas
regiões do giro subtropical do Atlântico Sul................................................
95
APÊNDICE A
Figura A.1:
Seção Zonal a 35,5°S e entre 53°W e 42,9°W com localização da seção,
temperatura e salinidade.............................................................................
108
Figura A.2:
Seção Zonal entre 30,7°S e 31,2°S e entre 48,4°W e 42,4°W com
localização da seção, temperatura e salinidade..........................................
109
Figura A.3:
Seção Zonal entre 35,2°S e 36,5°S e entre 46,9°W e 52,1°W com
localização da seção, temperatura e salinidade..........................................
110
Figura A.4:
Seção Zonal entre 27,3°S e 31,3°S e entre 40,7°W e 46,8°W com
localização da seção, temperatura e salinidade..........................................
111
xi
Figura A.5:
Seção Meridional a 30°W e entre 20°S e 29,9°S com localização da
seção, temperatura e salinidade.................................................................
112
Figura A.6:
Seção Zonal a 36,5°S e entre 53,2°W e 43,7°W com localização da
seção e temperatura....................................................................................
113
Figura A.7:
Seção Zonal a 31°S e entre 48,8°W e 39,6°W com localização da seção
e temperatura..............................................................................................
114
Figura A.8:
Seção Zonal entre 33°S e 35,9°S e entre 50,1°W e 39,9°W com
localização da seção e temperatura............................................................
115
Figura A.9:
Seção Zonal entre 34,8°S e 36,2°S e entre 51,8°W e 49,5°W com
localização da seção e temperatura............................................................
116
Figura A.10:
Seção Meridional a 27,5°W e entre 25,5°S e 32,5°S com localização da
seção e temperatura....................................................................................
117
Figura A.11:
Seção Meridional entre 49,4°W e 44,8°W e entre 30,5°S e 36,2°S com
localização da seção e temperatura............................................................
118
Figura A.12:
Seção Meridional entre 53,5°W e 48°W e entre 30,5°S e 37,3°S com
localização da seção e temperatura............................................................
119
Figura A.13:
Seção Meridional entre 53,8°W e 45,2°W e entre 30°S e 40,3°S com
localização da seção e temperatura............................................................
120
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 2.1: Classificação das águas modais subtropicais do Atlântico Sul................... 27
Tabela 3.1: Seções de dados TempSal identificadas em primeira etapa de seleção... 31
Tabela 3.2: Seções de dados Temp identificadas em primeira etapa de seleção......... 32
xii
LISTA DE ABREVIAÇÕES
ACAS = Água Central de Atlântico Sul
ACASL = Água Central do Atlântico Sul Leste
ACASO = Água Central do Atlântico Sul Oeste
ACI = Água Central do Índico
AIA = Água Intermediária Antártica
AMCPN = Água Modal Central do Pacífico Norte
AML = Água do Mar de Labrador
AMM = Água Modal Madeira
AMS = Águas Modais Subtropicais
AMSAN = Água Modal Subtropical do Atlântico Norte
AMSAS = Águas Modais Subtropicais do Atlântico Sul
AMSAT = Água Modal Subantártica
AMSLPN = Água Modal Subtropical do Leste do Pacífico Norte
AMSLPS = Água Modal Subtropical do Leste do Pacífico Sul
AMSP = Água Modal Subpolar
AMSPN = Água Modal Subtropical do Pacífico Norte
AMSPS = Água Modal Subtropical do Pacífico Sul
AMSSI = Água Modal Subantártica do Sudoeste do Índico
BNDO = Banco Nacional de Dados Oceanográficos
CB = Corrente do Brasil
CBE = Corrente de Benguela
CCA = Corrente Circumpolar Antártica
CCSE = Contra-corrente Sul Equatorial
CG = Corrente do Golfo
CK = Corrente de Kuroshio
CLA = Corrente Leste da Austrália
CM = Corrente das Malvinas
CNB = Corrente Norte do Brasil
CSE = Corrente Sul Equatorial
CTD = Conductivity-Temperature-Depth
ECG = Extensão da Corrente do Golfo
EKO = Extensão de Kuroshio-Oyashio
MBT = Mechanical Bathythermograph
NODC = National Oceanographic Data Center
SAVE = South Atlantic Ventilation Experiment
xiii
TS = Temperatura e Salinidade
XBT = Expendable Bathythermograph
WOCE = The World Ocean Circulation Experiment
xiv
1 – INTRODUÇÃO
As massas de Águas Centrais constituem a termoclina permanente, a região do
oceano onde o gradiente vertical de temperatura é máximo e a estabilidade é alta, e se
localizam abaixo das águas superficiais e acima das águas profundas. Águas Centrais
são formadas por subducção ao longo de isopicnais, a partir da camada de mistura,
nas regiões subtropicais. Essas águas são representadas em diagramas TS por uma
relação quase linear entre temperatura e salinidade (POOLE e TOMCZAK, 1999).
Na realidade, porém, observa-se que as Águas Centrais apresentam, em
algumas regiões do oceano, maiores volumes para determinadas combinações de
pares de temperatura e salinidade. Esses volumes aparecem como uma “moda” em
um levantamento das propriedades TS das Águas Centrais (DEWAR et al., 2005).
Águas modais são camadas de água, cuja principal característica é a homogeneidade
vertical adquirida durante sua formação (PROVOST et al., 1999). São formadas pelo
processo de subducção, que é a transferência de água da camada de mistura do final
do inverno para a termoclina principal (WILLIAMS et al., 1995), sendo este processo
responsável também pela ventilação desta termoclina (MARSHALL et al., 1993).
As Águas Modais Subtropicais (AMS) estão associadas às correntes de
contorno oeste do giro subtropical (SUGA E HANAWA, 1995), formando-se,
freqüentemente, próximas às extensões dessas fortes correntes sob intenso
resfriamento no inverno. Uma vez subductadas dentro da termoclina principal, pela
convergência de Ekman e pela indução lateral, as AMS são, então, transportadas ao
longo do giro subtropical para sul ou sudeste no Hemisfério Norte, ou então, para norte
ou nordeste no Hemisfério Sul, conservando sua baixa vorticidade potencial (HOSODA
et al., 2001).
A ocorrência das águas modais tem sido verificada em diversas bacias
oceânicas, e além das AMS, relacionadas aos giros subtropicais, existem também as
Águas Modais Subpolares (conhecidas como Subantárticas no Hemisfério Sul),
conectadas aos giros subpolares. No Atlântico Norte existem três águas modais bem
caracterizadas: Água Modal Subtropical do Atlântico Norte, também conhecida como
Água de Dezoito Graus (18°C); Água Modal Madeira e Água Modal Subpolar, cuja
variedade mais densa é a Água do Mar de Labrador (McCARTNEY e TALLEY, 1982).
1
No Pacífico Norte são encontradas a Água Modal Subtropical do Pacífico Norte, a
Água Modal Central do Pacífico Norte, e descoberta mais recentemente, a Água Modal
Subtropical do Leste do Pacífico Norte (HOSODA et al., 2001). Para o Pacífico Sul,
foram identificadas duas águas modais: a Água Modal Subtropical do Pacífico Sul e a
Água Modal Subtropical do Leste do Pacífico Sul. No Oceano Índico, encontra-se a
Água Modal Subtropical do Oceano Índico e a Água Modal Subantártica do Sudoeste
do Índico (HANAWA & TALLEY, 2001).
No Oceano Atlântico Sul, PROVOST et al. (1999) identificaram três diferentes
tipos de Águas Modais Subtropicais do Atlântico Sul (AMSAS). A primeira delas
(AMSAS 1) com densidade potencial (
σ
θ
) de 26,2 e temperatura potencial de (θ) 16-
18°C e se localiza a ~100m de profundidade, a segunda (AMSAS 2), com 26,5
σ
θ
e θ
~ 14-16°C, entre 150 e 400m e a terceira (AMSAS 3), com
σ
θ
igual a 26,7 e θ ~ 12-
14°C, entre 400 e 600m.
Como destacam ROEMMICH e CORNUELLE (1992) e PROVOST et al.
(1999), os giros subtropicais do Hemisfério Sul sempre receberam menor atenção do
que os do Hemisfério Norte, principalmente em função da escassez de dados
oceanográficos. Essa grande diferença na cobertura dos dados entre um hemisfério e
outro, pode ser percebida por algum atraso na identificação das principais águas
modais presentes no Hemisfério Sul, ocorrida somente a partir dos anos 90.
Em função da carência de dados coletados no Atlântico Sul, ainda sabe-se
pouco sobre o comportamento das AMS neste oceano. Alguns poucos trabalhos sobre
águas modais, além do de PROVOST et al. (1999), foram desenvolvidos, tais como
GORDON (1981), McCARTNEY (1982), TSUCHIYA et al. (1994) e
MAAMAATUAIAHUTAPU et al. (1999) forneceram um panorama parcial sobre a
distribuição e comportamento das águas modais no Oceano Atlântico Sul, sobretudo
na região oeste do giro subtropical, englobando o local de formação das AMSAS.
Neste trabalho, serão utilizados os dados de temperatura e salinidade
fornecidos pelo Banco Nacional de Dados Oceanográficos (BNDO), da Marinha
brasileira, na investigação das AMS no Atlântico Sul. Será empregada, também, a
base Levitus (LEVITUS, 1982), uma climatologia mensal de temperatura potencial e
2
sazonal de salinidade, com valores interpolados verticalmente para profundidades pré-
estabelecidas e com resolução espacial de 1° em latitude e longitude. Apesar das
limitações que o processo de interpolação espacial e temporal impõem à base Levitus,
é importante verificar até que ponto ela preserva importantes feições do campo de
massa na região da termoclina, especificamente suas águas modais, já que essa
climatologia é muito utilizada para inicialização de modelos numéricos de circulação
em estudos climáticos.
O recente interesse sobre o conhecimento das águas modais, ocorre em
função de sua importância para estudos climáticos, já que as AMS refletem as
variações das forçantes atmosféricas da região de formação no final de inverno,
possibilitando a investigação das variabilidades atmosféricas interanuais e decenais
sobre a área de interesse (PAIVA e CHASSIGNET, 2002). Estudos sobre essas águas
permitem avanços na simulação de seu comportamento em modelos numéricos,
reproduzindo distribuição, circulação e variabilidade das águas modais. A utilização de
vorticidade potencial, oxigênio dissolvido, clorofluorcarbono (CFC), nutrientes, e
outros, como traçadores para a ventilação subtropical, auxiliam na compreensão do
processo de formação destas águas (HANAWA e TALLEY, 2001).
O objetivo do presente trabalho é caracterizar as Águas Modais Subtropicais
do Oceano Atlântico Sul, empregando uma climatologia e uma base de dados
hidrográficos (BNDO) inéditos para este tipo de estudo. Os objetivos específicos deste
estudo são:
9 Identificar as Águas Modais Subtropicais encontradas no Oceano
Atlântico Sul;
9 Analisar suas principais características termohalinas, extensão,
localização, espessura e profundidades alcançadas;
9 Avaliar a representatividade dos dados do BNDO e da Base Levitus em
relação à ocorrência das Águas Modais Subtropicais.
A presente tese está organizada em sete capítulos e um apêndice. No capítulo
2 apresenta-se a fundamentação teórica, onde são abordadas as características que
3
definem as águas modais, bem como os processos de formação e a distribuição
dessas águas em todas as bacias oceânicas. No capítulo 3, descreve-se a
metodologia utilizada: as bases de dados empregadas, o processo de seleção dos
dados aproveitados, e os modos de avaliação das águas modais subtropicais. Nos
capítulos 4 e 5, são descritos os resultados obtidos para a Base Levitus e para os
dados oceanográficos do BNDO, respectivamente. No capítulo 6, os resultados são
discutidos, e no capítulo 7, as conclusões são apresentadas. No Apêndice A, são
incluídas figuras de algumas seções da base de dados do BNDO descritas, mas não
apresentadas no capítulo 5.
4
2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 – Águas Modais Subtropicais - Definição e Características
Formados próximos às frentes oceânicas, volumes de água com reduzida
estratificação são encontrados na termoclina permanente. Esses mínimos de
estratificação são conhecidos como Águas Modais Subtropicais (AMS) (ROEMMICH &
CORNUELLE, 1992). As AMS são águas que compõe as Águas Centrais e que
possuem características de temperatura e salinidade da parte menos densa das águas
da termoclina (KARSTENSEN e QUADFASEL, 2002a).
Águas modais podem ser identificadas como termostatas, halostatas ou
picnostatas, em seções verticais de temperatura, salinidade ou densidade. Segundo
SEITZ (1967, apud McCARTNEY e TALLEY, 1982), o sufixo “stata” é o antônimo do
sufixo “clina”, e corresponde, portanto, aos mínimos de estratificação na coluna d’água
(Figura 2.1). Outras formas de identificação das águas modais são como máximos de
volume em diagramas T-S volumétricos, ou ainda como mínimos de vorticidade
potencial na coluna d’água.
Fig.2.1: Seção zonal de temperatura potencial (°C) a 64°W, no Oceano
Atlântico Norte. Presença da Água Modal Subtropical do Atlântico Norte
(AMSAN), a água de 18°C destacada em verde (fonte: TALLEY, 2000).
5
A vorticidade potencial é uma propriedade dinamicamente conservativa, ou
seja, longe de fortes regiões de mistura, permanece constante seguindo a trajetória de
uma partícula ao longo de uma isopicnal (PROVOST et al., 1999), sendo por isso
muito utilizada na visualização das águas modais. A vorticidade potencial depende da
componente planetária (parâmetro de Coriolis), gradiente vertical de densidade e a
vorticidade do fluido (vorticidade relativa). No interior do giro subtropical, fora da região
das correntes de contorno oeste, onde a vorticidade relativa do fluido em movimento é
pequena comparada a vorticidade planetária (TALLEY e McCARTNEY, 1982), a
conservação da vorticidade potencial pode ser definida por:
0
f
z
ρ
ρ
∂
∂
,
CVP=
onde f é o parâmetro de Coriolis (f=2*Ω*sin(φ)), z é a coordenada vertical, ρ é a
densidade da água do mar, e ρ
0
é um valor de referência.
A distribuição de traçadores ao longo da base da camada de mistura, tais como
oxigênio (O
2
) e nutrientes (fosfatos, nitratos, silicatos, etc) permite determinar as
propriedades características das fontes de água responsáveis pela ventilação das
AMS, bem como a dinâmica do seu processo de ventilação (KARSTENSEN e
QUADFASEL, 2002a).
Um aspecto importante relacionado com as AMS é a memória que essas águas
modais podem reter da parte superficial dos giros subtropicais, pois possuem um
longo tempo de residência, principalmente nas regiões de recirculação das correntes
de contorno oeste (PAIVA e CHASSIGNET, 2002). Em modelos numéricos, uma boa
simulação das águas modais e suas variações, particularmente em modelos com
camada de mistura, exigem que vários processos sejam corretamente representados,
tais como: a separação das correntes de contorno oeste e suas extensões, frentes
oceânicas, processos da camada de mistura forçados por propriedades superficiais,
processos de ventilação, advecção e subducção (HANAWA e TALLEY, 2001).
2.2 – Processos de Formação
2.2.1 – Estrutura Vertical Térmica do Oceano e Águas Centrais
O teor de calor global do oceano desempenha um papel crítico no balanço de
calor sobre o planeta (ANTONOV et al., 2004), sendo que os termos dominantes neste
6
balanço de calor e fundamentais para a manutenção da estrutura térmica do oceano
são a radiação de onda curta e a perda de calor latente (BOCCALETTI et al., 2004).
Em algumas regiões dos oceanos, grandes quantidades de calor são ganhas
ou perdidas anualmente. Uma região que sofre grande perda de calor, na média anual,
ocorre nas vizinhanças das correntes de contorno oeste, próximo às áreas onde estas
se separam da costa. Por outro lado, a região, onde o ganho de calor médio anual é
alto, está concentrada nas partes tropicais dos oceanos Pacífico e Atlântico, no lado
leste das bacias ao longo do Equador e ao longo da costa leste, onde existem zonas
de ressurgência (Figura 2.2). Segundo BOCCALETTI op.cit., se a situação for de
equilíbrio, regiões de ressurgência, onde há ganho de calor, e regiões de médias
latitudes, onde há perda, devem estar conectadas. Se regiões de aquecimento e
resfriamento não estiverem balanceadas, o aquecimento não equilibrado poderia
resultar na mudança do teor de calor, e portanto, em alterações na temperatura e
profundidade da termoclina, que iriam influenciar na estrutura térmica vertical do
oceano.
Fig.2.2: Balanço de calor do Oceano Atlântico Norte. Os contornos estão em cal.cm
-
2
dia
-1
; em intervalos de 50 cal.cm
-2
dia
-1
. O ganho de calor oceânico está indicado
pelas linhas de contorno azuis, a perda de calor oceânico está indicada pelos
contornos amarelos; a linha de contorno zero está em vermelho (fonte: TOMCZAK,
1996).
7
A estrutura térmica do oceano em regiões de baixas e médias latitudes, abaixo
da superfície, se apresenta dividida em três zonas distintas em termos de distribuição
da temperatura (Figura 2.3). A camada de mistura, uma zona superior com
temperaturas similares às da superfície, localizada entre aproximadamente 50 e 200 m
de profundidade, podendo atingir até 500 m; a termoclina permanente, uma zona
localizada abaixo da camada de mistura com temperaturas decrescendo rapidamente,
estendendo-se entre 200 e 1000 m; e uma zona profunda com temperaturas que
variam lentamente (PICKARD e EMERY, 1982).
Termoclina
Sazonal
Camada de Mistura
Termoclina
Permanente
Água
de
Fundo
TEMPERATURA (°C)
P
R
O
F
U
N
D
I
D
A
D
E
(m)
Fig.2.3: Estrutura vertical térmica típica do oceano aberto em baixas e médias latitudes. A
figura apresenta um perfil de temperatura em função da profundidade (vermelho), e
destaca a divisão vertical do oceano em três camadas e as diferentes posições da
termoclina sazonal ao longo do ano (modificado de AVARIA et al., 1999).
