A Dinâmica Sazonal da Plataforma Continental Leste Brasileira entre 10ºS e 16ºS por Fabiola Negreiros de Amorim - Versão HTML

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R

Fabiola Negreiros de Amorim

A Dinâmica Sazonal da Plataforma Continental

Leste Brasileira entre 10oS e 16oS

Tese apresentada ao Instituto Oceanográfico da Uni-

versidade de S˜ao Paulo, como parte dos requisitos

para obtenc¸˜ao do t´ıtulo de Doutor em Ciências, área

de Oceanografia F´ısica.

Orientador:

Prof. Dr. Edmo José Dias Campos

Co-orientador:

Prof. Dr. Mauro Cirano

S˜ao Paulo

2011

UNIVERSIDADE DE S ˜

AO PAULO

INSTITUTO OCEANOGR ´

AFICO

A Dinâmica Sazonal da Plataforma Continental Leste

Brasileira entre 10oS e 16oS

Fabiola Negreiros de Amorim

Tese apresentada ao Instituto Oceanográfico da Universidade de S˜ao Paulo, como

parte dos requisitos para obtenc¸˜ao do t´ıtulo de Doutor em Ciências, área de

Oceanografia F´ısica.

Julgada em

/

/

Prof. Dr.

Conceito

Prof. Dr.

Conceito

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Conceito

Prof. Dr.

Conceito

Prof. Dr.

Conceito

“... Cada um de nós comp˜oe a sua história,

e cada ser em si carrega o dom de ser capaz...”

Almir Sater.

Dedico esta obra ao seu maior incentivador,

meu amigo Mauro Cirano.

Sumário

Agradecimentos

iii

Resumo

v

Abstract

vii

Artigos cient´ıficos vinculados à Tese

ix

Lista de Figuras

x

Lista de Tabelas

xv

Lista de Abreviaç ˜oes

xvi

1

Introduç˜ao

1

1.1

Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

2

Caracterizaç˜ao da regi˜ao de estudo

6

3

Circulaç˜ao sazonal da Plataforma Continental da costa central da Bahia com

base em dados in situ

11

3.1

Circulac¸˜ao costeira e na Plataforma Continental adjacente à Ba´ıa de Ca-

mamu (14oS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

3.1.1

O Conjunto de Dados e a Metodologia Aplicada . . . . . . . . . .

14

3.1.2

Resultados Obtidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

3.1.3

Discuss˜ao integrada dos resultados . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

3.2

A influência da circulac¸˜ao de larga-escala, processos transientes e locais

na circulac¸˜ao sazonal da Plataforma Continental Leste Brasileira, 13oS .

33

i

3.2.1

Contextualizac¸˜ao Regional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

3.2.2

O conjunto de dados e a metodologia aplicada . . . . . . . . . . .

38

3.2.3

Resultados obtidos e discuss˜ao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

4

Modelagem numérica da circulaç˜ao sazonal da Plataforma Continental Leste

Brasileira entre 10oS e 16oS

60

4.1

O Regional Ocean Modeling System - ROMS . . . . . . . . . . . . . . . . . .

61

4.1.1

Descric¸˜ao do modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

62

4.1.2

Equac¸ ˜oes Governantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

62

4.1.3

Sistema de Coordenadas e discretizac¸˜ao . . . . . . . . . . . . . . .

65

4.1.4

O esquema do gradiente de press˜ao . . . . . . . . . . . . . . . . .

67

4.1.5

O esquema de advecc¸˜ao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

69

4.1.6

O esquema de fechamento turbulento . . . . . . . . . . . . . . . .

69

4.2

Configurac¸˜ao do Experimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

70

4.3

Análise das Forc¸antes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

74

4.3.1

Forc¸antes iniciais e de Contorno . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

74

4.3.2

Forc¸antes de Maré . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

4.3.3

Forc¸antes Atmosféricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

86

4.4

Resultados da Modelagem Numérica Regional . . . . . . . . . . . . . . .

88

4.4.1

Avaliac¸˜ao preliminar dos resultados do MCR ROMS . . . . . . .

90

4.4.2

A circulac¸˜ao forc¸ada pelas marés . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

97

4.4.3

A sazonalidade da circulac¸˜ao na plataforma e talude continental

104

4.4.4

Variac¸˜ao espac¸o-temporal da circulac¸˜ao na plataforma continen-

tal e seus mecanismos forc¸antes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

5

Conclus ˜oes

147

Bibliografia

157

ii

Agradecimentos

• À Deus, por ter-me concedido a forc¸a necessária para alcanc¸ar mais esta con-

quista.

• À minha av ó, D. Tarcy, pelos preciosos ensinamentos que me possibilitaram ir

mais longe do que eu poderia, a princ´ıpio, supor.

• À minha fam´ılia, em especial aos meus pais, irm˜aos e primas Ingrid e Camille,

pelo apoio constante e compreens˜ao dos meus momentos de ausência, e à ”tia” Danny,

pelo suporte e carinho nos momentos finais deste trabalho.

• Ao meu orientador Dr. Edmo J. D. Campos, por ter aceito a responsabilidade de

sua orientac¸˜ao, sem a qual este trabalho n˜ao seria poss´ıvel. Agradec¸o também

o seu suporte e disponibilidade para esclarecer d úvidas sempre que se fez ne-

cessário.

• Ao meu co-orientador Dr. Mauro Cirano, por sua dedicac¸˜ao, paciência e, acima

de tudo, grande amizade.