8
A termoclina é a camada de água com o mais intenso gradiente vertical de
temperatura em relação às regiões verticais acima ou abaixo dela. A profundidade ou
espessura dessa camada varia com as mudanças das estações, a localização
geográfica (latitude – longitude) e as condições ambientais locais. Em latitudes
médias, a termoclina sazonal varia com as estações, desenvolvendo-se na primavera,
tornando-se mais forte no verão, e tendendo a desaparecer no outono e inverno. Em
altas latitudes, não se encontra a termoclina permanente, embora a termoclina sazonal
possa ser identificada (PICKARD e EMERY, op.cit.).
2.2.2 - Formação das Águas Modais Subtropicais
Nas regiões subtropicais, a atmosfera apresenta uma grande variabilidade
sazonal. Assim como a capacidade térmica da água do mar é maior que a do ar, uma
grande quantidade de calor é trocada entre os dois meios, resultando em uma ampla
variabilidade sazonal no oceano. Nas altas latitudes da região subtropical, a forte
corrente de contorno oeste dos giros carrega água quente de baixas latitudes, e uma
grande quantidade de calor é liberada para atmosfera no inverno. Isto possibilita o
desenvolvimento de uma camada de mistura superficial com profundidade de algumas
centenas de metros, onde massas de água verticalmente homogeneizadas são
formadas (TSUJINO e YASUDA, 2004). A massa de água é carregada pela corrente
geostrófica do giro subtropical, e é bombeada pela camada de Ekman para a camada
de mistura abaixo (MARSHALL et al., 1993), de onde entra na picnoclina do interior do
oceano, se a profundidade da camada de mistura de inverno, ao longo de sua
trajetória, se torna mais rasa. Como resultado, a massa d’água é isolada do contato
direto com a atmosfera e permanece como uma camada verticalmente homogênea,
característica de uma termostata ou uma picnostata (TSUJINO e YASUDA, 2004).
A formação da água modal é um importante meio de transmissão de
informação para o oceano e o ciclo sazonal da camada de mistura representa um
papel fundamental neste processo de formação. No final do inverno, a profundidade
dessa camada é dependente de alguns fatores, como os fluxos de flutuabilidade
(“buoyancy”), a mistura ocasionada pelos ventos, o bombeamento de Ekman, a
estratificação e a advecção (LADD e THOMPSON, 2000).
ISELIN (1939) observou que as propriedades de temperatura e salinidade da
termoclina principal ajustavam-se significativamente às características TS da camada
de mistura do inverno na região de formação das águas da termoclina no Atlântico
9
Norte. Ele propôs também o primeiro modelo conceitual de formação de massas
d’água. De acordo com esse modelo, o bombeamento de Ekman força a água para
cruzar a base da camada de Ekman e fluir ao longo das isopicnais.
STOMMEL (1979) estudou o processo físico envolvendo a seleção das
propriedades de temperatura e salinidade do inverno. Ele argumentou que a entrada
de fluido na termoclina principal é um processo que age apenas no final do inverno ao
invés de continuamente sobre o ano todo. Ele sugeriu, de forma alegórica, que
“demônios” operariam selecionando efetivamente as propriedades da camada de
mistura que passam para a termoclina subjacente. Assim o ciclo da camada de
mistura parece agir como um “alçapão”, permitindo que apenas as propriedades da
camada de mistura no final de inverno atravessem para a termoclina principal.
STOMMEL desenhou uma analogia com o alçapão operado por demônios introduzido
por JAMES CLERK MAXWELL em seu estudo da teoria cinemática dos gases
(WILLIAMS et al., 1995).
LUYTEN et al. (1983, apud PRICE, 2001) desenvolveram um modelo que faz
explícita distinção entre a camada superficial do oceano em contato direto com a
atmosfera e, portanto, sujeita à tensão do vento e à adiabática termoclina abaixo. A
teoria desse modelo mostrou um detalhado prognóstico para essas porções ventiladas
da termoclina, e por isso esse modelo tornou-se reconhecido como Modelo da
Termoclina Ventilada. WOODS (1985, apud WOODS e BARKMANN, 1986)
propuseram uma solução langragiana, na qual o modelo foi integrado nas sucessivas
posições ao longo da trajetória baseada em observações ou em um modelo de
circulação. Apesar das limitações, o modelo langragiano de camada de mistura
demonstrou que a taxa anual de subducção de massas de água depende do
deslocamento vertical devido ao bombeamento de Ekman e da diminuição na
profundidade máxima anual da camada de mistura entre anos sucessivos.
CUSHMAN-ROISIN (1987) esclareceu algumas questões sobre o processo de
subducção: a crença comum de que a taxa de subducção é igual à taxa de
bombeamento de Ekman foi provada não ser verdadeira. A subducção que pode ser
efetiva ou apenas temporária, sendo que a efetiva acontece em vários meses do
mesmo modo que a camada de mistura se retrai. Esse autor identificou alguns
números adimensionais fundamentais no processo de subducção, tais como: a razão
entre a velocidade vertical de um fluido na base da camada de mistura e a taxa de
aprofundamento máximo que esse fluido alcança, fatores que controlam a eficiência
10
da subducção e, portanto, as características das águas subductadas; a razão entre o
deslocamento meridional durante 1 ano e a distância meridional sobre a qual o
bombeamento de Ekman muda consideravelmente; e a razão análoga na direção
zonal. Esses dois últimos números indicam a importância da variação lateral no
processo de subducção.
WILLIAMS (1991) usou um modelo de ventilação para avaliar o efeito da
camada de mistura na estrutura da termoclina principal, que é ventilada no giro
subtropical, através do fluido que se retira da camada de mistura de inverno. Esse
fluido subductado adquire uma vorticidade potencial que depende da densidade da
camada de mistura e dos gradientes verticais de profundidade. Assim, o modelo de
ventilação mostrou inclusão de padrões de profundidade da camada de mistura de
inverno e de densidade que direcionam os campos de idade e de vorticidade potencial
do fluido subductado para uma boa aproximação com as observações feitas para o
Atlântico Norte.
MARSHALL et al. (1993) quantificaram a taxa anual de subducção e o período
de subducção efetivo a partir de dados climatológicos para o Atlântico Norte. A taxa de
subducção anual foi obtida pela soma da velocidade vertical da base da camada de
mistura com a indução lateral do fluido através da base inclinada da camada de
mistura de inverno. Um valor razoável da taxa de subducção anual sobre o giro
subtropical é de 100 m / ano, duas vezes a taxa máxima do bombeamento de Ekman.
O período de subducção efetiva foi obtido através de fluxos climatológicos e
hidrográficos de “buoyancy”, obtendo um período de aproximadamente 1 a 2 meses
sobre a maior parte do giro subtropical, e alcançando um período de até 4 meses nos
trópicos.
QIU e HUANG (1995) também utilizaram dados climatológicos para examinar o
processo de ventilação nos oceanos Atlântico e Pacífico Norte. Eles mostraram que a
ventilação entre a picnoclina permanente, a picnoclina sazonal e a camada de mistura
consiste de dois processos: subducção e obducção. A subducção acontece
principalmente na bacia subtropical, onde a água superficial é transferida de forma
irreversível para a picnoclina permanente abaixo. A obducção acontece na bacia
subpolar, onde a água da picnoclina permanente é transferida de forma irreversível
para a camada de mistura acima. São estimadas também, as taxas de subducção e
obducção no Pacífico e Atlântico Norte, sendo que através da análise de dados
11
climatológicos, foi demonstrado que os dois processos podem ocorrer no mesmo local,
mas em diferentes fases do ciclo sazonal.
WILLIAMS et al. (1995) comprovaram o funcionamento do mecanismo proposto
por STOMMEL adicionando traçadores idealizados à camada de mistura de um
modelo numérico de circulação oceânica. O experimento revelou que apenas os
traçadores da camada de mistura de Março ou Abril (no Hemisfério Norte) passaram
para a termoclina principal. Qualquer outro traçador subductado durante o verão ou
outono, na termoclina sazonal, é recapturado durante o resfriamento e
aprofundamento da camada de mistura no inverno (Figura 2.4), e as características
dessas estações não contribuem diretamente para o processo de ventilação. Como o
período de subducção efetiva é geralmente curto e permanece por um período de 1
mês após o final do inverno sobre o giro subtropical, a termoclina principal adquire as
propriedades de massas d’água da camada de mistura do final do inverno, ou seja,
março no Hemisfério Norte, setembro, no Hemisfério Sul (WILLIAMS op.cit).
Fig.2.4: Desenho esquemático do ciclo sazonal da camada de mistura para
o período de 1 ano. As linhas cheias e as tracejadas indicam,
respectivamente, a profundidade da camada de mistura e as isopicnais
subductadas (modificado de WILLIAMS et al., 1995).
Termoclina Principal
Profundidade
Termoclina Sazonal
Tempo
subducção
efetiva
12
A termoclina permanente do oceano é ventilada através da subducção, a
transferência de água da camada próxima à superfície através da base da camada de
mistura. Um fator importante que possibilita esse processo é o desnível horizontal na
região de contato entre a base da camada de mistura e a termoclina permanente, que
permite um fluxo entre camadas (KARSTENSEN e QUADFASEL, 2002a). Se essa
superfície fosse nivelada, apenas a velocidade vertical sustentaria o fluxo e seria
principalmente em função do bombeamento de Ekman. Entretanto, em algumas
regiões, especialmente próximo às correntes de contorno oeste, a profundidade da
camada de mistura no inverno possui significativo gradiente horizontal, possibilitando
que uma velocidade horizontal possa transferir água da camada de mistura para a
termoclina principal através do processo de indução lateral (PRICE, 2001). Assim, o
bombeamento de Ekman, orientado pelo rotacional dos ventos, causa o componente
vertical, enquanto o campo de velocidades horizontais determina a indução lateral
(KARSTENSEN e QUADFASEL, 2002a).
A idéia predominante relacionada ao giro subtropical é de que as águas
superficiais são bombeadas na termoclina principal “ventilada” pela ação dos ventos
dominantes. Na clássica teoria da termoclina, o campo do bombeamento de Ekman é
prescrito na base da camada de mistura, através da qual o fluido passa para a
termoclina principal. Na realidade, a camada de Ekman bombeia o fluido para a
camada de mistura e é o fluxo de massa, através da inclinação e variação temporal da
base da camada de mistura que ventila a termoclina principal (NURSER e
MARSHALL, 1991).
A ligação entre a atmosfera e a subsuperfície oceânica é largamente
dependente dos processos que afetam a ventilação da termoclina (LADD e
THOMPSON, 2000). Em regiões subtropicais, onde a subducção acontece de forma
ampla através da interação com a atmosfera e determinadas pelos processos da
camada de mistura, a água subductada entra na termoclina permanente e carrega
consigo propriedades tais como: temperatura, salinidade, vorticidade potencial e
traçadores químicos. Depois de subductadas, já no interior da termoclina permanente,
as águas que contêm essas propriedades são isoladas de posteriores interações com
a atmosfera, conservando, portanto, as características da região de formação (QIU e
HUANG, 1995).
13
Para determinar a quantidade e o tipo de águas subductadas, CUSHMAN-
ROISIN (1987) apresentou uma clara distinção entre três fases seguintes: a
subducção efetiva, onde as águas subductadas não são recapturadas; a subducção
temporária, onde as águas subductadas são recapturadas; e o entranhamento, onde
as águas são recapturadas de águas previamente subductadas.
Existem regiões da termoclina que não estão conectadas com a superfície do
oceano e, portanto, não recebem água proveniente da camada de mistura. Essas
regiões são conhecidas como regiões não-ventiladas ou zonas de sombra (PRICE,
2001). Essas zonas podem localizar-se ao longo do contorno leste do giro subtropical,
estendendo-se para o interior da bacia oceânica, ou ainda, em uma pequena região de
vigorosa circulação ao longo do contorno oeste do giro, segundo o modelo de
termoclina ventilada
(Figura 2.5) desenvolvido por HUANG e RUSSELL (1995) e
aplicado para o Pacífico Norte. Assim a termoclina apresenta uma parte superior, onde
o processo de ventilação é dominante, e uma parte inferior, onde a ventilação não
ocorre (BOCCALETTI et al., 2004).
A taxa de subducção é o volume do fluxo de um fluido, subductado por unidade
de área, fluindo para a termoclina através da superfície definida pela profundidade da
camada de mistura do inverno (WILLIAMS, 1991). A região de formação da água
modal ocorre em locais com altas taxas de subducção (LADD e THOMPSON, 2000),
cujas médias são de 21 Sv no Atlântico Sul, 35 Sv no Índico e de 44 Sv no Pacífico.
Os fluxos verticais correspondem a aproximadamente metade da ventilação e a
injeção lateral, supre a outra metade (KARSTENSEN e QUADFASEL, 2002b).
Dois diferentes métodos são comumente utilizados para calcular a taxa de
subducção a partir de observações. O primeiro método baseia-se em análises da
velocidade do bombeamento de Ekman determinada a partir do campo médio da
tensão do vento; do campo de velocidade horizontal geostrófica calculado como as
correntes geostróficas em um nível de referência profundo; e da topografia da base da
camada de mistura de final do inverno. Esse método usa dados climatológicos médios
e não incluem vórtices que não possam ser resolvidos, tais como vórtices não-
estacionários. O segundo método é baseado na “idade das águas”, que utiliza
gradiente vertical de idade das águas calculado a partir de dados de traçadores
geoquímicos, tais como: clorofluorcarbono (CFC) ou Hélio/ Trítio. Esse método
considera a subducção forçada pelos vórtices transientes, do mesmo modo que
analisa as taxas de subducção de parcelas individuais de água. A comparação dos
14
resultados de ambos métodos permite a estimativa da contribuição dos vórtices para o
processo de subducção (KARSTENSEN e QUADFASEL, 2002b).
Fig.2.5: Padrão dos fluxos em quatro superfícies isopicnais no modelo de termoclina
ventilada de HUANG e RUSSELL (1995) para o Pacífico Norte. As áreas estriadas no
limite leste do giro subtropical representam zonas de sombra (fonte: HUANG e
RUSSELL, 1995).
15
2.3 – Aspectos Gerais da Região em Estudo
2.3.1 – Circulação no Atlântico Sul
A área de estudo do presente trabalho compreende o giro subtropical do
Atlântico Sul. Nesse giro, a oeste, encontra-se o local de formação das AMS, bem
como, a leste, a região por onde ocorre a entrada de águas vindas da termoclina do
Oceano Índico. Devido à intensa dinâmica do giro subtropical, torna-se importante
conhecer a circulação do Atlântico Sul, assim como as características da água que
constitui a termoclina, na quais as AMS estão inseridas.
A circulação do Oceano Atlântico Sul inclui um amplo giro subtropical
anticiclônico (Figura 2.6) semelhante ao que se observa nos demais oceanos, com as
águas superiores estendendo-se da superfície até a profundidade de 200 m, próximo
ao Equador, e aproximadamente até 800 m, no limite sul do giro na Convergência
Subtropical (PICKARD e EMERY, 1982). Esse giro consiste da Corrente Sul Equatorial
(CSE), da Corrente do Brasil (CB), parte da Corrente Circumpolar Antártica (CCA), e
da Corrente de Benguela (CBE). O eixo leste-oeste do giro subtropical está próximo de
25°S na superfície, mas em maiores profundidades aparece deslocado para o Sul: a
3000 m de profundidade, o eixo fica próximo de 45°S. Ao sul do giro anticiclônico, a
Corrente das Malvinas (CM) estende-se para o norte do Mar de Scotia, a
aproximadamente 40°S, ao longo da costa da América do Sul, e então vira para Leste
como parte do Giro subtropical (REID et al., 1977).
Trajetórias de bóias de deriva analisadas por MOLINARI (1983) mostram que
as águas superficiais da CSE no Atlântico Tropical alimentam os fluxos de contorno
oeste nos hemisférios Norte e Sul. Entre 25° e 30°W, as águas da superfície ao norte
de 8°S, tornam-se entranhadas na Corrente Norte do Brasil (CNB) e, aquelas ao sul de
8°S, na CB. Portanto, qualquer sazonalidade na intensidade da CSE ou da Contra-
corrente Sul Equatorial (CCSE) nessa região, pode afetar o transporte dos fluxos de
contorno.
As águas da CB e da CM encontram-se na Convergência Subtropical a
aproximadamente 45°S, combinando seus fluxos e direcionando-se para leste e para
norte, para assim formar o limite polar do giro subtropical. As águas da CM continuam
ao sul para a margem sul da bacia da Argentina (49°S), antes de virar para leste com
o regime circumpolar (CAMPOS et al., 1995).
16
Fig.2.6: Representação esquemática do Giro Subtropical do Atlântico Sul
(fonte: PETERSON e STRAMMA, 1991).
2.3.2 – Águas da Termoclina
No oceano Atlântico oeste, a termoclina é formada pela Água Central de
Atlântico Sul (ACAS), principal massa de água da troposfera do mar territorial
brasileiro. Essa massa d’água é altamente estratificada, localizando-se desde a
superfície, em ocasiões de ressurgência, até 800-900m de profundidade. Pode ser
encontrada em profundidades mais rasas no período de verão, na área limitada entre
os paralelos 20°S e 30°S e meridianos 40°W e 50°W (CANDELLA, 1999). Sua
característica termohalina é a correlação quase linear entre os pares TS: (6,0°C; 34,5
psu) e (20,0°C; 36,0 psu) (MIRANDA, 1982 apud CANDELLA, op.cit.).
A ACAS flui em direção ao Equador perdendo suas características
termohalinas à medida que se espalha no oceano (WILLIAMS et al.,1968). Porém, o
padrão de fluxo da ACAS não é um simples movimento para norte em nível
picnoclínico por toda a bacia do Atlântico Sul. Ela entra como parte do Giro
Subtropical, circula com as correntes do Atlântico Sul e Benguela, e atinge a costa da
América do Sul, onde sofre uma bifurcação ao sul do Cabo de São Tomé (22°S),
17
sendo que uma parte flui rumo ao equador, enquanto outra toma a direção sul, fluindo
ao largo da costa brasileira (SILVEIRA et al., 2000).