• Ao meu amigo Dr. Martinho Marta-Almeida, da Universidade de Aveiro, Por-

tugal. Por sua paciência e disponibilidade para esclarecer as in úmeras d úvidas

relacionadas à modelagem hidrodinâmica.

• Aos professores do IO-USP, Dr. Ilson C. A. da Silveira e Dr. Paulo Polito, por

estarem sempre dispon´ıveis para esclarecer as d úvidas que surgiram durante o

per´ıodo do doutorado.

• Ao Dr. Ivan D. Soares, por seus conselhos e suporte, e por estar sempre dis-

pon´ıvel para esclarecimento de d úvidas.

• Aos meus amigos de Sampa e do IO-USP, em especial à Ana Amelia, Raquel,

Adriana, Fabricio, Rafael Soutelino, Luiz Felipe, Márcio e Carlos Franc¸a. Obri-

gado pelo suporte e agradáveis momentos que compartilhamos.

iii

• Às queridas Ana Paula e Silvana, da secretaria da P ós-graduac¸˜ao. Muito obri-

gado pela paciência e disponibilidade a mim oferecidas sempre que necessário.

• Aos amigos da UFBA, Saulo, Janini, Guilherme, Carlos Teixeira, Rogério, Lav´ınio,

Juliana, Clemente e Carlos Lentini, por todo apoio fornecido sempre que precisei.

• Aos amigos Ana Carla e Petterson, por terem sempre um ”cantinho”para me

receber durante as minhas passagens por Salvador.

• À todos os amigos da Universidade de Aveiro, pelo carinho com que me recebe-

ram nesta Instituic¸˜ao.

• Às amigas Rosa, Ana Margarida, Aline, Tania e Betinha, por terem sido a minha

”fam´ılia Aveirense”.

• Aos membros da minha banca, por terem aceito comp ô-la. Desde já agradec¸o as

sugest ˜oes que ir˜ao contribuir para tornar este trabalho mais consistente.

• À Companhia ElPaso Óleo e Gás do Brasil, por ter disponibilizado os dados usa-

dos para a caracterizac¸˜ao oceanográfica da Plataforma Continental adjacente à

Ba´ıa de Camamu.

• À PETROBRAS, pelo financiamento do ”Programa de levantamento de dados

oceanográficos do BCAM-40”, contrato n. 4600216176, e por terem concedido a

utilizac¸˜ao de todo o conjunto de dados para publicac¸˜ao cient´ıfica.

• À CAPES, pela concess˜ao da bolsa de doutorado nos primeiros dois anos de

realizac¸˜ao deste trabalho.

• À Rede de Modelagem e Observac¸˜ao Oceanográfica - REMO, pela concess˜ao de

uma bolsa de pesquisa durante os últimos anos de realizac¸˜ao deste trabalho.

Agradec¸o também à Rede REMO e a todos os seus integrantes, pelo suporte

técnico, computacional e log´ıstico que tornaram poss´ıvel a etapa de modelagem

hidrodinâmica deste trabalho.

iv

Resumo

A circulac¸˜ao sazonal da Plataforma Continental Leste Brasileira (PCLB) entre 10oS

e 16oS é investigada com base em um inédito conjunto de dados in situ e em modela-

gem hidrodinâmica. Os dados observados possibilitaram a compreens˜ao da dinâmica

da circulac¸˜ao em partes espec´ıficas da regi˜ao de estudo e a sua interac¸˜ao com os di-

versos mecanismos forc¸antes, ilustrando a forte influência da circulac¸˜ao atmosférica

e oceânica de meso/larga escalas, de processos transientes e da topografia local, na

circulac¸˜ao regional, apresentando cenários distintos entre as estac¸ ˜oes do ano. Os re-

sultados da modelagem hidrodinâmica n˜ao s ó complementaram os estudos observaci-

onais, como também permitiram uma maior compreens˜ao da variabilidade sazonal e

espac¸o-temporal da circulac¸˜ao na PCLB, assim como a sua interac¸˜ao com os diversos

mecanismos forc¸antes, para uma regi˜ao mais ampla (10oS-16oS).

A PCLB é fortemente afetada pela sazonalidade de larga escala do regime dos ven-

tos al´ısios e da latitude da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT). Seguindo esta

dinâmica, durante as estac¸ ˜oes de primavera/ver˜ao, as correntes na Plataforma Conti-

nental (PC) ao sul de 12oS ficam sujeitas a ventos preferenciais de E-NE e, no oceano,

a bifurcac¸˜ao da Corrente Sul Equatorial (bSEC) atinge a sua posic¸˜ao mais ao norte

(∼13oS em novembro). Nas regi ˜oes da quebra da PC e do talude continental, as corren-

tes s˜ao também influenciadas pelas Correntes de Contorno Oeste (CCO). No dom´ınio

norte (10oS), a circulac¸˜ao na PC interna é para sul, seguindo o campo de ventos pre-

ferencial, enquanto a circulac¸˜ao na PC média e na quebra da PC é mais influenciada

pelas correntes na regi˜ao do talude continental, que s˜ao claramente dominadas pela

dinâmica da Corrente Norte do Brasil/Sub-Corrente Norte do Brasil (CNB/SCNB).