Ao analisar a situação das águas centrais do Oceano Atlântico Sul, EMERY e
MEINCKE (1986, apud POOLE e TOMCZAK, 1999) identificaram apenas uma única
massa d’água que contribuía para a estrutura da termoclina. Porém, GORDON (1986)
sugeriu que havia um vazamento de águas da termoclina do Oceano Índico para
dentro do Oceano Atlântico, através da retroflexão das Agulhas. Seguindo isto,
GORDON et al. (1992) e SPRINTALL & TOMCZAK (1993) demonstraram que a água
central formada na Convergência Subtropical do Oceano Índico tinha uma importante
contribuição para a termoclina do Atlântico através da Corrente das Agulhas.
Entretanto, essa corrente recebe apenas uma pequena contribuição da Água Central
do Índico (ACI), via Corrente de Moçambique, e a transferência dessas águas para o
Atlântico Sul é bastante complexa devido às suas mudanças de trajetória (GORDON
et al., 1987) demonstrando assim que a transferência entre oceanos não abrange uma
única massa d’água, mas contém elementos de várias delas. Com base nestas
informações, POOLE e TOMCZAK (1999) dividiram a Água Central do Atlântico Sul
em duas: a Água Central do Atlântico Sul Leste (ACASL), influenciada pelas águas do
Índico, e a Água Central do Atlântico Sul Oeste (ACASO), como mostra a Figura 2.7:
Segundo os mesmos autores, ao sul do Equador, essas duas massas d’água
são altamente estratificadas devido as diferenças de densidade, com a ACASO
ocupando os níveis superiores da termoclina. No entanto, entre o Equador e a zona de
frente (localizada aproximadamente entre 15° e 20°N) a estrutura de massas d’água é
mais complexa, com a ACASO e ACASL ocupando metade da estrutura de termoclina
no Golfo do México, indicando uma extrapolação do limite do Equador e uma
significativa troca das massas d’água a oeste do Atlântico. Os núcleos dessas águas,
ACASO e ACASL, são capazes de penetrar ao norte do Equador com uma pequena
associação entre as mesmas, demonstrada pela distribuição horizontal da ACASO a
300m (Figura 2.7a) e da ACASL a 500m (Figura 2.7d) (POOLE e TOMCZAK, op.cit.).
18
Fig.2.7: Seção horizontal para o Oceano Atlântico, mostrando a contribuição a 300 m de
profundidade da ACASO (a) e da ACASL (b), e a 500 m de profundidade da ACASO (c) e
da ACASL (d) (fonte: POOLE e TOMCZAK, 1999).
(a) (b)
(c) (d)
300 m
300 m
500 m
500 m
19
2.4 – Distribuição no Globo
Segundo HANAWA e TALLEY (2001), as águas modais subtropicais podem ser
identificadas em três tipos principais: o Tipo I, associado com as extensões das
correntes de contorno oeste do giro subtropical; o Tipo II, encontrado no lado leste do
giro subtropical e apresentando densidade semelhante as AMS do Tipo I; e o Tipo III,
que é um tipo mais denso de AMS, associado às frentes subpolares. A ocorrência
desses três tipos de águas modal tem sido verificada em todas as bacias oceânicas
(Figura 2.8).
Fig.2.8: Localização das águas modais subtropicais em todas as bacias
oceânicas. As águas do Tipo I, no lado oeste do giro subtropical, em
vermelho, as do Tipo II, no lado leste do giro, em rosa, e finalmente, as do
Tipo III representadas em marrom. Esquemas de circulação dos giros
subtropicais são indicados (fonte: HANAWA e TALLEY, 2001).
No Oceano Atlântico Norte, os três maiores volumes em TS volumétrico são: a
Água Modal Subtropical do Atlântico Norte, a Água Modal Madeira e a Água Modal
Subpolar (HANAWA e TALLEY, op.cit). A Água Modal Subtropical do Atlântico Norte
(AMSAN), também conhecida como Água de Dezoito Graus (18°C) em função de
temperaturas extremamente uniformes, foi a primeira água modal a ser descrita por
Valentin Worthington (1959 apud JOYCE et al., 2000). É o mais proeminente tipo de
20
água modal subtropical do Atlântico Norte, sendo encontrada ao sul da Corrente do
Golfo (CG) (JOYCE et al., 2000).
A AMSAN tem suas propriedades centradas a 18°C, 36,5 e 26,5 σ
θ
e é
encontrada em todo noroeste do giro subtropical do Oceano Atlântico Norte
(McCARTNEY e TALLEY, 1982). Sua área de formação localiza-se ao sul da Extensão
da Corrente do Golfo (ECG), em área de alta perda de calor para a atmosfera, e
provavelmente relacionada ao meandramento da corrente ao largo do Cabo Hatteras.
No inverno, a camada de mistura onde a Água de 18°C é formada, alcança uma
profundidade entre 350 a 400 m. A temperatura do núcleo é mais baixa para leste,
sugerindo que a advecção e o resfriamento ao longo da CG façam parte do processo
de formação, apresentando-se à leste de 50°W com temperaturas e salinidades mais
frias do que na região à oeste de 50°W (LOZIER et al., 1995). A AMSAN é advectada
para sul, fora da região da ECG, preenchendo o oeste do giro subtropical (HANAWA e
TALLEY, 2001). A variabilidade interanual da formação de massas d’água na região
oeste do Atlântico Norte, incluindo a água de 18°C, pode ser atribuída às mudanças
nos padrões de circulação atmosférica de larga-escala (variabilidade do fluxo de calor
latente e sensível) e à advecção do calor e umidade sobre o oceano (PAIVA e
CHASSIGNET, 2002).
A Água Modal de mais alta densidade no norte do giro subtropical e do giro
subpolar do Atlântico Norte é chamada de Água Modal Subpolar (AMSP), com uma
faixa de densidade entre 26,9
σ
θ
, à leste da Terra Nova, a 27,75 σ
θ
no Mar de
Labrador (HANAWA e TALLEY, 2001). As temperaturas e salinidades da AMSP,
formada convectivamente, variam de 14,7°C e 36,08 para 3,4°C e 34,88 (TALLEY e
McCARTNEY, 1982).A variedade mais leve da AMSP, com temperaturas de 10° a
15°C, recircula diretamente como parte da circulação anticiclônica subtropical, e
contribui com picnostatas para a Água Central dos subtrópicos (McCARTNEY e
TALLEY, 1982). A mais densa variedade da Água Modal Subpolar é a Água do Mar de
Labrador (AML), com grande influência à meia profundidade, em todo o Atlântico Norte
ao longo de seu contorno oeste a 18°N até norte de 40°N (TALLEY e McCARTNEY,
1982). Suas características dependem de como ela é advectada ciclônicamente em
torno do giro subpolar do Atlântico Norte, incluindo o histórico de trocas ar-mar e da
difusão lateral (McCARTNEY e TALLEY, 1982). O fluxo para sul da corrente profunda
de contorno oeste inclui a AML, que influencia fortemente a base da picnoclina
21
subtropical principal, ou seja, a parte mais densa da Água Central (McCARTNEY e
TALLEY, op.cit.).
A Água Modal Madeira (AMM), a mais quente e salina água do Atlântico Norte,
localiza-se próximo a 25°N e 25°W. Esta água obtém suas características de um
excesso regional de evaporação sobre precipitação, aliada com a convergência da
camada de Ekman. Em comum com outras águas modais, a convecção de inverno
nessa região leste produz um substancial volume de água subsuperficial com uma
estreita faixa de temperatura e densidade de 16°-18°C e 26,5 – 26,8
σ
θ
,
respectivamente. Com o profundo regime convectivo no oeste do Atlântico Norte, a
região leste é limitada, ao norte, por gradientes de temperatura e salinidade fortemente
influenciados por fluxos superficiais de calor e água doce (LOZIER et al., 1995).
Camadas de mistura do inverno na região de formação são de aproximadamente 200
m de espessura. Embora a AMM quase se ausente no final do verão, ela é advectada
para sudoeste (até aproximadamente 40°W) da sua região de formação e
acrescentada como parte Água Central do Atlântico Norte (HANAWA e TALLEY,
2001).
No Pacífico Norte, a corrente de contorno oeste do giro subtropical, a Corrente
de Kuroshio (CK), separa-se da costa leste do Japão e forma um intrincado sistema
com fortes correntes e alta variabilidade de mesoscala, chamada de Extensão de
Kuroshio-Oyashio (EKO). A CK transporta água quente das baixas latitudes para a
região da EKO e libera, no inverno, uma grande quantidade de calor para a atmosfera,
desenvolvendo uma profunda camada de mistura, que é fundamental na formação de
águas modais (TSUJINO e YASUDA, 2004).
A estrutura termal superior do Oeste do Oceano do Pacífico Norte é
amplamente caracterizada por duas águas modais: a Água Modal Subtropical do
Pacífico Norte (AMSPN) e a Água Modal Central do Pacífico Norte (AMCPN)
(YASUDA e HANAWA, 1997). Outra água modal presente no Pacífico Norte é a Água
Modal Subtropical do Leste do Pacífico Norte (AMSLPN), que junto com a AMCPN
foram recentemente identificadas, e, portanto, não têm seus mecanismos de formação
amplamente estudados (LADD e THOMPSON, 2000).
A AMSPN é identificada como um mínimo de vorticidade potencial próximo da
parte noroeste do giro subtropical (SUGA et al., 2004) e é caracterizada por
temperaturas entre 15° a 19°C (YASUDA e HANAWA, 1997), ou segundo TSUJINO e
22
YASUDA (2004), por um núcleo de temperatura de 16,5°C e de densidade de 25,2 σ
θ
.
Essa água modal é formada no inverno imediatamente ao sul da Corrente de
Kuroshio, devido ao grande aumento de calor liberado do oceano para a atmosfera, e
se distribui amplamente através do noroeste do giro subtropical associada ao sistema
de recirculação de Kuroshio (YASUDA e HANAWA, 1997).
A AMCPN é uma água modal com temperatura entre 9° a 13º, distribuída
principalmente entre 30° - 40°N e 170°E – 150°W (YASUDA e HANAWA, 1997). Com
densidade entre 26,0 – 26,5
σ
θ
, essa água é formada nas proximidades da bifurcação
de Kuroshio, ramo norte da extensão de Kuroshio, e distribui-se como uma água de
baixa vorticidade potencial na parte central do giro subtropical do Pacífico Norte
(TSUJINO e YASUDA, 2004).
A AMSLPN surge como um mínimo de vorticidade potencial nas proximidades
de 25° a 30°N e 140°W. O núcleo dessa água está localizado no fluxo sul-sudoeste
próximo à parte leste do giro subtropical (SUGA et al., 2004). Essa água modal
apresenta temperaturas entre 16° e 20°C e
σ
θ
variando de 24,0 a 25,4, e sua região
de formação possui um resfriamento no inverno muito menos intenso que o
apresentado pelas regiões de formação de AMSPN e AMCPN (HOSODA et al., 2001).
Assim, os fluxos de calor da região de formação da AMSLPN não se mostram tão
fortes em comparação com as regiões de formação das duas outras águas modais do
Pacífico Norte (LADD e THOMPSON, 2000).
Para o Pacífico Sul, foram identificadas duas águas modais: a Água Modal do
Subtropical do Pacífico Sul e a Água Modal Subtropical do Leste do Pacífico Sul
(HANAWA E TALLEY, 2001). A Água Modal Subtropical do Pacífico Sul (AMSPS)
caracteriza-se por uma faixa de temperatura entre 15°- 19°C e um gradiente vertical
menor que 2°C por 100m. Sua salinidade típica é de 35,5 e seu núcleo de densidade é
de 26,0
σ
θ
(ROEMMICH e CORNUELLE, 1992). A AMSPS é formada por mistura
profunda e resfriamento de suas águas, e se localiza ao norte da Frente da Tasmânia
e da Corrente Leste de Auckland, originárias da separação da Corrente Leste da
Austrália (CLA) (HANAWA E TALLEY, 2001). Em função da própria CLA ser
considerada uma corrente fraca em termos de transporte (ROEMMICH e
CORNUELLE, 1992), a AMSPS é pobremente desenvolvida, ou seja, apresenta
termostatas menos espessas se comparada com as AMSPN e AMSAN (HANAWA E
TALLEY, 2001).
23
A Água Modal Subtropical do Leste do Pacífico Sul (AMSLPS) é uma água
geograficamente distinta da AMS do lado oeste do giro subtropical, e apresenta um
núcleo de densidade a 25,5
σ
θ
, com uma faixa de temperatura de 13°- 20°C e
salinidade entre 34,3 e 35,5 (HANAWA E TALLEY, 2001). Essa ampla faixa de
temperatura, que varia entre 13, 3°- 15,5°C na extensão mais ao sul (33°S) e entre
18°- 19°C no seu limite norte (próximo a 14°S), pode alcançar uma faixa de 18°- 22°C
a 7°S, refletindo as propriedades do giro onde foi ventilada. A AMSLPS apresenta-se
mais fria e menos salina para sudeste, e mais quente e mais salina para noroeste. A
região de ventilação da AMLPS é portanto, uma área localizada no leste do Pacífico
Sul, limitada ao sul pela frente subtropical; a noroeste, por um eixo de um núcleo de
águas salinas superficiais; e a leste, pela área de ressurgência ao longo da costa
chilena (WONG e JOHNSON, 2003).
No Oceano Índico, encontra-se a Água Modal Subtropical do Oceano Índico e a
Água Modal Subantártica do Sudoeste do Índico (HANAWA e TALLEY, 2001). A Água
Modal Subtropical localiza-se no sudoeste do subgiro do Índico, com temperaturas de
17°-18°C e 35,6 de salinidade. Essa água apresenta uma picnostata com menor
intensidade do que as apresentadas por outras águas modais do Hemisfério Norte, o
que sugere que a perda de calor na superfície da Corrente das Agulhas seja menor do
que a ocorrida em outras correntes do Atlântico Norte. Mais fria e menos salina, essa
água modal é encontrada dentro dos vórtices das Agulhas que se destacam da
retroflexão e se propagam para oeste, alcançando o Atlântico Sul (HANAWA e
TALLEY, 2001).
A Água Modal Subantártica do Sudoeste do Índico (AMSSI), que é formada por
convecção, contribui para a Água Central Índica (ACI) participando efetivamente do
processo de ventilação da termoclina mais densa. A circulação da termoclina ao sul do
Oceano Índico, entre 30°- 40°S, mostra um movimento para leste da ACI no giro
subtropical, permitindo a entrada da AMSSI na parte leste do giro, onde a circulação
vira em direção ao Equador (KARSTENSEN e TOMCZAK, 1997).
Segundo HANAWA e TALLEY (2001), a ventilação da termoclina permanente
em diferentes regiões de formação no Atlântico Sul, produz dois tipos de águas
modais: uma menos densa, com faixa de densidade entre 26,3 a 26,7
σ
θ
e outra mais
densa com aproximadamente 27,2
σ
θ
(PROVOST et al., 1999). A água modal menos
24
densa, embora previamente chamada de Água Modal Subantártica, corresponde a
Água Modal Subtropical do Atlântico Sul (AMSAS), formada na região da Confluência
Brasil-Malvinas e associada ao contorno oeste do giro subtropical. A outra água mais
densa é a Água Modal Subantártica (AMSAT), formada na Zona Subantártica
(PROVOST et al., op. cit.).
A AMSAT é formada na Zona Subantártica a norte da Passagem de Drake,
sendo advectada para norte ao longo do talude continental pela Corrente das Malvinas
(CM), como parte da Água Subantártica de Superfície. A AMSAT é a precursora da
Água Intermediária Antártica (AIA) no Oceano Atlântico Sul e apresenta-se com uma
faixa de densidade de 27,05 – 27,15
σ
θ
, enquanto a AIA tem densidade de 27,05 –
27,25
σ
θ
. A AMSAT é detectada por sua alta concentração de Oxigênio dissolvido (em
torno de 6 mL L
-1
) (MAAMAATUAIAHUTAPU et al., 1999) e sua distribuição está
relacionada com a circulação da AIA. Ao sul da região de confluência, essa água
segue a trajetória da CM e flui para leste no lado sul do giro subtropical entre 48°S e
35°S (MÉMERY et al., 2000). As trocas entre as componentes norte e sul da AIA são
realizadas através da formação de vórtices e mistura (MAAMAATUAIAHUTAPU et al.,
1999). Na região leste do giro, a AMSAT compara-se a um núcleo deslocando-se para
sudoeste e estendendo-se da superfície até 250m, com propriedades características:
T= 7°C, S= 34,3,
σ
θ
= 26,9 (PROVOST et al., 1999).
Segundo PROVOST et al. (op.cit.), a principal região de ventilação do giro
subtropical do Atlântico Sul localiza-se no contorno oeste (da costa até 20°W) e
corresponde a região de recirculação e ao retorno da CB. Algumas águas modais
subtropicais são formadas à leste de 20°W, no centro do giro, durante invernos
intensos. Parte dessa ventilação também é fornecida por vórtices que descolam da
Corrente das Agulhas.
A presença de águas modais subtropicais no Atlântico Sul, bem como sua área
de formação (Tabela 2.1) foram estabelecidos primeiramente por McCARTNEY (1977,
apud GORDON, 1981) e McCARTNEY (1982). Ele sugeriu que a região da
Confluência Brasil-Malvinas é a fonte de uma termostata na termoclina do Atlântico
Sul, e mostrou que a AMS é formada pela convecção de inverno nas proximidades de
40°S, ao norte da Frente Subtropical, com distribuição limitada a uma pequena área a
oeste de 20°W e ao sul de 25°S. GORDON (1981) descreveu a criação de termostatas
salinas com temperaturas de 12 a 17°C e densidades de 26,3 – 26,8
σ
θ
a partir da
25
convecção da Água Central do Atlântico Sul (ACAS) na região da Confluência Brasil-
Malvinas.
MÉMERY et al. (2000) ressaltaram a sobrevivência ao longo de 1 ano de uma
termostata de 17,9°C a 35°S entre 150 e 300 m de profundidade, encontrada em
dados coletados no final do verão austral. Os autores sugeriram que essa água,
devido a sua temperatura e localização no interior da recirculação da Corrente do
Brasil, pode ser considerada como a contrapartida sul da Água de 18°C, presente em
latitudes similares no Atlântico Norte dentro da recirculação da Corrente do Golfo,
embora com volume muito menor ao da AMSAN.
PROVOST et al. (1999) identificaram no Atlântico Sul, três tipos diferentes de
AMSAS que constituem a ACAS. A primeira, denominada de AMSAS 1, possui
densidade potencial (
σ
θ
) de 26,2, temperatura potencial de (θ) 16-18°C e salinidade
entre 35,9 e 36,2. Localiza-se a aproximadamente 100 m de profundidade e sua
espessura não excede 150 m. Este tipo, observado também por
MAAMAATUAIAHUTAPU et al. (1999), principalmente entre 30°-35°S, pode ser
advectado para sul na região da Confluência. A segunda, AMSAS 2, com densidade
de 26,5
σ
θ
, θ ~ 14°- 16°C, e salinidade entre 35,5 a 35,9 (PROVOST et al., 1999).
Esse é o tipo mais comum de AMS encontrado na região da confluência, sendo ativa
no processo de ventilação da termoclina principal em função da profundidade da
camada convectiva, que pode ter mais que 300m e alcançar a profundidade de 400 m
(MAAMAATUAIAHUTAPU et al., 1999). McCARTNEY (1982) observou essa água a
32°S estendendo-se para leste até 20°W. TSUCHIYA et al. (1994) observaram-na em
uma secção a 25°W entre a Frente Subtropical a 42°S e outra frente a 34°S. O terceiro
tipo, AMSAS 3, é observado entre 400 e 600m, com densidade de 26,70
σ
θ
, θ ~ 12-
14°C, e salinidade de 35,2 a 35,5 (PROVOST et al., 1999). A AMSAS 3 é encontrada
mais freqüentemente no interior da Bacia Argentina e é uma mistura da Água
Subantártica Superficial e da ACAS (MAAMAATUAIAHUTAPU et al., 1999).
Um núcleo identificado por PROVOST et al. (1999) em uma seção
perpendicular à África do Sul, a nordeste do giro subtropical e entre 100 e 300 m de
profundidade, corresponde a uma AMS advectada pelos vórtices da Corrente das
Agulhas (T= 15°C ± 0,6°C, S= 35,4,
σ
θ
= 26,2 ± 0,1). Embora essa água homogênea
tenha uma densidade similar a AMSAS 1 observada na região da Confluência Brasil –
26
Malvinas, suas características são diferentes, sendo a água localizada próxima ao
continente africano mais fria e menos salina.
Tabela 2.1: Classificação das águas modais subtropicais do Atlântico Sul
Água Modal
θ
σ
T S Localização Referências
AMSAT 26,5 – – 25°S - 40°S
e oeste de
20°W
McCARTNEY
(1982)
AMSAT 26,3 – 26,8 12 a 17°C – Confluência
Brasil-Malvinas
(37°S)
GORDON
(1981)
AMSAT – 13-13,5°C – 34°S - 42°S e
25°W
TSUCHIYA et
al. (1994)
AMSAT – 17,9°C – 35°S e 47°W -
38°W
MÉMERY et
al. (2000)
AMSAS 1 26,2 16-18°C 35,9 e 36,2 30°S - 40°S e
50°W – 38°W
PROVOST et
al. (1999)
AMSAS 2 26,5 14°- 16°C 35,5 a 35,9 25°S - 42°S e
50°W – 12°E
PROVOST et
al. (1999)
AMSAS 3 26,7 12-14°C 35,2 a 35,5 28°S – 40°s e
21°W - 10°E
PROVOST et
al. (1999)
27
3 – METODOLOGIA
3.1 – Área de Estudo
A área de estudo do presente trabalho abrange boa parte do giro subtropical do
Atlântico Sul, localizando-se entre as latitudes de 20° a 50°S e as longitudes de 60°W
a 20°E (Figura 3.1). Para a análise da base Levitus, o oceano Atlântico Sul foi dividido
em duas sub-regiões: a Região Oeste, entre as latitudes 45,5° a 25,5°S e as
longitudes 55,5° a 10,5°W; e a Região Leste, entre as latitudes 40,5° a 25,5°S e as
longitudes 10,5°W a 10,5°E (Figura 3.1).
Fig.3.1: Localização da área de estudo. A área maior, em preto, define toda a região
de interesse, a vermelha corresponde a Região Oeste, e a azul, a Região Leste.
REGIÃO
LESTE
REGIÃO
OESTE
3.2 – Base de Dados
O presente estudo é fundamentado na análise de dados de temperatura e
salinidade obtidos de dois importantes bancos de dados: a Base Levitus (LEVITUS,
1982) e o Banco Nacional de Dados Oceanográficos (BNDO) (Figura 3.2).
28
Fig.3.2: Distribuição dos dados oceanográficos do BNDO no Atlântico Sul obtidos
com CTD e garrafa de Nansen (fonte: BNDO, 1996).
A base Levitus apresenta uma climatologia oceânica, com campos médios
mensais de temperatura e sazonais de salinidade analisados por LEVITUS (1982),
compilados a partir de dados oceanográficos do NODC (National Oceanographic Data
Center) para níveis hidrográficos padrões da superfície ao fundo em todas as bacias
oceânicas. O espaçamento vertical é de 10 m entre 0 e 30 m, 25 m entre 50 e 150 m,
50 m entre 150 e 300 m, 100 m entre 300 e 1500 m, 250 m entre 1500 e 2000 m, e
500 m entre 2000 e 5000 m (HOURY et al., 1987).
Os dados de temperatura e salinidade do BNDO
(Figura 3.2) foram obtidos
através de CTD (Conductivity-Temperature-Depth), garrafas de Nansen e XBT
(Expendable Bathythermograph). Os dados requeridos para este estudo totalizaram
2688 perfis, distribuídos por 85 anos entre 1911 e 1996. Desse total, 2174 são dados
29
que apresentam salinidade, obtidos através de garrafas de Nansen, e, a partir de
1988, também por CTD. Dos 514 perfis restantes, 133 foram obtidos através de XBT a
partir de 1994. Os perfis remanescentes não apresentavam resolução vertical
condizente com XBT e, por possuírem profundidades maiores que 285 m, também não
puderam ter sido coletados com MBT (Mechanical Bathythermograph).
Todos os dados foram analisados com objetivo de evitar duplicidade de perfis.
Para simplificar a descrição e a futura comparação, os dados contendo temperatura e
salinidade serão chamados de dados TempSal, e os que contém apenas temperatura
serão dados Temp.
3.3 – Seleção dos Dados
Uma vez que os dados enviados pelo BNDO não estavam identificados em
comissões oceanográficas ou seções, foi realizada uma triagem a partir da
localização, mês e ano da coleta. Neste estudo, o intervalo máximo de tempo entre a
primeira e a última estação de coleta presente em uma única seção foi de 71 dias em
uma mesma época do ano, o que permitiu a verificação e posterior remoção de perfis
duplicados.
Na primeira etapa, foram identificadas 106 seções de dados TempSal e Temp,
formando 36 comissões representadas, respectivamente, por letras e números
diferentes (Tabelas 3.1 e 3.2). Todo o conjunto de dados foi submetido a um pré-
processamento, visando a retirada de “spikes”, que são pontos com valores de
temperatura e/ou salinidade inconsistentes com o gradiente entre dois pontos
adjacentes. Os perfis com profundidades locais inferiores a 400 m foram descartados,
já que essa é a profundidade mínima necessária para que a visualização de
termostatas mais frias, entre 11-12°C e 10-11°C, sejam possíveis.
30
Tabela 3.1: Seções de dados TempSal identificadas na primeira etapa de
seleção. As comissões demarcadas em cinza foram, posteriormente,
descartadas.
NOME ANO MESES
TIPO DE
SEÇÃO
PROF. DA SEÇÃO
(m)
Comissão 2 A 1994 Abr Meridional 700
Comissão 2 B 1994 Abr Meridional 800
Comissão 2 C 1994 Abr Zonal 500
Comissão 2 D 1994 Abr Zonal 900
Comissão 5 A 1926 Mar Meridional 1000
Comissão 8 A 1965 Mai Jun Meridional 600
Comissão 9 A 1959 Mai Jun Zonal 1000
Comissão 11 A 1925 Jul Ago Zonal 800
Comissão 11 B 1925 Jun Zonal 700
Comissão 13 A 1989 Ago Zonal 1000
Comissão 13 B 1989 Ago Zonal 500
Comissão 13 C 1989 Ago Set Zonal 1000
Comissão 13 D 1989 Ago Zonal 1000
Comissão 15 A 1958 Out Zonal 1000
Comissão 15 B 1958 Out Zonal 1000
Comissão 15 C 1958 Out Zonal 1000
Comissão 15 D 1958 Out Zonal 800
Comissão 15 E 1958 Out Zonal 800
Comissão 16 A 1925 Nov Dez Zonal 1000
Comissão 19 A 1957 Nov Meridional 1000
Comissão 19 B 1957 Nov Dez Zonal 1000
Comissão 20 A 1958 Abr Zonal 1000
Comissão 20 B 1958 Abr Zonal 800
Comissão 20 C 1958 Abr Zonal 1000
Comissão 20 D 1958 Abr Zonal 1000
Comissão 20 E 1958 Abr Zonal 1000
Comissão 21 A 1961 Mai Meridional 1000
Comissão 22 A 1963 Mai Zonal 1000
Comissão 22 B 1963 Mai Jun Meridional 600
Comissão 23 A 1965 Abr Mai Meridional 500
Comissão 23 B 1965 Jul Ago Meridional 800
Comissão 24 A 1966 Mar Abr Zonal 800
Comissão 25 A 1969 Dez Meridional 900
Comissão 25 B 1969 Set Zonal 1000
Comissão 25 C 1969 Set Zonal 1000
Comissão 25 D 1969 Set Out Zonal 1000
Comissão 25 E 1969 Out Zonal 1000
Comissão 25 F 1969 Out Zonal 1000
Comissão 25 G 1969 Out Zonal 1000
Comissão 25 H 1969 Out Zonal 1000
Comissão 25 I 1969 Out Nov Zonal 1000
Comissão 25 J 1969 Nov Zonal 1000
Comissão 25 K 1969 Nov Zonal 1000
Comissão 26 A 1969 Abr Zonal 1000
Comissão 26 B 1969 Abr Zonal 1000
Comissão 27 A 1971 Set Zonal 700
Comissão 27 B 1971 Set Zonal 1000
31
Tabela 3.2: Seções de dados Temp identificadas na primeira etapa de
seleção. As comissões demarcadas em cinza foram, posteriormente,
descartadas.
NOME ANO MESES
TIPO DE
SEÇÃO
PROF. DA SEÇÃO
(m)
Comissão 1 A 1925 Jun Jul Zonal 1000
Comissão 2 A 1958 Out Zonal 1000
Comissão 4 A 1963 Ago Meridional 1000
Comissão 5 B 1965 Jul Ago Meridional 600
Comissão 6 A 1969 Dez Meridional 880
Comissão 7 A 1972 Nov Dez Meridional 1000
Comissão 7 B 1972 Jan Fev Zonal 1000
Comissão 7 C 1972 Jan Fev Zonal 1000
Comissão 7 D 1972 Jan Fev Zonal 1000
Comissão 7 E 1972 Jan Fev Zonal 1000
Comissão 7 F 1972 Jan Fev Zonal 1000
Comissão 8 A 1977 Mar Abr Zonal 1000
Comissão 8 B 1977 Mar Abr Zonal 1000
Comissão 8 C 1977 Mar Abr Zonal 1000
Comissão 8 D 1977 Mar Zonal 1000
Comissão 8 E 1977 Mar Abr Zonal 1000
Comissão 8 F 1977 Mar Zonal 1000
Comissão 9 A 1977 Set Out Nov Meridional 1000
Comissão 9 B 1977 Ago Set Out Meridional 1000
Comissão 9 C 1977 Set Out Nov Meridional 500
Comissão 9 D 1977 Ago Set Out Meridional 500
Comissão 9 E 1977 Set Out Nov Zonal 1000
Comissão 9 F 1977 Set Out Nov Zonal 1000
Comissão 9 G 1977 Set Out Nov Zonal 1000
Comissão 9 H 1977 Set Out Nov Zonal 1000
Comissão 10 A 1978 Abr Mai Jun Meridional 1000
Comissão 10 B 1978 Abr Mai Jun Meridional 700
Comissão 10 C 1978 Abr Mai Jun Meridional 1000
Comissão 10 D 1978 Abr Mai Jun Meridional 600
Comissão 10 E 1978 Abr Mai Jun Meridional 600
Comissão 11 A 1981 Jan Fev Mar Meridional 700
Comissão 11 B 1981 Jan Fev Mar Meridional 700
Comissão 11 C 1981 Jan Fev Mar Meridional 700
Comissão 11 D 1981 Jan Fev Mar Meridional 700
Comissão 11 E 1981 Jan Fev Mar Meridional -
Comissão 12 A 1982 Fev Meridional 500
Comissão 13 A 1983 Abr Zonal 400
Comissão 13 B 1983 Abr Meridional 400
Comissão 13 C 1983 Abr Zonal 400
Comissão 13 D 1983 Fev Meridional 700
Comissão 13 E 1983 Fev Zonal 400
Comissão 13 F 1983 Fev Zonal 400
Comissão 13 G 1983 Fev Zonal 400
Comissão 13 H 1983 Mar Zonal 400
Comissão 14 A 1984 Nov Dez Zonal 700
Comissão 14 B 1984 Nov Dez Zonal 700
Comissão 14 C 1984 Nov Zonal 700
Comissão 15 A 1985 Dez Meridional 400
Comissão 15 B 1985 Dez Meridional 400
Comissão 16 A 1993 Jun Zonal 700
Comissão 17 A 1994 Mar Zonal 400
Comissão 17 B 1994 Abr Meridional 800
Comissão 17 C 1994 Abr Meridional 900
Comissão 18 A 1995 Nov Meridional 400
Comissão 19 A 1995 Mai Zonal 600
Comissão 19 B 1995 Jun Zonal 600
Comissão 19 C 1995 Mai Zonal 440
Comissão 20 A 1996 Set Zonal 700
Comissão 20 B 1996 Out Meridional 440
32
Em uma segunda etapa de seleção, foram retiradas algumas comissões
(Tabelas 3.1 e 3.2) cujas seções apresentassem, em um único sentido, distâncias
menores que 4° da primeira à última estação, ou localizadas em regiões com
excessiva quantidade de dados, gerando até seções parcialmente sobrepostas.
As comissões selecionadas formaram um total de 63 seções de dados
TempSal e Temp. As Figuras 3.3 e 3.4 mostram a localização dos perfis de dados
TempSal selecionados, perfazendo um total de 250 perfis obtidos entre os anos de
1925 a 1994. Os dados Temp, apresentados nas Figuras 3.5, 3.6 e 3.7, formaram 35
seções obtidas entre 1958 e 1995, e totalizaram 643 perfis.
Fig.3.3: Distribuição geográfica dos dados TempSal do BNDO, com temperatura
e salinidade, na região de estudo. Os símbolos indicam diferentes estações do
ano: “
” denotam perfis obtidos durante o verão, “ ” representam o outono, “
+ ” significam o inverno e “ x ” denotam a primavera.
JFM – ο
A
MJ –
JAS – +
OND – x
33
JFM – ο
A
MJ –
JAS – +
OND – x
Fig.3.4: Detalhe da distribuição geográfica dos dados TempSal do BNDO, próximo à
costa. Os símbolos indicam diferentes estações do ano: “ ” denotam perfis obtidos
durante o verão, “
” representam o outono, “ + ” significam o inverno e “ x ” denotam
a primavera.
Geralmente, no final do inverno ou início de primavera, a água entra
definitivamente na termoclina originada da camada de mistura profunda. Embora a
subducção possa ocorrer também durante todo o resto do ano, as parcelas de água
subductadas são sempre cobertas pelo aprofundamento da camada de mistura
durante o inverno (KARSTENSEN e QUADFASEL, 2002b). Desse modo, águas
subductadas em outras épocas do ano que não o final do inverno, ou mês de
setembro no Hemisfério Sul, não contribuem diretamente para o processo de
ventilação.
Assim, os dados do final do inverno são os que melhor detectam as águas
modais. No entanto, nem sempre dados hidrográficos desta época estão disponíveis
34
em quantidade suficiente no Atlântico Sul. Diante disso, optou-se pela utilização de
todos os perfis obtidos no Atlântico Sul durante todas as estações do ano. As figuras
3.3, 3.4, 3.5, 3.6 e 3.7 mostram a distribuição sazonal dos perfis para o Hemisfério Sul,
onde os meses de Janeiro, Fevereiro e Março representam o verão, com um total de 15
seções; Abril, Maio e Junho, o outono, com 22 seções; Julho, Agosto e Setembro, o
inverno, com 7 seções; e Outubro, Novembro e Dezembro representam a primavera,
com 19 seções. Por outro lado, a base Levitus permite a organização de seções para o
Oceano Atlântico Sul, exatamente na época desejada, ou seja, final do inverno austral.
Assim, as seções utilizadas, a partir da base Levitus, para este estudo possuem
temperatura média para o mês de setembro e salinidade média para o inverno austral.
JFM – x
A
MJ –
JAS – +
OND – *
Fig.3.5: Distribuição geográfica dos dados Temp do BNDO, apenas com
temperatura, na região de estudo. Os símbolos indicam diferentes estações do ano: “
x ” denotam perfis obtidos durante o verão, “
” representam o outono, “ + ”
significam o inverno e “ * ” denotam a primavera.
35
A distribuição geográfica das comissões do BNDO apresenta-se mais densa
próxima à costa brasileira, em comparação à região leste do Atlântico Sul, para ambas
bases de dados A e B (Figura 3.5). Esses perfis estão concentrados na região da
Corrente do Brasil, e na Convergência Subtropical, local de formação das águas
modais subtropicais.