No dom´ınio central (14oS), embora a circulac¸˜ao seja de certa forma similar à observada

para o dom´ınio norte, a circulac¸˜ao no talude continental apresenta uma maior varia-

bilidade como resposta à presenc¸a dos fluxos contrários da Corrente do Brasil (CB) e

da SCNB. A circulac¸˜ao no dom´ınio sul (16oS) possui uma clara divis˜ao ao longo da

PC/talude continental, apresentando um intenso e organizado fluxo direcionado para

v

sul na PC interna e média, como resposta à forc¸ante remota do vento, e uma circulac¸˜ao

polarizada na direc¸˜ao perpendicular à costa nas regi ˜oes da quebra da PC/talude conti-

nental, sugerindo uma associac¸˜ao com a CCO e com a topografia local do Banco Royal

Charlotte.

Durante as estac¸ ˜oes de outono/inverno, seguindo o regime sazonal dos ventos

al´ısios e da latitude da ZCIT, a PC ao norte de ∼20oS fica sujeita a ventos preferen-

ciais de E-SE e as correntes sofrem uma revers˜ao do fluxo médio, e a bCSE atinge seu

limite sul (∼17oS em julho). A circulac¸˜ao na PC interna e média no dom´ınio norte du-

rante estas estac¸ ˜oes, apresenta um fraco fluxo para norte com uma alta variabilidade.

Enquanto na PC interna esta variabilidade está relacionada à entrada mais frequente

de frentes frias, na PC média está relacionada com a circulac¸˜ao na regi˜ao do talude

continental. A circulac¸˜ao nesta regi˜ao possui uma alta correlac¸˜ao com aquela na regi˜ao

da quebra da PC e ambas apresentam um fluxo médio para norte mais intenso e me-

nos variável, que pode estar relacionado com o fluxo da CNB/SCNB, que ocupa toda

a regi˜ao do talude continental durante estas estac¸ ˜oes do ano. O fluxo médio para norte

no dom´ınio central, apresenta uma fraca intensidade e alta variabilidade nas regi ˜oes da

PC interna e média e na quebra da PC, que pode estar relacionada com o aumento da

frequência de sistemas frontais, ao fato desta regi˜ao ser influenciada pela bifurcac¸˜ao do

fluxo médio em superf´ıcie e, para a regi˜ao da quebra da PC, à variabilidade da SCNB,

que apresenta maiores epis ódios em que ocupa esta regi˜ao. A CNB/SCNB exerce uma

clara influência na circulac¸˜ao da regi˜ao do talude continental. A circulac¸˜ao no dom´ınio

sul é principalmente gerada pelo vento remoto nas regi ˜oes da PC interna e média, en-

quanto nas regi ˜oes da quebra da PC e talude continental apresenta uma significativa

influência da CCO.

Palavras-chave: Circulac¸˜ao na Plataforma Continental, Circulac¸˜ao gerada pelo vento,

Correntes de Contorno Oeste, Corrente Sul Equatorial, Sazonalidade, Modelagem Hi-

drodinâmica.

vi

Abstract

The seasonal circulation of the Eastern Brazilian Shelf (EBS) between 10oS and 16oS

is investigated based on original in situ data sets and hydrodynamic modeling. The ob-

servational data provided an understanding of the circulation dynamics within specific

parts of the the study region and its interaction with the various forcing mechanisms,

illustrating the strong influence of the large/meso scales atmospheric and oceanic cir-

culation, transient processes and local topography on the regional circulation, presen-

ting very distinct scenarios between seasons. The hydrodynamic modeling results not

only complemented the observational studies but also allowed for a broader unders-

tanding of the seasonality and time-space variability of the EBS circulation, as well as

its interaction with the various forcing mechanisms, in a wider region (10oS-16oS).

The EBS is highly affected by large-scale seasonality in the trade wind regime and

the latitude of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ). Following this dynamics,

during the spring/summer seasons, the currents within the continental shelf south of

12oS are influenced by preferential E-NE winds and, in the ocean, the bifurcation of

the South Equatorial Current (bSEC) reaches its northernmost position (∼13oS in No-

vember). At the shelf break and slope region, the currents are also influenced by the

Western Boundary Currents (WBC). At the northern domain (10oS) the inner shelf cir-

culation is to the south following the preferential winds, while the circulation at the

mid shelf and shelf break is more influence by the currents at the slope, which are cle-

arly dominated by the North Brazil Current/North Brazil Undercurrent (NBC/NBUC)

dynamics. At the central region (14oS), although the circulation is somehow similar to

that observed for the northern domain, the slope circulation presents a greater varia-

bility in response to the presence of the opposing Brazil Current (BC) and NBUC flow.

At the southern domain (16oS) the circulation has a clear division along the continental

shelf/slope regions, presenting an intense and organized southward flow at the inner

and mid shelves, as a response to the remote wind forcing, and a polarized cross-shelf

circulation at the shelf break/slope region, suggesting an association with the WBC

vii

and the local topography of the Royal Charlotte Bank.

During the autumn/winter seasons, following the seasonal regime of the trade

winds and the latitude of the ITCZ, the continental shelf north of ∼20oS are influen-

ced by preferential E-SE winds and the currents experience a reversal of the mean

flow, and the bSEC reaches its southernmost position (∼17oS in July). The circulation

during these seasons at the northern domain inner and mid shelves presents a weak

northward flow with a strong variability. While at the inner shelf this variability is re-

lated to the more frequent cold front passages at the mid shelf it is related to the slope

region circulation. The circulation at this region has a high correlation with the circu-

lation at the shelf break and both present a less variable and more intense northward

net flow which could be related to the NBC/NBUC flow, that occupies the entire slope

region during these seasons. The northward net flow at the central domain presents a

weak intensity and high variability at the inner/mid shelves and shelf break regions,

which could be related to the increase in the cold fronts frequency, to the fact that this

region is under the influence of the bifurcation of the surface net flow and, for the shelf

break region, to the NBUC variability which presents more episodes that occupies this

region. At the slope region the NBC/NBUC exerts a clear influence in the circulation.

The circulation at the southern domain is mainly driven by the remote wind forcing at

the inner and mid shelves, while at the shelf break/slope regions presents a significant

WBC influence.

Keywords: Shelf Currents, Wind-driven Circulation, Western Boundary Currents, South

Equatorial Current, Seasonal Variations, Hydrodynamic Modeling.

viii

Artigos cient´ıficos vinculados à Tese

Os resultados apresentados na Sec¸˜ao 3.1 foram publicados na revista Continental

Shelf Research e podem ser acessados pela seguinte referência:

Amorim, F. N., M. Cirano, I. D. Soares, & C. A. D. Lentini, 2011: Coastal and shelf

circulation in the vicinity of Camamu Bay (14oS), Eastern Brazilian Shelf. Cont. Shelf.

Res., 31(108-119). doi:10.1016/j.csr.2010.11.011.

Os resultados apresentados na Sec¸˜ao 3.2 foram submetidos para publicac¸˜ao na re-

vista Continental Shelf Research, sendo que o manuscrito está em processo final de re-

vis˜ao e as sugest ˜oes dos revisores foram devidamente incorporadas nesta sec¸˜ao. A

referência para este artigo é:

Amorim, F. N., M. Cirano, I. D. Soares, E. J. D. Campos & J. F. Middleton, 2011.:

The influence of large-scale circulation, transient and local processes on the seasonal

circulation of the Eastern Brazilian Shelf, 13oS.

ix

Lista de Figuras

2.1

Esquema da variac¸˜ao sazonal da bifurcac¸˜ao da Corrente Sul Equatorial

ao longo da PCLB entre 8oS e 19oS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

2.2

Climatologia das Rosas dos Ventos (1976-2006) para um ponto locali-

zado na PCLB (14oS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

3.1

Mapa de localizac¸˜ao das regi ˜oes de estudo localizadas na PCLB . . . . .

12

3.2

Mapa de localizac¸˜ao dos pontos de monitoramento na PC adjacente à

BCM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

3.3

Série temporal dos dados observados na PC adjacente à BCM . . . . . .

18

3.4

Série temporal sub-inercial das correntes superficiais na conex˜ao plata-

forma/estuário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

3.5

Coerência e fase entre o vento e a corrente superficial na conex˜ao entre

a PC e o canal estuarino durante o ver˜ao . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

3.6

Série temporal sub-inercial do vento e das correntes na PC interna e média 22

3.7

Velocidade geostr ófica absoluta derivada do AVISO . . . . . . . . . . . .

22

3.8

Relac¸˜ao entre a correlac¸˜ao cruzada e a defasagem entre o vento e as cor-

rentes na PC interna e média . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

3.9

Coerência e fase entre o vento e as correntes na PC média . . . . . . . . .

25

3.10 Elipses de maré superficiais para os componentes M2 e S2 de maré semi-

diurna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

3.11 Espectro de energia para as correntes e vento na banda supra-inercial . .

28

3.12 Mapa de localizac¸˜ao da regi˜ao de estudo em torno de 13oS . . . . . . . .

35

3.13 Profundidade da camada de mistura sazonal em torno de 13oS . . . . . .

37

3.14 Padr˜ao de ventos durante os cruzeiros no BCAM-40 . . . . . . . . . . . .

41

x

3.15 Mapas de velocidade geostr ófica e topografia dinâmica absoluta deriva-

dos do AVISO para a regi˜ao do BCAM-40 . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43

3.16 Correntes barotr ópicas derivadas dos dados de ADCP durante os cru-

zeiros no BCAM-40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44

3.17 Correntes perpendiculares à costa derivadas dos dados de ADCP na ra-

dial R2 do BCAM-40 durante a primavera e o ver˜ao . . . . . . . . . . . .

45

3.18 Correntes paralelas à costa derivadas dos dados de ADCP na radial R1

do BCAM-40 durante a primavera e o ver˜ao . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

3.19 Correntes paralelas à costa derivadas dos dados de ADCP nas radiais

R1 e R2 do BCAM-40 durante o outono . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47

3.20 Correntes perpendiculares à costa derivadas dos dados de ADCP na ra-

dial R2 do BCAM-40 durante o outono e o inverno . . . . . . . . . . . . .

48

3.21 Perfis verticais médios de σθ, temperatura e salinidade para a regi˜ao da

plataforma externa e talude continental do BCAM-40 . . . . . . . . . . .

49

3.22 Sec¸ ˜oes verticais de temperatura durante as estac¸ ˜oes primavera, ver˜ao,

outono e inverno para as radiais do BCAM-40 . . . . . . . . . . . . . . .