JFM – x
A
MJ –
JAS – +
OND – *
Fig.3.6: Detalhe da distribuição geográfica dos dados Temp do BNDO. Os símbolos
indicam diferentes estações do ano: “ x ” denotam perfis obtidos durante o verão, “
”
representam o outono, “ + ” significam o inverno e “ * ” denotam a primavera.
36
JFM – x
A
MJ –
JAS – +
OND – *
Fig.3.7: Detalhe da distribuição geográfica dos dados Temp do BNDO, próximo à
costa da América do Sul. Os símbolos indicam diferentes estações do ano: “ x ”
denotam perfis obtidos durante o verão, “
” representam o outono, “ + ” significam o
inverno e “ * ” denotam a primavera.
A escassez de dados oceanográficos para o Atlântico Sul, em relação às
outras
geográfica dessas águas modais por todo giro subtropical.
bacias oceânicas, favoreceu a identificação tardia de suas águas modais.
Alguns trabalhos de águas modais no Atlântico Sul (MÉMERY et al., 2000;
MAAMAATUAIAHUTAPU et al., 1992) foram realizados a partir de seções obtidas no
WOCE (The World Ocean Circulation Experiment) (Figura 3.8), SAVE (South Atlantic
Ventilation Experiment), Ajax, Oceanus e outros, cujas expedições foram realizadas a
partir dos anos 80 (PROVOST et al., 1999) e apresentavam comissões espacialmente
bem distribuídas, cobrindo toda a região em estudo. Os dados do BNDO não possuem
uma distribuição espacial abrangente, como pode ser observado nas Figuras 3.3 e 3.5.
Deste modo, a análise desses dados hidrográficos, embora permita a caracterização
das águas modais para o Atlântico Sul, seria apenas indicativa da distribuição
37
Fig.3.8: Distribuição de comissões oceanográficas do WOCE no Oceano Atlântico
(Modificado de WOCE, 2002).
p
ara Pacífico
Oceano Austral
p
ara Índico
38
3.4 – Modos de Avaliação das Águas Modais Subtropicais
A principal característica de uma água modal é a homogeneidade de suas
propriedades tanto vertical quanto horizontalmente (HANAWA e TALLEY, 2001),
assim, essa água é representada por camadas de água indicando mínimos nos
gradientes verticais de temperatura e de salinidade.
Essa característica principal de homogeneidade possibilitou a utilização dos
seguintes modos de identificação de águas modais subtropicais:
• Termostatas e halostatas observadas em seções meridionais e zonais
de temperatura e salinidade;
• Cálculo de gradientes verticais mínimos de temperatura;
• Diagramas TS volumétricos.
3.4.1 – Gradientes de Temperatura
Os dados de temperatura e salinidade de cada perfil foram interpolados
verticalmente com espaçamento de 20 m. Para a base Levitus, a interpolação vertical
foi de 10 m. As seções meridionais e zonais, tanto da base Levitus quanto da base do
BNDO, foram interpoladas horizontalmente para 0,5º latitude-longitude.
Além da utilização de termostatas e halostatas em seções meridionais ou
zonais, outros importantes traçadores para águas modais são: o gradiente vertical de
temperatura e a vorticidade potencial. Os valores desses traçadores, empregados para
definir os limites da ocorrência ou não de uma água modal, são empíricos (HANAWA e
TALLEY, 2001). Alguns utilizados para AMS no oeste do Atlântico Sul e que
apresentam boa correlação entre si para a faixa de T= 12 a 18°C são: vorticidade
potencial com menos de 1.0 x 10
-12
m
-1
s
-1
e gradiente vertical de temperatura com
menos de 1,5°C (100m)
-1
(PROVOST et al., 1999), sendo este último valor, um critério
também considerado neste estudo.
A opção pelo uso do gradiente de temperatura ao invés da vorticidade potencial
ocorreu em função do maior número de dados de temperatura, provenientes de XBT,
39
em relação aos dados de salinidade presentes na base do BNDO, que afeta a
confiabilidade dos cálculos de densidade potencial na identificação das águas modais.
Nos resultados relacionados à base de dados do BNDO, também foram considerados
gradientes de salinidade, com menos de 0,15 de salinidade por 100m.
Para o estudo das águas modais subtropicais no Atlântico Sul, foi utilizada a
classificação de PROVOST et al. (1999), na qual a Água Modal Subtropical é mais
“leve” do que 27
σ
θ
, enquanto que a Água Modal Subantártica se apresenta mais
“pesada” (MAAMAATUAIAHUTAPU et al.,1999). A partir dessa classificação, foi
escolhida a isoterma de 10°C como limite inferior das águas modais subtropicais. A
profundidade média dessa isoterma dentro do giro subtropical do Atlântico Sul, pode
ser vista na
Figura 3.9:
Fig.3.9:
superior da isoterma de 10°C. A figu
no centro do giro subtropical; a
Malvinas; e
(Modificado de ARRUDA
3.4.2 – TS Volumétrico
O diagrama TS volumétrico é uma outra ferramenta de visualização das águas
modais e consiste na relação quantitativa entre classes de temperatura e salinidade
com o volume referente a essas classes. Os intervalos das classes utilizadas foram de
θ = 0,1°C e S= 0,05 para a base Levitus, e de T= 0,5°C e S= 0,2 para a base do
BNDO.
Distribuição da profundidade média (em metros) da camada
ra destaca três regiões: a região 1,
região 2, na confluência Brasil-
a região 3, na retroflexão da Corrente das Agulhas
et al., 2005).
A
mérica
do Sul
Á
frica
40
Os dados para TS volumétrico da base do BNDO foram interpolados
verticalmente com espaçamento de 1 m. Esses diagramas foram utilizados somente
para representação das águas modais presentes em seções zonais ou meridionais,
com volumes máximos de até 450 m
3
. Os TS volumétricos a partir da base Levitus,
devido à sua interpolação em 1° latitude-longitude, podem representar grandes regiões
do Atlântico Sul, com volumes da ordem de 10
13
m
3
.
Para cálculo dos TS volumétricos utilizando a base Levitus, foram consideradas
apenas profundidades superiores a 100 m de forma a minimizar a influência de águas
presentes na camada de mistura. O mesmo expediente não foi adotado para os TS
volumétricos a partir dos dados do BNDO em função do reduzido volume presente em
alguns diagramas, já que representam apenas uma única seção meridional ou zonal,
diferente dos TS volumétricos da base Levitus, que representam toda uma sub-região
do giro subtropical.
Foram calculadas a partir dos dados do BNDO, as espessuras das termostatas
identificadas, de modo a mapear-se espacialmente sua distribuição geográfica por
toda região do giro subtropical no Atlântico Sul. Cada mapa da espessura média de
uma determinada termostata, para ambos os dados TempSal e Temp, incluiu todas as
seções obtidas em diferentes épocas do ano, não permitindo, portanto, uma análise
sazonal dessas espessuras, uma vez que o número de seções disponíveis para cada
estação do ano é desigual.
41
4 – RESULTADOS DA BASE LEVITUS
4.1 – Região Oeste
Para análise dos resultados apresentados na Base Levitus, foram utilizadas
seções meridionais de inverno (mês de setembro) distribuídas no Oceano Atlântico Sul
em duas áreas de estudo: Região Oeste e Região Leste (Fig. 4.1).
Região
Oeste
Região
Leste
6 78
1 2 5
4
Fig.4.1: Localização das áreas de estudo. O quadrado mais claro corresponde à Região
Oeste, e o quadrado mais escuro, à Região Leste. As linhas pretas representam seções
meridionais: (1) 45,5°W, (2) 40,5°W, (3) 35,5°W, (4) 29,5°W, (5) 18,5°W, (6) 5,5°W, (7)
2,5°E e (8) 7,5°E (modificado de PETERSON e STRAMMA, 1991).
3
Na Região Oeste, observou-se a Água Modal Subtropical do Atlântico Sul
(AMSAS) com θ ~ 14-16°C e S ~ 35.3 - 35.9, localizada entre latitudes 25,5° e 38,5°S e
longitudes 47,5° e 12,5°W, a uma profundidade média de ~250 m e com espessura média
de ~150m. Essa água foi identificada nas seções meridionais, como termostatas bem
definidas e halostatas correspondentes presentes em toda a extensão da Região Oeste.
42
No entanto, ao analisar cada uma das seções em que essa água modal de 14-16°C foi
observada, os limites de temperatura potencial e salinidade variaram, bem como a
presença ou ausência das respectivas halostatas. Assim, na seção 2 (Figura 4.2),
localizada a 40,5°W, uma termostata de θ ~ 15-16°C com uma halostata de 35,6 a 35,8,
foi encontrada entre as latitudes de 25,5° e 35,5°S.
Fig.4.2: Seção Meridional 2 (Região Oeste), a 40,5°W, entre 25,5°S e 45,5°S de (a)
temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (b) salinidade com intervalo de 0,1. As
elipses indicam a presença de uma termostata (a) e uma halostata (b).
a b
A seção 3 (Figura 4.3), a 35,5°W, apresentou uma termostata, com temperatura
mais ampla que a seção anterior, de θ ~ 14-16°C com uma halostata de 35,4 a 35,6,
apresentando um núcleo de 35,4, entre as latitudes de 25,5° e 38,5°S, enquanto que na
seção 4 (Figura 4.4), localizada a 29,5°W, mais a leste, portanto, que as seções
anteriores, foi encontrada uma termostata com temperatura potencial de θ ~ 14-16°C e
uma halostata de 35,4 a 35,6, entre as latitudes de 29,5° e 38,5°S.
43
Fig.4.3: Seção Meridional 3 (Região Oeste), a 35,5°W, entre 25,5°S e 45,5°S de (a)
temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (b) salinidade com intervalo de 0,1. As
elipses indicam a presença de uma termostata (a) e uma halostata (b).
a b
Fig.4.4: Seção Meridional 4 (Região Oeste), a 29,5°W, entre 25,5°S e 45,5°S de (a)
44
temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (b) salinidade com intervalo de 0,1. As
elipses indicam a presença de uma termostata (a) e uma halostata (b).
a b
Na seção 5 (Figura 4.5), localizada a 18,5°W, foi observada uma termostata com
temperatura potencial entre θ ~ 14-15°C e salinidade de 35,4 a 35,6, sem a presença de
halostatas bem definidas, entre as latitudes de 27,5° a 36,5°S.
Na Região Oeste observou-se ainda, uma variação zonal de θ e S, apresentando
maiores valores de temperatura e salinidade na porção oeste do giro subtropical,
decrescendo em direção a leste.
a
Fig.4.5: Seção Meridional 5 (Região Oeste), a 18,5°W, entre 25,5°S e 45,5°S de (a)
temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (b) salinidade com intervalo de 0,1. As
elipses indicam a presença de uma termostata (a) e uma halostata (b).
b a
O diagrama TS volumétrico representando toda a Região Oeste (entre 45,5° e
25,5°S e 55,5° e 10,5°W) apresentou a AMSAS de θ ~ 14-16°C como um núcleo centrado
em θ ~15°C, S ~35,5 e
σ
θ
~26,3-26,4 (Figura 4.6).
45
x 10
13
m
3
Fig.4.6: Diagrama TS volumétrico para a região Oeste. Áreas
sombreadas re
resentam volumes diferentes. Escala de 10
13
m
3
.
p
46
Ainda na Região Oeste, um volume de água com θ ~ 11-12°C e S ~ 34,9 – 35,4
presente na seção 1, a 45,5°W (Figura 4.7), foi localizado entre latitudes 24,5° e 31,5°S e
longitudes 43,5° e 48,5°W, com espessura máxima de ~120 m e profundidade média de
~450m. Este volume caracterizou-se pela presença de uma termostata (Figura 4.7a) e
ausência de halostatas (Figura 4.7b), e por apresentar-se parcialmente isolado da
subsuperfície, sem conexão clara com a camada de mistura. Deste modo, o mecanismo
clássico de formação por subducção, a partir da base da camada de mistura, não ficou
evidenciado e a classificação deste volume de água como água modal na Região Oeste
é, portanto, questionável. No diagrama TS volumétrico (Figura 4.6), apresentou-se como
um núcleo centrado em θ ~ 11°C, S ~35,0 e
σ
θ
~26,7-26,8.
Fig.4.7: Seção Meridional 1 (Região Oeste), a 45,5°W, entre 25,5°S e 45,5°S de (a)
temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (b) salinidade com intervalo de 0,1. A elipse
indica a presença de uma termostata (a).
b a
47
4.2 – Região Leste
Na Região Leste observou-se a AMSAS com θ ~ 14-15°C, localizada entre
latitudes 30,5° e 35,5°S e longitudes 3,5°W e 8,5°E, a ~250 m de profundidade e com
espessura de ~100m. Essa água apresentou duas halostatas: a primeira de S ~35,1-35,3,
próxima ao meridiano zero e a segunda, mais salina, com S ~ 35,2-35,5 entre ~2,5° –
8,5°E. Essa AMSAS de 14-15°C presente na Região Leste, foi encontrada a partir da
termostata de θ ~ 14-15°C presente na seção 7 (Figura 4.8), a 2,5°E, entre as latitudes de
30° e 34
°S, com uma halostata de 35,2 a 35,3. Na seção 8 (Figura 4.9), localizada a
7,5°E, foi encontrada uma termostata de mesma temperatura da seção 7, com salinidade
de 35,3 a 35,4, entre as latitudes de 31° a 35°S.
Fig.4.8: Seção Meridional 7 (Região Leste), a 2,5°E, entre 25,5°S e 40,5°S de (a)
temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (b) salinidade com intervalo de 0,1. As
elipses indicam a presença de termostatas (a) e uma halostata (b).
a b
48
Ainda na Região Leste, uma água modal de θ ~11-12°C e S ~ 34,7 – 35,1
localizou-se entre latitudes ~28,5° e 35°S e longitudes ~2,5° e 7,5°E, a uma profundidade
média de ~500 m, com espessura de ~100 m. Essa AMSAS caracterizou-se por
apresentar uma termostata bem definida mas sem a presença de halostatas, e a
termostata de θ ~11-12°C foi observada na seção 7 (Figura 4.8), entre as latitudes 30° a
34°S, com salinidade de 34,7 a 34,9, e também na seção 8 (Figura 4.9), entre as latitudes
de 30,5° e 35°S, com salinidade de 34,8 a 35,1.
Fig.4.9: Seção Meridional 8 (Região Leste), a 7,5°E, entre 25,5°S e 40,5°S de (a)
temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (b) salinidade com intervalo de 0,1. As
elipses indicam a presença de termostatas (a) e uma halostata (b).
b a
No diagrama TS volumétrico (Figura 4.10) que representa toda a Região Leste
(entre 40,5° a 25,5°S e entre 10,5°W e 10,5°E), a água modal de 14-15°C apareceu como
um núcleo pouco evidente centrado em θ ~14,25°C, S ~35,35 e σ
θ
~ 26,41, enquanto que
a água de 11-12°C apresentou-se mais fria, com um núcleo deslocado para θ ~10,75°C, S
~34,95 e σ
θ
~ 26,78.
49
Fig.4.10: Diagrama TS volumétrico para a região Leste. Áreas sombreadas
50
representam diferentes volumes. Escala de 10
P
13
P
mP
3
P
.
x 10
13
m
3
A seção 6 apresentou, a 5,5°W, uma termostata com temperatura potencial de θ ~
15-16°C e salinidade variando entre 35,1 a 35,7, sem halostata, entre as latitudes de
30,5° e 35,5°S (Figura 4.11). A presença desta termostata na seção meridional de 5,5°W
pode indicar características da AMSAS relacionada à Região Oeste, ou seja, resquícios
de uma água modal mais quente do que a observada para a Região Leste.
Fig.4.11: Seção Meridional 6 (Região Leste), a 5,5°W, entre 25,5°S e 40,5°S de (a)
temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (b) salinidade com intervalo de 0,1. A
elipse indica a presença de uma termostata (a).
a b
51
5 – RESULTADOS DA BASE DO BNDO
5.1 – Dados de TempSal
5.1.1 – Região Oeste
Fig.5.1: Distribuição geográfica dos dados TempSal, com temperatura e
salinidade, para o Oceano Atlântico Sul. Os pontos azuis indicam a Região Leste
e os pontos pretos, a Região Oeste.
Os dados de TempSal distribuídos no Oceano Atlântico Sul (Fig.5.1), foram
subdivididos em duas regiões de forma a facilitar a análise dos resultados: Região
Oeste (Fig.5.2) e Região Leste.
Comissão 11 - *
Comissão 2 - *
Comissão 19B - +
Comissão 20B - +
Comissão 21A - o
Comissão 22A - ·
Comissão 23 –
Comissão 24A - *
Comissão 25 - ·
Comissão 27B - ·
o
Fig.5.2: Distribuição geográfica dos dados TempSal, com temperatura e
salinidade, para a Região Oeste do Oceano Atlântico Sul.
52
Os dados referentes à Região Oeste foram analisados a partir de seções
zonais (Figura 5.3) e meridionais dos dados de TempSal.
Fig.5.3: Distribuição geográfica das seções zonais dos dados TempSal, com
temperatura e salinidade, para a Região Oeste do Oceano Atlântico Sul.
As AMSAS (Água Modal Subtropical do Atlântico Sul) possuem características
de temperatura e salinidade referentes à ACAS (Água Central do Atlântico Sul), assim
a faixa de temperatura e salinidade, considerada nesta análise é de 18° a 10°C e 36,0
a 34,5, respectivamente. Um grande volume de água mais fria do que 10°C, localizada
em profundidades maiores que as alcançadas pela AMSAS, é considerada como Água
Modal Subantártica (AMSAT).
Primeiro serão analisadas as termostatas, halostatas e gradientes de
temperatura e salinidade de cada seção zonal pertencente a uma mesma comissão,
para uma mesma estação e ano. A comissão 25 apresenta seções zonais obtidas
entre setembro e novembro de 1969 a partir de dados de garrafa de Nansen. Na
seção 25K (Figura 5.4), localizada a 38°S, foram observadas termostatas entre as
longitudes de 50° e 44°W, com temperatura superior a 15°C, salinidade superior a 35,7
e espessura máxima de 210 m na região de mínimo gradiente vertical de temperatura.