51

3.23 Sec¸ ˜oes perpendiculares à costa (profundidades < 100 m) de temperatura

e salinidade para as radiais R1, R2 e R3 durante o cruzeiro de primavera

no BCAM-40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

53

3.24 Sec¸ ˜oes perpendiculares à costa (profundidades < 100 m) de temperatura

e salinidade para as radiais R1, R2 e R3 durante o cruzeiro de ver˜ao no

BCAM-40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

55

3.25 Sec¸ ˜oes perpendiculares à costa (profundidades < 100 m) de temperatura

e salinidade para as radiais R1, R2 e R3 durante o cruzeiro de outono no

BCAM-40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

57

3.26 Sec¸ ˜oes perpendiculares à costa (profundidades < 100 m) de temperatura

e salinidade para as radiais R1, R2 e R3 durante o cruzeiro de inverno

no BCAM-40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

59

4.1

Batimetria da regi˜ao de estudo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

71

4.2

Médias mensais (2004-2009) das correntes horizontais superficiais deri-

vadas das análises globais do HYCOM/NCODA . . . . . . . . . . . . . .

76

xi

4.3

Médias mensais (2004-2009) das correntes horizontais em 100 m deriva-

das das análises globais do HYCOM/NCODA . . . . . . . . . . . . . . .

77

4.4

Médias anuais (2004-2009) das correntes horizontais em 300 m e 800 m

derivadas das análises globais do HYCOM/NCODA . . . . . . . . . . .

78

4.5

Média anual (2004-2009) das correntes horizontais em 50 m derivada das

análises globais do HYCOM/NCODA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

79

4.6

Sec¸ ˜oes verticais médias (2004-2009) de velocidade meridional derivadas

das análises globais do HYCOM/NCODA . . . . . . . . . . . . . . . . .

80

4.7

Campos horizontais médios (2004-2009) de TSM derivados das análises

globais do HYCOM/NCODA e das análises da REMO. . . . . . . . . . .

82

4.8

Campos horizontais médios (2004-2009) de SSH derivados das análises

globais do HYCOM/NCODA e do AVISO . . . . . . . . . . . . . . . . . .

83

4.9

Distribuic¸˜ao horizontal das amplitudes e Fases dos principais compo-

nentes de maré semi-diurna M2 e S2 e diurna O1 e K1 fornecidas pelo

modelo global de marés TPXO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

85

4.10 Campos médios mensais (2004-2009) de ventos a 10 m da superf´ıcie do

mar derivados das Reanálises-II do NCEP e do QuickSCAT. . . . . . . .

87

4.11 Dom´ınio da grade do MCR ROMS para as análises dos resultados obti-

dos entre os anos de 2006 a 2009 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

89

4.12 Evoluc¸˜ao da energia cinética do MCR ROMS. . . . . . . . . . . . . . . . .

91

4.13 Transporte integrado nas fronteiras norte, sul e leste do MCR e do MCG

93

4.14 Série temporal de elevac¸˜ao do n´ıvel do mar do GLOSS e do MCR ROMS

para a estac¸˜ao em Salvador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

95

4.15 Campos horizontais médios (2006-2009) de SSH derivados do MCR ROMS

e das análises globais do HYCOM/NCODA ( HYCOM, 2011) . . . . . . .

96

4.16 Distribuic¸˜ao das Amplitudes (cm) e Fases (oG) dos principais compo-

nentes de maré semi-diurna M2 e S2 e diurna O1 e K1 para o MCR ROMS. 100

4.17 Distribuic¸˜ao das Elipses de maré barotr ópicas dos componentes semi-

diurnos M2 e S2 e diurnos O1 e K1 para o MCR ROMS. . . . . . . . . . . . 102

4.18 Médias mensais (2006-2009) das correntes horizontais superficiais deri-

vadas do MCR ROMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

xii

4.19 Séries temporais (2006-2009) das correntes nas PC média e interna deri-

vadas do MCR ROMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

4.20 Médias mensais (2006-2009) das correntes horizontais em 100 m deriva-

das do MCR ROMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

4.21 Médias anuais (2006-2009) das correntes horizontais em 300 m e 800 m

derivadas do MCR ROMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

4.22 Sec¸ ˜oes verticais médias (2006-2009) da velocidade horizontal paralela à

costa ao longo da Radial em 10oS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

4.23 Sec¸ ˜oes verticais médias (2006-2009) da velocidade horizontal paralela à

costa ao longo da Radial em 14oS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

4.24 Sec¸ ˜oes verticais médias (2006-2009) da velocidade horizontal paralela à

costa ao longo da Radial em 16oS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

4.25 Ciclo anual de transporte médio mensal (2006-2009) ao longo das radiais

em 10oS, 14oS e 16oS para as massas de água AT e ACAS. . . . . . . . . . 118

4.26 Sec¸ ˜oes verticais médias (2006-2009) de temperatura para as Radiais em

10oS, 14oS e 16oS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

4.27 Sec¸˜ao vertical média (2006-2009) de temperatura para profundidades in-

feriores a 100 m nas Radiais em 10oS, 14oS e 16oS e para os meses de

janeiro e outubro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

4.28 Médias sazonais (2006-2009) das correntes horizontais superficiais deri-

vadas do MCR ROMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

4.29 Séries temporais (2006-2009) das correntes integradas na coluna de água

para as estac¸ ˜oes localizadas na Radial em 10oS. . . . . . . . . . . . . . . . 126

4.30 Séries temporais sub-inerciais (2006-2009) das correntes paralelas à costa

para as estac¸ ˜oes localizadas na Radial em 10oS. . . . . . . . . . . . . . . . 128