Essas mesmas termostatas com mesma espessura e salinidade entre 35,7 e 36,
53
também apareceram na seção 25J apresentada no Apêndice A como Figura A.1, a
36,5°S, entre as longitudes de 46° e 43,5°W próximo à saída do Rio da Prata.
Fig.5.4: Seção zonal 25K, a 38°S e entre 54,6°W e 43,9°W, sendo (a) localização da seção, (b)
temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de 0,1. A área
sombreada indica gradiente mínimo de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
b c
a
25K
A seção 25I (Figura 5.5) caracterizou-se por termostatas bem espessas
superiores a 14°C e com halostatas bem definidas variando entre 35,6 e 36, localizada
a 34,6°S, entre as longitudes de 51° e 46,5°W. Entre 45° e 42°W, a termostata de 14-
16°C também pode ser relacionada a um gradiente vertical mínimo de temperatura. A
espessura máxima na região desse gradiente vertical mínimo alcança até 300 m.
54
Fig.5.5: Seção Zonal 25I, a 34,6°S e entre 54,6°W e 43,9°W, sendo (a) localização da seção,
(b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de 0,1. A área
sombreada indica gradiente de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
a
b
c
25I
Uma outra seção onde as termostatas apresentaram temperaturas superiores
a 15°C, com a presença de um gradiente mínimo de temperatura, foi a seção 25H
(Figura 5.6). Localizada a 32,5°S entre as longitudes de 50°W a 40,1°W, essa seção
apresentou espessura máxima de 350 m na região do gradiente mínimo de
temperatura e salinidade entre 35,6 e 36,1.
55
Fig.5.6: Seção Zonal 25H, a 32,5°S e entre 50°W e 40,1°W, sendo (a) localização da seção, (b)
temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de 0,1. A área
sombreada indica gradiente de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
b
c
a
25H
Os diagramas TS volumétrico (Figura 5.7) para as seções 25K, 25I e 25H
indicam a relação entre os pares de temperatura e salinidade de cada uma dessas
seções. No diagrama da seção 25K (Figura 5.7a), as termostatas de 15-17°C
aparecem com volume superior a 450 m³, em um núcleo centrado a 15,5°C e 35,6. O
TS volumétrico da seção 25I (Figura 5.7b) apresentou volumes superiores a 450 m³,
referentes às termostatas de 15-18°C, em dois núcleos: o primeiro centrado a 15,5°C e
35,6, que também aparece na seção 25K; e o outro mais quente e salino de 16°C e
35,9. A seção 25H (Figura 5.7c) apresentou um TS volumétrico com um único núcleo a
16°C e 35,7, referente às termostatas superiores de 15°C.
56
Fig.5.7: Diagramas TS volumétricos, a partir dos dados de TempSal, para as seções (a) 25K, localizada
a entre 54,6°W e 43,9°W, (b) 25I, entre 54,6°W e 43,9°W e (c) 25H, entre 50°W e 40,1°W. A área
sombreada representa os volumes (m
3
) relacionados ao pares de temperatura-salinidade.
b
c
a
57
Na seção zonal 25G, apresentada no Apêndice A como Figura A.2, a
termostata de 16-17°C com gradiente vertical mínimo de temperatura correspondente
foi observada, com salinidade entre 35,8 a 36, e espessura máxima de 110 m na
região do gradiente mínimo de temperatura, entre as latitudes 30,7° e 31,2°S e as
longitudes de 45° a 43
°W. Essa seção apresentou termostatas menos espessas que
as seções anteriores localizadas mais ao sul. A partir de 30°S, as seções 25E, 25D e
25C (Figura 5.8), localizadas ao norte de 25G, respectivamente entre as latitudes de
26,9° a 27,4°S, 25,5° a 26,8°S e 24,7° a 25,7°S, caracterizaram-se pela ausência de
termostatas e de halostatas correspondentes.
Fig.5.8: Seção Zonal 25C, entre 24,7°S e 25,7°S e entre 40°W e 35°W, sendo (a) localização
da seção, (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de
0,1.
a
b c
25C
58
Outra seção zonal presente na região próxima ao continente sul-americano, a
22A (Figura A.3 – Apêndice A), coletada em maio de 1963 e obtida a partir de dados
de garrafa e localizada entre as latitudes de 35,2° a 36,5°S. Nesta seção foram
encontradas termostatas de 14-16°C com gradiente vertical mínimo de temperatura,
salinidade de 35,4 e 35,8 e espessura máxima de 180 m, em uma pequena região
entre as longitudes de 49,5° a 48°W.
A comissão 2, também localizada próximo à região oeste do giro subtropical,
apresentou seções aproximadamente zonais, baseadas em dados de CTD coletados
em abril de 1994. Na seção 2D (Figura Não Apresentada), entre 28,9° a 31,7°S, foram
observadas termostatas com temperatura de 14-16°C e salinidade 35,5 a 35,7, entre
as longitudes de 46,5° a 46,75°W, e entre 44° a 42,5°W, com ausência de gradientes
mínimos verticais de temperatura e salinidade, e espessura máxima de 100 m. A
seção 2C (Figura A.4), localizada mais ao norte que a seção anterior, apresentou
termostatas de 14-18°C e gradiente vertical mínimo de temperatura, salinidade de 35,4
a 35,9 com halostatas de 35,6 a 36, e espessura máxima de 190 m, localizada entre
44° e 41°W e entre 27,6° e 31,3°S. As termostatas indicando a AMSAS de 14-16°C
apresentaram-se pouco definidas em ambas as seções 2D e 2C, localizando-se ao
norte de 32°S, região mais distante da área de formação, a aproximadamente 45°S.
A comissão 11 apresentou duas seções formadas a partir de dados de garrafa
no inverno, entre o final de junho e agosto de 1925. A seção zonal 11B (Figura Não
Apresentada) localizada a 41°S, apresentou uma camada de mistura com temperatura
média de 11°C, sem a presença, portanto, da termostata ou gradiente vertical mínimo
de temperatura, que pudessem indicar a presença da Água Modal Subtropical do
Atlântico Sul (AMSAS). Ainda na mesma comissão, a seção 11A (Figura 5.9),
localizada entre as latitudes de 27,7° e 29,8°S e as longitudes de 47° a 30°W,
apresentou termostatas de 14-16°C pouco espessas, salinidade entre 35,4 a 35,6,
sem a presença de gradiente mínimo de temperatura ou salinidade, provavelmente em
função de sua localização mais ao norte de 30°S, região onde a AMSAS geralmente
apresenta-se menos definida.
59
a
b
c
11A
Fig.5.9: Seção Zonal 11A, entre 27,7°S e 29,8°S e entre 47°W e 20°W, sendo (a) localização
da seção, (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de
0,1.
As seções zonais restantes, 19B, 20B e 27B (Figuras Não Apresentadas),
obtidas em dados de garrafa, e localizadas, respectivamente, nas latitudes de 27°S,
30°S e 21,9°S, não apresentaram feições indicativas de uma AMSAS, ou seja,
termostatas de grande espessura ou mínimos de temperatura ou salinidade em
relação à profundidade. A ausência de uma água modal a partir da latitude de 27°S,
sugere que a AMSAS de 14-16°C na Região Oeste encontra-se restrita
meridionalmente entre 38° e 30°S, nas proximidades da região de formação dessa
água modal.
60
As seções aproximadamente meridionais dos dados de TempSal encontraram-
se distribuídas na Região Oeste (Figura 5.10), entre a costa sul-americana e a
longitude de 30°W.
Fig.5.10: Distribuição geográfica das seções meridionais dos dados TempSal,
com temperatura e salinidade, para a Região Oeste do Oceano Atlântico Sul.
A seção aproximadamente meridional 24A (Figura Não Apresentada) foi obtida
em março e abril de 1966 através de dados de garrafa, e localizou-se junto ao
continente sul-americano, entre as longitudes de 44,7° e 54,4°W. Nessa seção foram
observadas termostatas pouco definidas de 14-16°C, com salinidade de 35,4 a 35,7,
ausência de gradientes mínimos de temperatura e de salinidade e espessura máxima
de 110 m, entre as latitudes de 33° e 36°S. Outra comissão aproximadamente
meridional, também localizada perto da costa, apresentou duas seções: a 23A e 23B.
A seção 23A (Figura Não Apresentada), localizada entre 40° a 53°W, com as mesmas
características presentes na seção anterior (14-16°C e 35,4 a 35,7), ausência de
gradientes de temperatura e salinidade e espessura máxima de 150 m, entre as
latitudes de 29,6° e 34°S, e entre 25,7° e 27,7°S. Na seção 23B (Figura 5.11), entre
40° e 54°W, foram encontradas termostatas de 13-16°C com um mínimo gradiente de
61
temperatura entre 14 e 15°C, nas latitudes de 27°S e 34°S, espessura máxima de 135
m, com salinidade entre 35,2 a 35,7, apresentando uma inversão de salinidade com
um núcleo de 35,3. Essa seção também mostra claramente o processo de formação
da água modal, onde a camada de mistura com temperatura de 15-16°C afunda, vindo
a integrar a termoclina principal e constituir a AMSAS de 14-16°C, entre 35° e 38°S.
Essa água modal encontra-se presente nas seções meridionais dessa região, cuja
principal característica é a proximidade da confluência Brasil–Malvinas, área
preferencial de formação de águas modais.
Fig.5.11: Seção Meridional 23B, entre 40°W e 54°W e entre 22,7°S e 39°S, sendo (a)
localização da seção, (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com
intervalo de 0,1. A área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
b c
a
23B
62
Na seção meridional 2A, localizada a 39,8°W e entre 34° e 39°S (Figura 5.12),
e também pertencente à comissão 2 obtida no início de abril de 1994, foram
encontradas termostatas muito espessas de 14-16°C associadas a um gradiente
mínimo de temperatura. Essa seção apresentou também salinidade de 35,4 a 35,8,
halostatas bem definidas e gradiente vertical mínimo preenchendo uma região de
profundidade correspondente aos mesmo valores de salinidade de 35,6-35,8, com
espessura máxima aproximada de 190 m.
Fig.5.12: Seção Meridional 2A, a 39,8°W e entre 31,9°S e 38,9°S, sendo (a) localização da
seção, (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de 0,1.
A área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
a
b
c
2
A
63
A seção meridional 2B (Figura 5.13) evidenciou entre 31,7° e 35°S e 41,9°W, a
presença de termostatas de 15-18°C com gradiente mínimo vertical de temperatura
entre 15°C e 16°C, e espessura máxima de 250 m. Essa seção apresenta uma faixa
de salinidade entre 35,4 a 36,0, com halostatas acentuadas de 35,6-35,9 e gradiente
mínimo de salinidade em profundidades relacionadas a 35,7-35,9. Essas duas seções,
2A e 2B, apresentam termostatas e halostatas espessas e bem definidas em função
de sua localização, em longitudes próximas à região de formação das águas modais
do Atlântico Sudoeste.
a
b c
2B
Fig.5.13: Seção Meridional 2B, a 41,9°W e entre 31,7°S e 38,7°S, sendo (a) localização da
seção, (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de 0,1.
A área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
64
Duas seções meridionais localizam-se a 30°W, a seção 21A e a seção 25A,
formadas a partir de dados de garrafa de Nansen, respectivamente, em maio de 1961
e dezembro de 1969. Na seção 21A (Figura A.5) foram observadas termostatas de 13-
17°C entre 26° e 30°S, com gradientes verticais de temperatura entre 13-15°C e com
espessura máxima de 280 m. A salinidade apresentada variou entre 35,2 a 35,6, com
uma halostata correspondente de 35,2-35,4, destacando uma termostata mais
espessa entre 13°C e 14°C restrita apenas à parte sul da seção.
Fig.5.14: Seção Meridional 25A, a 30°W e entre 20°S e 34,9°S, sendo (a) localização da seção,
(b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de 0,1. A área
sombreada indica gradiente de 0,0015 (c).
b c
a
25
A
65
Na seção 25A (Figura 5.14), também a 30°W, foi constatada a presença de
termostatas pouco acentuadas entre 25° e 34,9°S, com temperatura de 13-17°C e
ausência de gradiente mínimo de temperatura. Essa seção apresentou salinidade de
35,2 a 35,7 com presença do gradiente mínimo vertical de salinidade principalmente
entre 35,4 a 35,6 e espessura máxima de 250 m. Essas seções localizadas a 30°W
indicam que a água modal encontra-se com estrutura pouco definida, sugerindo assim,
que a presença da AMSAS, característica da Região Oeste do giro subtropical, torna-
se mais difícil de ser determinada a partir dessa longitude. Assim, os dados de
TempSal analisados para toda Região Oeste apresentaram uma AMSAS de 14-16°C
(± 1°C), com espessura média de 390 m e profundidade média alcançada de 290 m.
5.1.2 – Região Leste
Na Região Leste, os dados de TempSal formaram três seções: duas zonais e
uma meridional (Figura 5.15).
Fig.5.15: Distribuição geográfica dos dados TempSal, com temperatura e salinidade,
para a Região Leste do Oceano Atlântico Sul.
66
A seção zonal 15E (Figura 5.16), cujos perfis foram obtidos em outubro de
1958, apresentou uma termostata de 16-17°C, com salinidade 35,7 a 36,0 e espessura
máxima de 100 m, a 24,2°S. Esse volume d’água foi observado circunscrito entre as
longitudes de 18° e 14°W, talvez como um resquício da AMSAS característica da
Região Oeste, cuja presença, para os dados de TempSal, é pouco comum na região a
leste de 30°W. Nessa seção foi observado um vórtice ou meandro relacionado à
Corrente de Benguela, entre aproximadamente 6,0° e 13,0°E.
Fig.5.16: Seção Zonal 15E, a 24,2°S e entre 19,3°W e 13,3°E, sendo (a) localização da seção,
(b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de 0,1. A área
sombreada indica gradiente de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
b c
a
15E
67
Na seção zonal de 9A, coletada a partir de dados de garrafa de Nansen em
maio e junho de 1959, a 32,5°S, um gradiente vertical mínimo de temperatura
apareceu entre 11°C e 15°C, observado em uma área entre as longitudes de 12°W a
6°W (Figura 5.17). O gradiente vertical mínimo de salinidade apresentou-se
preferencialmente em duas regiões entre 100 e 400 m de profundidade, com valores
de salinidade entre 34,9 a 35,4. Nessa seção não foram encontradas termostatas ou
halostatas, sendo que os gradientes de temperatura e salinidade, registrados nas
Figura 5.17b e 5.17c, podem estar associados à inclinação de isostatas entre 6° e
4°W, indicando, portanto, a ausência de águas modais.
Fig.5.17: Seção Zonal 9A, a 32,5°S e entre 19°W e 1,1°W, sendo (a) localização da seção, (b)
temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de 0,1. A área
sombreada indica gradiente de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
a
b
c
9
A
68
A seção 8A, localizada entre as longitudes de 12° e 20°E e coletada no outono
(maio e junho) de 1965, apresentou um gradiente vertical mínimo de temperatura entre
10-12°C, com gradiente mínimo de salinidade entre 34,5 e 35,0, nas latitudes de
20,5°S a 29°S e 180 m de espessura máxima nesta região de gradiente (Figura 5.18).
Os gradientes mínimos encontrados principalmente nessa seção podem indicar a
presença de uma Água Modal Subtropical mais fria do que a encontrada na Região
Oeste.
Fig.5.18: Seção Meridional 8A, entre 12 a 20°E e entre 20,5°S e 35,7°S, sendo (a) localização da
seção, (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de 0,1. A
área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
a
b c
8
A
69
Fig.5.19: Diagrama TS volumétrico, a partir dos dados de TempSal, para a seção
8A, entre 12° e 20°E. A área sombreada representa os volumes (m
3
) relacionados
ao
p
ares de tem
p
eratura-salinidade.
Os diagramas TS volumétricos expressam a relação temperatura-salinidade-
volume em cada uma das seções selecionadas, e embora não sejam normalizados
pela área ou extensão que ocupam, podem auxiliar na indicação de águas modais
associadas a determinados pares de temperatura e salinidade presentes naquela
seção. Os volumes de água que constam nos diagramas TS volumétrico com
temperaturas menores que 10°C, não são considerados como AMSAS. O diagrama da
seção 8A (Figura 5.19) apresentou dois núcleos referentes a esses gradientes
mínimos de temperatura e salinidade de 10-12°C e de 34,5 a 35,0, respectivamente,
encontrados nessa seção: um com temperatura de 10,5°C e salinidade de 34,8, e
outro centrado a 12,3°C e 35,0. Isso pode indicar a ocorrência de formação
preferencial de Água Modal Subtropical em ambas temperaturas e salinidades,
apresentando um volume maior para a água com temperatura de 10,5°C.
70
5.2 – Dados de Temp 5.2 – Dados de Temp
5.2.1 – Região Oeste 5.2.1 – Região Oeste
Fig.5.20: Distribuição geográfica dos dados Temp, com temperatura, para o Oceano
Atlântico Sul. Os pontos azuis indicam a Região Leste e os pontos pretos, a Região
Oeste
Os dados de Temp para o Atlântico Sul, também foram distribuídos em Região
Leste e Oeste (Figura 5.20).
Os dados de Temp para o Atlântico Sul, também foram distribuídos em Região
Leste e Oeste (Figura 5.20).
.
.
ste
* - Comissão 13
* - Comissão 8
*
o
.
- Comissão 9
o - Comissão 7
- Comissão 5
o - Comissão 6
. - Comissão 14
. - Comissão 10
- Comissão 15
. - Comissão 11
. - Comissão 17
Fig.5.21: Distribuição geográfica dos dados Temp, com temperatura, para a Região
Oeste do Oceano Atlântico Sul.
71
Os dados de Temp foram analisados a partir de seções aproximadamente
zonais e meridionais. As seções zonais constituem 4 comissões distintas (Figura 5.22).
Fig.5.22: Distribuição geográfica das seções zonais dos dados Temp, com
temperatura, para a Região Oeste do Oceano Atlântico Sul.
* - Comissão 8
* - Comissão 13
o - Comissão 7
. - Comissão 14
13C
13E
8F
8D
7B
7C
7D
7E
7F
14A
14C
14B
A comissão 7, que engloba as seções 7B, 7C, 7D, 7E e 7F, foi obtida a partir
de dados de primavera e verão, entre final de novembro e fevereiro de 1972. Na seção
7F, localizada a 38°S, observa-se termostatas de 14-16°C bem definidas, com
aproximadamente 200 m de espessura entre as profundidades de 100 e 300 m e entre
os meridianos de 49° e 46,1°W (Figura 5.23). Uma estrutura presente nessa seção
entre 54° e 50°W, é possivelmente um vórtice ou meandro relacionado à Confluência
Brasil-Malvinas. A seção 7E (Figura A.6) apresentou, na latitude de 36,5°S e entre 50°
e 47,8°W, a mesma termostata com temperatura de 14-16°C, porém menos espessa
que a seção 7F, cuja espessura média foi de 150 m.
72
Fig.5.23: Seção Zonal 7F, a 38°S e entre 54,4°W e 45,4°W, sendo (a) localização
da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A área sombreada
indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
7F
73
A seção zonal 7D (Figura 5.24), localizada a 35°S, apresentou termostatas
muito bem definidas de 14-16°C, entre 51,6° e 45°W, e de 15-17°C entre 45° e 41°W.
Essa variação de temperatura das termostatas longitudinalmente, também pode ser
vista através de uma região de gradiente vertical mínimo presente entre 150 e 300 m
de profundidade em toda a seção zonal. A espessura média das termostatas foi de
aproximadamente 230 m.
Fig.5.24: Seção Zonal 7D, a 35°S e entre 51,6°W e 41,7°W, sendo (a) localização
da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A área sombreada
indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
7D
74
Localizada à latitude de 33°S, a seção 7C também apresentou termostatas
bem definidas de 14-16°C com gradiente vertical mínimo de temperatura, entre 50° e
47°W, com espessura média de aproximadamente de 200 m (Figura 5.25). Entre 47° e
40°W, o gradiente vertical mínimo associou-se a temperatura de 13-17°C e apresentou
espessura média de 300 m, entre aproximadamente 150 e 450 m de profundidade. A
seção 7B (Figura A.7), localizada a 31°S, dois graus mais ao norte que a seção 7C,
também apresentou essas mesmas termostatas de 13-17°C, porém um pouco menos
espessas do que na seção anterior, com gradiente mínimo de temperatura entre as
longitudes de 45° e 39,6°W, e espessura média de 300 m.
Fig.5.25: Seção Zonal 7C, a 33°S e entre 50°W e 40°W, sendo (a) localização da
seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A área sombreada
indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
7C
75
Na comissão 14, formada por perfis obtidos entre novembro e dezembro de
1984, a seção 14A apresentou termostatas de 13-16°C, com espessura máxima de
260 m, entre 30° e 31,2°S e entre 45,8° e 41°W (Figura 5.26). A partir dessa longitude
até 38°W, as termostatas mais espessas apresentaram-se com temperatura de 14-
17°C e espessura máxima de 250 m. O gradiente vertical mínimo de temperatura não
apareceu de forma contínua em toda seção, mas apenas em regiões relacionadas às
maiores termostatas da seção 14A.
Fig.5.26: Seção Zonal 14A, entre 33°S a 36°S e entre 47,8°W e 37,5°W, sendo (a)
localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A área
sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
14
A
76
Na seção 14B (Figura A.8) foi observada, entre as longitudes de 47,4° e
39,9°W, e entre as latitudes de 33° e 36°S, termostatas de 13-16°C com espessura
máxima de 250 m e presença de forma contínua em toda seção de um gradiente
mínimo de temperatura. A seção 14C (Figura Não Apresentada) apresentou, a 36°S,
gradiente vertical de temperatura relacionados à presença de termostatas de 13-16°C
entre 49,5° e 46,5°W e entre 42° e 39,9°W, com espessura máxima de 280 m, e entre
44° e 42°W e com espessura máxima de 120 m.
A comissão 8 é formada por duas seções aproximadamente zonais, ambas
constituídas por poucos perfis de temperatura obtidos em março de 1977 e localizadas
junto à costa sul-americana. A primeira seção analisada, a 8D (Figura Não
Apresentada), entre as latitudes de 33° e 34° e as longitudes de 51,1° a 48,7°W,
apresentou termostatas de 13-15°C, com espessura máxima de 200 m. Nesta seção
houve ausência de gradiente vertical de temperatura. Já na seção 8F, localizada entre
35° e 36°S e entre 51,9° e 49,5°W, somente a termostata de 14-15°C foi observada,
apresentando espessura máxima de 150 m (Figura A.9).
A comissão 13 apresenta seções aproximadamente zonais obtidas em abril de
1983. Na seção 13C (Figura Não Apresentada) observou-se, localizada entre 26° e
32,5°S, termostatas de 13-16°C, sem a presença de regiões de gradiente de
temperatura, entre as longitudes de 37,2° e 27,5°W, com espessura máxima de 220 m.
A seção 13E (Figura Não Apresentada), entre 25,7° e 31,3°S, também apresentou
termostatas de 13-15°C e gradiente de temperatura associado, localizado entre 38° e
30°W, com espessura máxima de 200 m.
As seções aproximadamente meridionais presentes nos dados Temp estavam
distribuídas entre a costa sul-americana e a longitude de 27,5°W, com concentração
preferencial de perfis entre 55° e 45°W (Figura 5.27).
77
Fig.5.27: Distribuição geográfica das seções meridionais dos dados Temp, com
temperatura, para a Região Oeste do Oceano Atlântico Sul.
*
o
- Comissão 9
* - Comissão 13
- Comissão 5
o - Comissão 6
. - Comissão 15
. - Comissão 10
. - Comissão 11
. - Comissão 17
13D
13B
6
Pertencente também à comissão 13, que possui dados coletados no início do
inverno, a seção aproximadamente meridional 13B (Figura A.10) mostrou, a 27,5°W,
mínimos gradientes de temperatura relacionados as termostatas de 13-16°C, entre
26,5° e 32,5°S, com espessura máxima de 190 m. Na seção 13D (Figura 5.28) foi
observada, entre 27,5° a 30°W, regiões de gradientes verticais mínimos de
temperatura e termostatas espessas, características que indicam a presença de uma
água modal com faixa de temperatura mais fria, entre 10-15°C, ocupando as latitudes
de 27,6° a 31,2°S, com espessura máxima aproximada de 500 m. Em função da
localização da seção 13D, mais longe da região de formação da AMSAS, não se
observa a água modal de 14-16°C amplamente encontrada mais ao sul e a oeste do
giro subtropical.
A
17C
17B15
A
15B
78
Fig.5.28: Seção Meridional 13D, entre 30°W a 27,5°W e entre 24°S e 31,2°S,
sendo (a) localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de
1°C. A área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
13D
79
A seção 6A amostrada em dezembro de 1969, apresentou termostatas e
região de gradiente mínimo de temperatura entre 14-16°C, entre as latitudes de 35° a
25°S e 30°W, com uma espessura aproximada de 200 m entre 100 e 300 m de
profundidade (Figura 5.29). Uma região de gradiente vertical mínimo de 12-13°C,
possivelmente indicando a presença de uma água modal mais fria, pode ser
identificada a aproximadamente 350 m de profundidade. Entre 36° a 43°S, o gradiente
de temperatura apareceu em função da inclinação das isostatas, não indicando,
portanto, a presença de uma água modal subtropical. Nessas duas seções
meridionais, 6A e 13D, a AMSAS encontrada possuiu faixa mais ampla de
temperatura, alcançando limites de temperatura mais frios do que a água modal
presente em outras seções mais a oeste da Região Oeste.
80
Fig.5.29: Seção Meridional 6A, entre 30°W e entre 25°S e 47,6°S, sendo (a)
localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A área
sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
b
a
6
A
A comissão 17 foi amostrada por XBTs coletados em abril de 1994. Na seção
aproximadamente meridional 17C foi observada uma termostata bem definida de 15-
16°C presente em toda a seção, entre as latitudes de 27,9° e 37,9°S e entre 46,4° e
39,8°W, com espessura máxima de 150 m e a ausência do gradiente mínimo de
temperatura (Figura 5.30).
Fig.5.30: Seção Meridional 17C, entre 46,4°W e 39,8°W e entre 27,9°S e 37,9°S,
sendo (a) localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de
1°C. A área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
b
a
17C
81
A seção 17B apresentou termostatas de 14-18°C, com gradiente de
temperatura entre 15-16°C, localizando-se entre 46,6°W e 41,9°W e entre 30° e
35,8°S, com espessura máxima de 300 m (Figura 5.31). Tanto as termostatas quanto
a região de gradiente mínimo indicam a presença da AMSAS de 14-16°C com o limite
de temperatura superior alcançando 18°C. No entanto, como essas termostatas mais
quentes ocorreram no início do outono, época em que a camada de mistura ainda
apresenta-se mais rasa do que no final do inverno, não foi possível verificar a
existência da AMSAS nessa faixa mais quente de temperatura.
Fig.5.31: Seção Meridional 17B, entre 46,6°W e 41,9°W e entre 28,9°S e 38,7°S,
sendo (a) localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de
1°C. A área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
17B
82
A comissão 15 obtida em dezembro de 1985, apresentou termostatas de 15-
17°C com regiões de gradiente mínimo de temperatura principalmente entre 16-17°C,
com espessura máxima de 170 m, entre as longitudes de 46° e 45°W e entre as
latitudes de 30° e 41°S na seção 15B (Figura Não Apresentada). A seção 15A
apresentou termostatas e regiões de gradiente mínimos de temperatura entre 14-17°C,
com espessura máxima de190 m, entre 50° e 47°W e entre 32,6° e 39°S (Figura Não
Apresentada).
Localizada entre 50° e 44°W (Figura 5.32), a seção aproximadamente
meridional 9A mostrou termostatas e gradientes mínimos pouco definidos de 13-16°C,
obtidos entre setembro e novembro de 1977, nas latitudes de 31° e 33°S, com
espessura máxima de 150 m (Figura A.11). A seção 9B, obtida entre agosto e outubro
de 1977, apresentou uma única termostata de 16-17°C associada ao gradiente mínimo
de temperatura, em área restrita de 34,5° a 35,5°S e entre 53° e 46°W, com espessura
máxima de 110 m (Figura Não Apresentada).
Fig.5.32: Detalhe da distribuição geográfica das seções meridionais dos dados Temp,
com temperatura, para a Região Oeste do Oceano Atlântico Sul.
83
A comissão 10, localizada próxima à costa sul-americana, foi obtida entre abril
e junho de 1978. Na seção 10A, localizada entre 53° e 46°W, observou-se termostatas
e regiões de gradiente de 14-16°C, entre as latitudes de 30,4° e 33,8°S, com uma
espessura máxima de 110 m (Figura 5.33). Nessa mesma seção foi encontrado um
vórtice ou meandro relacionado à Confluência Brasil-Malvinas entre as latitudes de 34°
e 40,4°S. Na seção 10C (Figura Não Apresentada), essas mesmas termostatas de 14-
16°C, porém menos espessas do que as apresentadas na seção anterior e sem
gradientes de temperatura, indicaram a presença de água modal entre as longitudes
de 54° a 46°W e entre 34° e 37,5°S, com espessura máxima de aproximadamente 100
m. No entanto, entre 31° e 34°S, foi observada termostata de 11-12°C com gradiente
mínimo de temperatura associada e espessura máxima encontrada de 290 m.
Fig.5.33: Seção Meridional 10A, entre 53°W e 46°W e entre 30,4°S e 40,4°S,
sendo (a) localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de
A
área sombreada indica
g
radiente de 0,015°C
(
b
)
1°C.
.
a
10
A
b
84
A seção 10D (Figura A.12) apresentou termostatas de 13-16°C sem regiões
de gradiente vertical e espessura máxima de 170 m, localizando-se em toda seção
meridional entre 53° e 48°W e entre 30,5° e 37,3°S. A seção 10E (Figura Não
Apresentada), localizada entre 55° e 48°W e entre 30,8° e 39,3°S, não apresentou
nenhuma estrutura indicativa da presença de uma AMSAS.
A comissão 11 também foi localizada junto ao continente americano e coletada
de janeiro a março de 1981. A seção 11D (Figura 5.34) apresentou, entre 54° e 47°W
e entre 32,9° e 34,5°S, termostatas com temperatura de 14-16°C com gradiente
vertical mínimo associado com espessura máxima de 200 m. Em todas as seções
dessa comissão foram encontrados vórtices ou meandros localizados
aproximadamente entre 35° a 40°S.
85
Fig.5.34: Seção Meridional 11D, entre 54°W e 47°W e entre 30,1°S e 39,3°S,
sendo (a) localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de
1°C. A área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
a
11D
b
Na seção 11A (Figura A.13), entre as longitudes de 53° e 45°W e entre as
latitudes 33,5° e 36,5°S, foram encontradas termostatas de 13-17°C com poucas
regiões de gradientes verticais mínimos de temperatura e espessura máxima de 200
m, e mais ao norte, entre 30° e 33,5°S, foram localizadas termostatas de 14-17°C. A
seção 11B apresentou, entre 54° e 46°W e 30,3° e 33,1°S, gradiente mínimo com
ampla faixa de temperatura entre 10-16°C e espessura máxima de 400 m (Figura Não
Apresentada). Na seção 11C foram observadas termostatas pouco definidas de 15-
17°C com duas pequenas regiões de gradiente vertical mínimo, e espessura máxima
de aproximadamente 150 m, entre 54° e 47°W e entre 30,4° e 35°S (Figura Não
Apresentada).
Fig.5.35: Seção Meridional 5B, entre 55°W e 50°W e entre 30,6°S e 39°S, sendo
(a) localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A
área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
5B
86
Na seção 5B (Figura 5.35) foi observada, em julho e agosto de 1965,
termostatas de 13-15°C com gradiente de temperatura entre 14-15°C e espessura
máxima de 150 m, entre 55° e 50°W e entre as latitudes de 30,6° a 34,1°S. Na faixa
latitudinal entre 34,1° e 39°S, foi encontrado um vórtice ou meandro na região da
Convergência Subtropical, característica presente na maioria das seções próximas à
costa sul-americana e à Corrente do Brasil. Na Região Oeste, a partir de uma análise
em todos os dados de Temp, foi encontrada uma AMSAS de 14-16°C (± 1°C), com
espessura média de 210 m e profundidade média alcançada de 230 m.
5.2.2 – Região Leste
A Região Leste compreendeu seções aproximadamente zonais presentes no
lado sudeste do giro subtropical, a partir de dados de Temp, conforme a Figura 5.36.
Fig.5.36: Distribuição geográfica dos dados Temp, com temperatura, para a Região
Leste do Oceano Atlântico Sul.
o - Seção 2A
. - Seção 17A
. - Seção 19A
. - Seção 19B
. - Se
ç
ão 19C
A seção zonal 17A (Figura Não Apresentada) foi coletada no outono de 1994,
entre as latitudes de 23° e 25°S. Essa seção atravessou todo Atlântico Sul,
localizando-se entre 41°W e 12,7°E, e apresentando termostata de 13-14°C com a
presença de gradiente vertical mínimo de temperatura restrito a longitude de 20°W, e
espessura aproximada de 130 m. Uma indicação de água modal de 11-13°C, entre 5°
87
e 12,7°E, pode ser considerada em função da presença de termostatas um pouco
mais espessas, embora com ausência de regiões de gradiente vertical de temperatura.
Na seção 2A (Figura 5.37), coletada em outubro de 1958 e localizada a 24,2°S
de latitude e entre 16,5°W a 12,9°E, não foi observado qualquer indício de água modal
subtropical. A presença do gradiente vertical mínimo de temperatura indica apenas um
volume isolado com temperatura de 16-17°C entre as latitudes de 14° a 16,5°S, talvez
algum resquício da AMSAS presente na Região Oeste durante a primavera.
Fig.5.37: Seção Zonal 2A, a 24,2°S e entre 16,5°W a 12,9°E, sendo (a) localização
da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A área sombreada
indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
2
A
88
A comissão 19, obtida em maio e junho de 1995, é formada por três seções
aproximadamente zonais. Na seção 19A (Figura Não Apresentada), localizada entre
as latitudes de 23,4° a 25,8°S e as longitudes 39°W e 11,2°E, não foi encontrado
nenhum indício de água modal, ou seja, ausência de termostatas espessas ou regiões
de gradiente vertical mínimo de temperatura. A seção 19B (Figura 5.38), entre 24°S e
34°S e entre 39,9°W a 13,3°E, não apresentou nenhuma grande termostata indicativa
de água modal. Destaca-se nessa seção, a presença de um vórtice entre as longitudes
de 2° e 13,3°E, provavelmente relacionado à Corrente das Agulhas, atuante nesta
área.
Fig.5.38: Seção Zonal 19B, entre 24°S e 34°S e entre 39,9°W a 13,3°E, sendo (a)
localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A área
sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
19B
89
A seção 19C (Figura 5.39) apresentou, entre as latitudes de 33° e 39°S,
termostata de 12-13°C entre 21° e 10°W, com aproximadamente 100 m de espessura
máxima. Essa termostata mais espessa provavelmente está relacionada com a
presença de vórtices nas proximidades da costa africana, assim como regiões de
gradiente mínimo de temperatura aparecem associadas à inclinação das isotermas,
sem indicar a presença de água modal nesta seção.
Fig.5.39: Seção Zonal 19C, entre 33°S e 39°S e entre 38,9°W a 17,3°E, sendo (a)
localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A área
sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
19C
90
Em função do número de seções referentes à Região Leste e da ausência de
termostatas bem definidas, os resultados apresentados não foram conclusivos, e a
presença de uma água modal subtropical na Região Leste, a partir de dados de Temp
é questionada.