4.31 Correlac¸˜ao cruzada entre o componente paralelo à costa das correntes

sub-inerciais integradas ao longo da coluna d’água para a regi˜ao oceânica

com aquelas na regi˜ao da PC/Talude continental, para a Radial em 10oS. 129

4.32 Correlac¸˜ao cruzada entre o vento paralelo à costa e as correntes na banda

sub-inercial para a Radial em 10oS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

xiii

4.33 Séries temporais (2006-2009) das correntes integradas na coluna de água

para as estac¸ ˜oes localizadas na Radial em 14oS. . . . . . . . . . . . . . . . 134

4.34 Séries temporais sub-inerciais (2006-2009) das correntes paralelas à costa

para as estac¸ ˜oes localizadas na Radial em 14oS. . . . . . . . . . . . . . . . 136

4.35 Correlac¸˜ao cruzada entre o componente paralelo à costa das correntes

sub-inerciais integradas ao longo da coluna d’água para a regi˜ao oceânica

com aquelas na regi˜ao da PC/Talude continental, para a Radial em 14oS. 137

4.36 Correlac¸˜ao cruzada entre o vento paralelo à costa e as correntes na banda

sub-inercial para a Radial em 14oS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

4.37 Séries temporais (2006-2009) das correntes integradas na coluna de água

para as estac¸ ˜oes localizadas na Radial em 16oS. . . . . . . . . . . . . . . . 141

4.38 Correlac¸˜ao cruzada entre o componente paralelo à costa das correntes

sub-inerciais integradas ao longo da coluna d’água para a regi˜ao oceânica

com aquelas na regi˜ao da PC/Talude continental, para a Radial em 16oS. 143

4.39 Séries temporais sub-inerciais (2006-2009) das correntes paralelas à costa

para as estac¸ ˜oes localizadas na Radial em 16oS. . . . . . . . . . . . . . . . 144

4.40 Correlac¸˜ao cruzada entre o vento paralelo à costa e as correntes na banda

sub-inercial para a Radial em 16oS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

xiv

Lista de Tabelas

3.1

Descarga fluvial média na BCM durante as estac¸ ˜oes seca e chuvosa . . .

14

3.2

Per´ıodo de medic¸˜ao de dados na PC adjacente à BCM . . . . . . . . . . .

16

3.3

Estat´ıstica básica dos dados coletados na PC adjacente à BCM . . . . . .

19

3.4

Variabilidade das correntes sub-inerciais paralelas à costa na PC média .

26

3.5

Variabilidade das correntes supra-inerciais paralelas à costa na PC média 30

4.1

Principais parâmetros de configurac¸˜ao do MCR ROMS . . . . . . . . . .

72

4.2

amplitudes e fases disponibilizadas pela FEMAR e pelo MCR ROMS. . .

98

4.3

Localizac¸˜ao das estac¸ ˜oes para análise da variac¸˜ao espac¸o-temporal das

correntes nas Radiais R10, R14 e R16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

4.4

Estat´ıstica básica das correntes integradas na coluna de água na Radial

em 10oS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

4.5

Estat´ıstica básica das correntes integradas na coluna de água na Radial

em 14oS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

4.6

Estat´ıstica básica das correntes integradas na coluna de água na Radial

em 16oS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

xv

Lista de Abreviaç ˜oes

ACAS: Água Central do Atlântico Sul

ADCP: Acoustic Doppler Current Profiler

AIA: Água Intermediária Antártica

AT: Água Tropical

AVHRR: Advanced Very High Resolution Radiometer

AVISO: Archiving, Validation and Interpretation of Sattelites Oceanographic

BAb: Banco de Abrolhos

bCSE: bifurcac¸˜ao da Corrente Sul Equatorial

BCM: Ba´ıa de Camamu

BRC: Banco Royal Charlote

BTS: Ba´ıa de Todos os Santos

CB: Corrente do Brasil

CC: Condic¸˜ao de Contorno

CCI: Corrente de Contorno Intermediária

CCO: Corrente de Contorno Oeste

CNB: Corrente Norte do Brasil

CPTEC: Centro de Previs˜ao de Tempo e Estudos Climáticos

CS: Cânion de Salvador

CSE: Corrente Sul Equatorial

CTD: Conductivity, Temperature and Depth

CVT: Cadeia Vit ória-Trindade

ECMWF: European Centre for Medium-Range Weather Forecasts

EOF: Func¸ ˜oes Emp´ıricas Ortogonais

HYCOM: HYbrid Coordinate Ocean Model

INPE: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

MCG: Modelo de Circulac¸˜ao Global

MCR: Modelo de Circulac¸˜ao Regional

NCEP: National Centers for Environmental Prediction

NCODA: National COnsortium for Data Assimilative modeling

PC: Plataforma Continental

xvi

PCD: Plataforma de Coleta de Dados

PCLB: Plataforma Continental Leste Brasileira

PCM: Profundidade da Camada de Mistura

PSD: Densidade Espectral de Potência

ROMS: Regional Ocean Modeling System

SCNB: Sub-Corrente Norte do Brasil

SSH: Elevac¸˜ao da Superf´ıcie do Mar

TV: Transporte de Volume

ZCIT: Zona de Convergência Intertropical

xvii

Cap´ıtulo 1

Introduç˜ao

“... Deus ao mar o perigo e o abismo deu,

mas nele é que espelhou o céu.”