91
6 – DISCUSSÃO:
As análises obtidas a partir da base Levitus e dos dados do BNDO permitiram
um mapeamento parcial das águas modais subtropicais no Atlântico Sul. Assim, pode-
se considerar que, a partir da base Levitus, a Região Oeste apresentou uma água
modal com θ ~ 14-16°C e S ~ 35.3 - 35.9, abrangendo uma grande área do Atlântico
Sul em subsuperfície e conectada à camada de mistura. Essa água encontrou-se
localizada entre as latitudes 25,5° e 38,5°S e as longitudes 47,5° e 12,5°W, a uma
profundidade média de ~250 m e com espessura média de ~150m (Figura 6.1).
Na Região Leste foi encontrada uma água modal com θ ~ 14-15°C, entre
latitudes 30,5° e 35,5°S e longitudes 3,5°W e 8,5°E, a ~250 m de profundidade e com
espessura de ~100m. Essa água apresentou duas halostatas: uma com salinidade
~35,1-35,3, próxima a 0° e outra, com salinidade ~ 35,2-35,5 entre ~2,5° – 8,5°E. Ainda
na Região Leste, a água modal de θ ~11-12°C e salinidade ~ 34,7 – 35,1, foi
encontrada entre as latitudes de ~28,5° e 35°S e as longitudes de ~2,5° e 7,5°E, a uma
profundidade média de ~500 m, com espessura de ~100 m. Na Figura 6.1, observa-se
a extensão da água de 14-16°C, no lado oeste do giro, e das águas de 14-15°C e 11-
12°C, no lado leste.
Θ ~14-16ºC
Θ ~11-12ºC
Latitude
Longitude
Θ ~14-15ºC
Fig.6.1:
Distribuição geográfica das águas modais encontradas na base Levitus
para as duas regiões
do giro subtropical do Atlântico Sul (modificado de
PETERSON e STRAMMA, 1991).
92
A partir da base do BNDO, os dados de TempSal apresentaram, para a Região
Oeste, a água modal de 14-16°C (± 1°C), com salinidade de 35,2 a 36,1, localizada
entre as latitudes de 25° a 39°S e entre as longitudes 51° a 30°W, com espessura
média de 390 m e profundidade média alcançada de 290 m. Essa água de 14-16°C
apresentou maiores espessuras no lado oeste do giro, principalmente entre 32° e 40°S
e entre 53° e 40°W, como pode ser visto na Figura 6.2, cuja interpolação de mínima
curvatura, extrapola a localização dos resultados de espessura da água de 14-16°C.
Fig.6.2: Espessura média (m) da camada de temperatura entre 14-16°C, a partir dos
dados de TempSal.
Os dados de Temp, na Região Oeste, apresentaram uma água modal de 14-
16°C (± 1°C), localizada entre 25,7°S e 41°S e entre 55°W a 27,5°W. Essa água
alcançou profundidade média de 230 m, com espessura média de 210 m, e máxima de
340 m, principalmente entre 30° e 40°S e entre 45° a 30°W (Figura 6.3).
93
Fig.6.3: Espessura média (m) da camada de temperatura entre 14-16°C, a partir dos
dados de Temp.
Para a Região Leste, os dados de TempSal sugerem a presença da água
modal de 10-12°C e salinidade de 34,5 a 35,0, localizada entre as latitudes de 20,5° a
29,5°S e entre as longitudes de 12° a 20°E. Os dados de Temp, indicaram a presença
da água modal de 11-13°C (± 1°C), entre 23° e 39°S, entre 21° a 10°W e entre 5° e
10°E. Ambos resultados da Região Leste estão baseados em poucas seções, e não
podem ser considerados conclusivos. A Figura 6.4 apresenta a localização das águas
modais encontradas na base do BNDO, incluindo as possivelmente presentes na
Região Leste, a partir dos dados de TempSal, com temperatura e salinidade, e de
Temp, somente com temperatura.
Fig.6.4: Distribuição geográfica das águas modais encontradas na base de dados
do BNDO para as duas regiões do giro subtropical do Atlântico Sul. As águas
observadas nos dados de Temp (14-16°C* e 11-13°C*) e TempSal (14-16°C e 11-
13°C) (modificado de PETERSON e STRAMMA, 1991).
T ~14-16ºC*
T ~11-13ºC*
T ~14-16ºC
~10-12ºC
T
Latitude
Longitude
Os resultados de ambas as bases de dados, Levitus e BNDO, indicam a
presença da AMSAS de temperatura de 14-16°C (± 1°C) e salinidade de 35,2 a 36,1
(Figura 6.5), localizada na Região Oeste do giro subtropical, entre as latitudes de 25°e
41°S e entre as longitudes de 55° e 12,5°W, com espessura média de 210 m e
alcançando uma profundidade média de 290 m. Indícios da água modal de 11-13°C (±
1°C) e salinidade de 34,7- 35,1 (Figura 6.5), na região leste do giro subtropical, entre
as latitudes de 20,5°S e 39°S e as longitudes de 21°W e 10°W e de 3,5°W e 20°E,
94
podem ser percebidos, mas não são conclusivos em função da escassez de dados
coletados para esta região.
Fig.6.5: Distribuição geográfica das águas modais para o giro subtropical do Atlântico
Sul. A água de 14-16°C, localizada na Região Oeste, e outra de 11-13°C sugerida para
Região Leste.
T ~14-16ºC
T ~11-13ºC
A AMSAS de 14-16°C (± 1°C) presente neste estudo, no lado oeste do giro
subtropical, é corroborada com os resultados descritos anteriormente para o Oceano
Atlântico Sul. Essa água relacionada à região da Confluência Brasil-Malvinas apareceu
primeiramente nos resultados de McCARTNEY (1977, apud GORDON, 1981) e
McCARTNEY (1982), localizada entre 25°S e 40°S, e entre as longitudes a oeste de
20°W. GORDON (1981) também apresentou essa água modal, compreendendo limites
de temperatura mais amplos: de 12 a 17°C, formada a partir da convecção da Água
Central do Atlântico Sul (ACAS) na região da Confluência Brasil-Malvinas. TSUCHIYA
et al. (1994) encontraram em uma seção a 25°W, entre 42°S e 34°S, a água modal de
13-13,5°C, e outra de 21°C, localizada entre 11° e 24°S. Essa última água apresentou
grande diferença de temperatura em comparação com as águas localizadas mais ao
sul, em função de sua latitude, mais distante da região de formação, e da estação do
ano em que a coleta de dados foi realizada, no caso do estudo de TSUCHIYA et al.
(1994), durante o verão austral. Época em que a camada de mistura atinge
95
profundidades menores do que as alcançadas no final do inverno, ou seja, é o período
do ano em que o processo efetivo de subducção não ocorre, e termostatas mais
quentes, que porventura apareçam, não podem ser consideradas como água modal.
Essa mesma situação aconteceu com MÉMERY et al. (2000), que encontraram uma
termostata de 17,9°C no final do verão, localizada a 35°S, com profundidade entre 150
e 300 m. Nesses trabalhos anteriormente citados, a água de 14-16°C aparece limitada
entre a costa sul-americana até a longitude de 20°W, área correspondente à região de
recirculação da Corrente do Brasil. No entanto, a água de 14-16°C (± 1°C) do presente
estudo, alcançou a longitude 12,5°W, apresentando distribuição mais a leste que a
indicada por McCARTNEY (1977, apud GORDON, 1981) ou MÉMERY et al. (2000).
Além da água modal de 14-16°C (± 1°C), formada na região da Confluência
Brasil-Malvinas, os resultados deste trabalho indicam a presença da água modal 11-
13°C (± 1°C) do lado sudeste do giro subtropical como também descrito no amplo
estudo realizado por PROVOST et al. (1999) para o Oceano Atlântico Sul. Esses
autores encontraram três Águas Modais Subtropicais com extensa distribuição pelo
Oceano Atlântico Sul: AMSAS 1, com temperatura potencial de θ ~ 16-18°C e
salinidade entre 35,9 e 36,2; AMSAS 2, com θ~ 14-16°C e salinidade entre 35,5 a 35,9,
considerada por esses autores como o tipo dominante de água modal encontrado na
região da confluência; e AMSAS 3, com θ~ 12-14°C e salinidade de 35,2 a 35,5.
A água modal com temperatura correspondente a AMSAS 1 não foi encontrada
no presente trabalho, uma vez que termostatas com essa faixa de temperatura foram
somente identificadas no verão e na primavera, ausentes, portanto, dos resultados da
base Levitus e presentes apenas em 6 seções da base BNDO para esta mesma época
do ano. As duas outras águas, AMSAS 2 e AMSAS 3 encontradas por PROVOST et al.
(op.cit.), apresentam localização mais ampla do que as águas modais com faixas de
temperatura semelhantes, obtidas ou sugeridas neste estudo. Assim, ambas as águas
descritas por PROVOST et al. (1999) ocupam todo giro subtropical do Atlântico Sul, ao
contrário da água modal de 14-16°C (± 1°C) associada à região da Confluência Brasil-
Malvinas, e da água de 11-13°C (± 1°C) com localização sugerida junto à região da
retroflexão das Agulhas.
Tanto a água modal de 14-16°C (± 1°C) quanto às feições indicativas de uma
água modal de 11-13°C (± 1°C), estão relacionadas à proximidade das áreas de
formação das mesmas, demonstrando assim, contribuição oriunda de sudoeste e de
sudeste do giro subtropical, respectivamente, regiões próximas à Convergência
96
Subtropical e à retroflexão da Corrente das Agulhas. Segundo RIBEIRO (2004), essas
duas regiões apresentaram mínimos de vorticidade potencial, que acoplados aos
resultados de maiores espessuras e fluxo de calor para ambas as áreas, indicam
regiões onde as águas modais são transferidas da camada de mistura para o interior
do oceano, contribuindo para a termoclina do Atlântico Sul. PROVOST et al. (1999)
também relacionaram as duas regiões como áreas de ventilação do giro subtropical,
destacando principalmente a área localizada no contorno oeste da costa sul-americana
até 20°W, região correspondente à recirculação e ao retorno da Corrente do Brasil.
Os vórtices relacionados à Corrente das Agulhas foram encontrados em três
figuras (5.16, 5.17 e 5.38) nos resultados do BNDO para dados de TempSal e de
Temp, entre as longitudes de 2,5° e 13,3°E, após destacarem-se da região de
retroflexão e se propagarem para oeste. Essas estruturas também foram identificadas
por PROVOST et al. (1999) em uma seção perpendicular à África do Sul, onde
observaram uma água advectada por vórtices da Corrente das Agulhas, indicando
transferência de água entre oceanos, ou seja, a entrada de água da termoclina do
Oceano Índico, a Água Central Índica (ACI), no Atlântico Sul.
As águas modais subtropicais apresentam uma constância de temperatura em
diferentes bacias oceânicas (ROEMMICH e CORNUELLE, 1992). A partir dos
resultados obtidos através de ambas as bases de dados Levitus e BNDO, a AMSAS de
14-16°C apresentou correlação com outras águas localizadas no lado oeste dos giros
subtropicais dos diferentes oceanos. Uma água modal com temperatura semelhante,
pode ser encontrada no Pacífico Sul, neste caso com temperaturas ligeiramente mais
elevadas (θ ~ 15-17°C) entre as latitudes 30° e 35°S (ROEMMICH e CORNUELLE,
op.cit.), e no Pacífico Norte, no qual o núcleo da água modal subtropical se encontra a
θ ~ 16,5°C (HANAWA e TALLEY, 2001). No Atlântico Norte, a água modal subtropical
dominante é a Água de Dezoito Graus (θ ~ 18°C), que se distribui na parte noroeste do
giro subtropical (HANAWA e TALLEY, op.cit.) em profundidades abaixo das
alcançadas pela camada de mistura.
Ao utilizar a base Levitus, foi observado em algumas regiões do Atlântico Sul,
entre 25,5° e 40,5°S e 39,5° e 24,5°W, inversões de densidade na coluna d’água que
poderiam originar-se de uma inconsistência entre as bases de dados mensais de
temperatura potencial e sazonais de salinidade. Estão sendo investigadas ainda,
questões associadas a possível “bias” na base Levitus, em função de sua discretização
97
vertical, o que possivelmente afeta, a representação das águas modais no diagrama
TS volumétrico.
98
7 – CONCLUSÕES:
Os resultados obtidos indicaram a presença da Água Modal Subtropical do
Atlântico Sul (AMSAS) com temperatura de 14-16°C (± 1°C) e salinidade de 35,2 a
36,1, entre as latitudes de 25°e 41°S e entre as longitudes de 55° e 12,5°W, com
espessura média de 210 m e profundidade média de 290 m. Indícios de uma outra
água modal com temperatura de 11-13°C (± 1°C) e salinidade de 34,7 a 35,1 com
localização sugerida entre as latitudes de 20,5° e 39°S e entre as longitudes de 21°W e
10°W e de 3,5°W e 20°E.
Na região oeste do giro subtropical, que dispõe de um maior número de estudos
sobre águas modais, a água de 14-16°C (± 1°C) é claramente identificada em diversas
comissões oceanográficas no presente trabalho e, devido à sua representatividade no
giro subtropical do Atlântico Sul, pode ser considerada como a contrapartida nesse
oceano da água de 18°C observada no Atlântico Norte.
Apesar das limitações verificadas pelo processo de interpolação a que foi
submetida, verificou-se que a base Levitus conservou as feições indicativas das águas
modais para o Oceano Atlântico Sul, sendo possível identificar termostatas e
halostatas presentes na coluna d’água. Essa base é amplamente empregada na
inicialização de modelos numéricos de circulação oceânica por ser uma alternativa
para regiões com poucos dados disponíveis, principalmente no Oceano Atlântico Sul,
onde a cobertura de dados apresenta-se muito inferior do que, por exemplo, no
Oceano Atlântico Norte.
Os dados oceanográficos do BNDO, contendo dados de temperatura e
salinidade e algumas vezes somente temperatura, foram utilizados pela primeira vez
no estudo de águas modais no Atlântico Sul. Essa base de dados apresentou-se
geograficamente distribuída de forma desigual, com maior concentração na região
oeste do giro subtropical do Atlântico Sul, próximo à costa da América do Sul. Essa
distribuição diferenciada permitiu melhor qualidade de resultados na região oeste do
giro, com a presença de seções que possibilitaram a localização e caracterização da
água modal nessa área. O mesmo não ocorreu no lado sudeste do giro, onde, em
função da escassez de seções, a identificação e caracterização da água modal de 11-
13°C não foram conclusivas. Uma maior quantidade de dados obtidos durante o
inverno austral, bem como a reprodução anual ou bianual de seções com mesma
localização, permitiriam maior conhecimento sobre o processo de ventilação, região de
formação e variabilidade interanual dessas águas modais.
99
Por fim, é interessante salientar que o estudo das características e localização
das águas modais subtropicais no Oceano Atlântico Sul pode fornecer uma base para
futuros trabalhos relacionados às variações climáticas do oceano e da atmosfera, além
da utilização na validação de simulações de modelos numéricos de circulação
oceânica.
100
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107
APÊNDICE A
Com o objetivo de melhorar a análise dos resultados da Base do BNDO, foram
incluídas seções meridionais ou zonais descritas no capítulo 5 (Resultados da Base do
BNDO), embora não apresentadas. Essas seções foram obtidas a partir de dados de
temperatura e salinidade ou apenas de temperatura.
Fig.A.1: Seção zonal 25J, a 35,5°S e entre 53°W e 42,9°W, sendo (a) localização da seção, (b)
temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de 0,1. A área
sombreada indica gradiente mínimo de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
b c
25J
a
108
Fig.A.2: Seção zonal 25G, entre 30,7°S e 31,2°S e entre 48,4°W e 42,4°W, sendo (a)
localização da seção, (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com
intervalo de 0,1. A área sombreada indica gradiente mínimo de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
b
25G
a
c
109
Fig.A.3: Seção zonal 22A, entre 35,2°S e 36,5°S e entre 46,9°W e 52,1°W, sendo (a)
localização da seção, (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com
nte mínimo de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
22
A
a
c
b
intervalo de 0,1. A área sombreada indica gradie
110
Fig.A.4: Seção zonal 2C, entre 27,3°S e 31,3°S e entre 40,7°W e 46,8°W, sendo (a) localização
da seção, (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de
nte mínimo de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
b
2C
a
c
0,1. A área sombreada indica gradie
111
Fig.A.5: Seção meridional 21A, a 30°W e entre 20°S e 29,9°S, sendo (a) localização da seção,
(b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C e (c) salinidade com intervalo de 0,1. A área
sombreada indica gradiente mínimo de 0,015°C (b) e 0,0015 (c).
21
A
a
c
b
112
Fig.A.6: Seção zonal 7E, a 36,5°S e entre 53,2°W e 43,7°W, sendo (a) localização
da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A área sombreada
indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
7E
113
Fig.A.7: Seção zonal 7B, a 31°S e entre 48,8°W e 39,6°W, sendo (a) localização
da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A área sombreada
indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
7B
114
Fig.A.8: Seção zonal 14B, entre 33°S e 35,9°S e entre 50,1°W e 39,9°W, sendo
(a) localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A
área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
14B
115
Fig.A.9: Seção zonal 8F, entre 34,8°S e 36,2°S e entre 51,8°W e 49,5°W, sendo
(a) localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A
área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
8F
116
Fig.A.10: Seção meridional 13B, a 27,5°W e entre 25,5°S e 32,5°S, sendo (a)
localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de 1°C. A área
sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
13B
117
Fig.A.11: Seção meridional 9A, entre 49,4°W e 44,8°W e entre 30,5°S e 36,2°S,
sendo (a) localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de
1°C. A área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
9
A
118
Fig.A.12: Seção meridional 10D, entre 53,5°W e 48°W e entre 30,5°S e 37,3°S,
sendo (a) localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de
1°C. A área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
10D
119
Fig.A.13: Seção meridional 11A, entre 53,8°W e 45,2°W e entre 30°S e 40,3°S,
sendo (a) localização da seção e (b) temperatura potencial (°C) com intervalo de
1°C. A área sombreada indica gradiente de 0,015°C (b).
a
b
11
A
120
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