Fernando Pessoa.

As Plataformas Continentais (PC) distribu´ıdas ao longo do mundo representam

apenas 7,5% da área total dos oceanos ( Eisma, 1998). No entanto, apesar de ocupa-

rem uma pequena parcela dos oceanos, as PCs possuem uma enorme importância

econ ômica e ecol ógica. Além de abrigarem uma considerável parcela das reservas de

óleo e gás oceânicas ( Hall, 2002), é nesta regi˜ao que está concentrada 90% da pesca

mundial ( Sharp, 1998). Em termos ambientais, a proximidade da PC em relac¸˜ao à zona

costeira, torna este sistema bastante vulnerável, principalmente quando consideramos

que 37% da populac¸˜ao mundial vive em regi ˜oes costeiras, distantes de no máximo

100 km da costa ( Cohen et al. , 1997). Dentre as atividades antr ópicas que afetam di-

retamente a PC, podemos citar os descartes de res´ıduos domésticos e industriais e os

impactos relacionados às atividades explorat órias de óleo e gás.

A circulac¸˜ao na PC é um importante fator no controle deste sistema, uma vez que:

i) em termos de produtividade biol ógica, ela influencia nos processos biol ógicos (e.g.

Postma & Zijlstra, 1998; Mann & Lazier, 2006) e ii) no caso de poluentes/efluentes é de-terminante e contribui para a sua dispers˜ao e depurac¸˜ao. Por esta raz˜ao, a PC e sua

interface com os sistemas adjacentes (e.g. ba´ıas, estuários, talude continental), assim

como a dinâmica que controla a interac¸˜ao entre eles, tem sido o t ópico de diversos estu-

1

CAPÍTULO 1. INTRODUC

¸ ˜

AO

2

dos nas últimas décadas (e.g. Lee et al. , 1984; Lentz & Winant, 1986; Garvine, 1991; Wong, 1999; Soares & Moller, 2001). Dependendo de sua localizac¸˜ao, a PC pode estar sobre a

influência do efeito combinado de diversos mecanismos forc¸antes (e.g. ventos, marés,

correntes de densidade, atividades de meso-escala), com escalas de variabilidade tem-

poral que variam de poucas horas (e.g. banda supra-inercial) a vários dias (e.g. banda

sub-inercial). Além disso, de acordo com a topografia e largura da PC, os mecanismos

forc¸antes podem exercer influências distintas na sua dinâmica.

Em um estudo pioneiro, Allen et al. (1983) delinearam as principais caracter´ısticas

de diversas PCs sob a influência de diferentes mecanismos forc¸antes. Por exemplo,

Lee et al. (1984) descreveram a circulac¸˜ao da South Atlantic Bight, que possui uma PC

larga, como tendo três regi ˜oes distintas, de acordo com as forc¸antes envolvidas. Na

PC interna (0-20 m) a circulac¸˜ao é dominada por correntes de densidade, como res-

posta à um fluxo barocl´ınico direcionado para sul, em func¸˜ao da descarga fluvial lo-

cal. Para a PC média (21-40 m) as correntes apresentaram uma forte relac¸˜ao com

o vento local e as oscilac¸ ˜oes do n´ıvel do mar, e observou-se variac¸ ˜oes sazonais na

estratificac¸˜ao. Durante per´ıodos de intensificac¸˜ao da mistura superficial (estac¸ ˜oes de

outono/inverno), observou-se uma grande homogeneidade vertical, enquanto que em

per´ıodos de aumento da descarga fluvial e diminuic¸˜ao da mistura vertical (estac¸ ˜oes

de primavera/ver˜ao) desenvolveu-se uma forte estratificac¸˜ao vertical. Nesta regi˜ao,

as variabilidades de baixa-frequência das correntes mostraram forte dependência do

vento local nos per´ıodos de dois dias a duas semanas, em func¸˜ao da passagem de siste-

mas frontais, apresentando baixa correlac¸˜ao com as correntes na PC externa (45-75 m),

onde as variabilidades de baixa-frequência s˜ao dominadas por meandros e v órtices

relacionados à Corrente do Golfo.

Para a Southern Brazilian Shelf, que é muito similar à South Atlantic Bight em ter-

mos da topografia e dos mecanismos forc¸antes, Soares & Moller (2001) mostram que a

circulac¸˜ao na PC interna é dirigida por correntes de densidade, enquanto que o efeito

combinado do vento e Correntes de Contorno Oeste (CCO) é observado na PC média

e externa. Dottori & Castro (2009), com base em análises de Func¸ ˜oes Emp´ıricas Ortogonais (EOF), mostram que o modo de variabilidade barotr ópico é responsável por mais

de 80% da variabilidade das correntes nas PC interna e média de S˜ao Paulo, e 95%

CAPÍTULO 1. INTRODUC

¸ ˜

AO

3

da variabilidade das correntes na PC externa. No entanto, as correntes na PC externa

apresentaram uma fraca resposta à forc¸ante do vento em relac¸˜ao às outras regi ˜oes da

PC, o que os autores atribu´ıram ao fluxo da Corrente do Brasil (CB) na regi˜ao do talude

continental, que eventualmente ocupa parte da PC externa. O bombeamento de águas

do talude continental em direc¸˜ao à PC de Santos, associado com meandros cicl ônicos

da CB, é um fen ômeno conhecido ( Campos et al. , 2000).

Para a estreita Southern California Shelf, Lentz & Winant (1986) n˜ao encontraram uma resposta clara das correntes à dinâmica de Ekman, o que os autores atribu´ıram à largura da PC e à fraca intensidade do vento local. Além disso, a maior parte da varia-

bilidade das correntes n˜ao esteve associada ao vento. Lentz (1994) aponta que em PC

estreitas a variabilidade das correntes paralelas à costa tende a decrescer em direc¸˜ao

à costa, o que pode ser atribu´ıdo a ac¸˜ao combinada de pelo menos três fatores: o ci-

salhamento da tens˜ao do vento, a diminuic¸˜ao da profundidade, resultando em uma

diminuic¸˜ao da forc¸ante associada ao gradiente de press˜ao paralelo à costa, e ao au-

mento do atrito sobre a PC interna.

A PC mais estreita ao longo da costa brasileira está localizada na Plataforma Con-

tinental Leste Brasileira (PCLB), definida entre as latitudes de 8oS-15oS, de acordo com

suas caracter´ısticas dinâmicas ( Castro & Miranda, 1998), e entre as latitudes de 13oS-

22oS, de acordo com suas caracter´ısticas geográficas e hidrol ógicas ( Knoppers et al. ,

1999). Excluindo o Banco de Abrolhos (BAb) em sua porc¸˜ao mais ao sul, a PCLB

apresenta largura t´ıpica de 15 km, embora em certas partes possua largura de ape-

nas 10 km ( Castro & Miranda, 1998). A sua pequena largura torna a PCLB uma regi˜ao

única, uma vez que esta n˜ao é uma caracter´ıstica comum em margens oeste. No to-

cante à sua dinâmica, a PCLB apresenta condic¸ ˜oes t´ıpicas de margem tropical domi-

nada por CCOs, uma vez que abriga a bifurcac¸˜ao da Corrente Sul Equatorial (bCSE) em

duas CCOs em sua quebra de plataforma/talude continental, quais sejam: a CB, com

fluxo em direc¸˜ao ao p ólo, e a corrente Norte do Brasil/Sub-corrente Norte do Brasil

(CNB/SCNB), com fluxo em direc¸˜ao ao equador. Em uma média anual, a bCSE ocorre

entre 14oS-16oS nos primeiros 100 m de coluna d’água ( Stramma & England, 1999; Ro-

drigues et al. , 2007), o que engloba grande parte da porc¸˜ao central da PCLB. Em func¸˜ao

de sua largura, Castro & Miranda (1998) apoiam firmemente que a circulac¸˜ao na plata-

CAPÍTULO 1. INTRODUC

¸ ˜

AO

4

forma possa vir a ser afetada pelos fen ômenos de meso-escala relacionados ao fluxo

das CCOs.

Adicionalmente, a PCLB abriga importantes ecossistemas, como a Ba´ıa de Todos os

Santos (BTS), a Ba´ıa de Camamu (BCM) e o Banco de Abrolhos (BAb), representando

uma zona de grande importância social, econ ômica e ambiental e um importante ni-

cho para a pesca e turismo local ( Lessa et al. , 2001; Le˜ao, 2002; Amorim, 2005; Hatje et al. , 2008). No entanto, seu padr˜ao de circulac¸˜ao regional e sua poss´ıvel conectividade com

os diversos sub-sistemas, n˜ao s˜ao ainda completamente entendidos. Com o intuito de

preencher esta lacuna, alguns esforc¸os foram empreendidos visando conhecer sua hi-

drodinâmica e os processos f´ısicos associados (e.g. Amorim, 2005; Teixeira, 2006; Cirano

& Lessa, 2007; Lima, 2008). No entanto, estes estudos foram conduzidos em regi ˜oes espec´ıficas e em diferentes estac¸ ˜oes do ano, n˜ao sendo suficientes para descrever suas

principais caracter´ısticas sob o ponto de vista sazonal e intra-sazonal.

De acordo com Lima (2008), a passagem de sistemas frontais é capaz de causar uma

revers˜ao completa do fluxo médio ao longo da PCLB e, em func¸˜ao de sua proximi-

dade com os sistemas estuarinos, as regi ˜oes das plataformas interna e média sofrem

influência das correntes de maré ( Amorim, 2005). Em func¸˜ao de sua pequena largura, é

esperado que a circulac¸˜ao na PCLB sofra influência da circulac¸˜ao de larga-escala, uma

vez que a bCSE nos primeiros 400 m de coluna d’água, varia sazonalmente ao longo

de sua extens˜ao (entre 13oS e 17oS) ( Rodrigues et al. , 2007). Em um estudo recente, base-

ado em dados sin óticos coletados durante as estac¸ ˜oes de outono e ver˜ao, Soutelino et al.

(2011) reforc¸am a idéia de que a regi˜ao da quebra de talude é fortemente dominada pe-

las atividades de meso-escala relacionadas às CCOs, podendo vir a afetar a circulac¸˜ao

da PCLB como um todo ao longo do ano.

Com base nas evidências e idéias expostas acima, ou seja, de que a PCLB é uma

regi˜ao particular dominada por forc¸antes em diversas escalas e ainda n˜ao totalmente

entendida, este estudo pretende descrever a circulac¸˜ao sazonal da PCLB na regi˜ao entre

10oS e 16oS, englobando o dom´ınio onde ocorre a bifurcac¸˜ao da CSE. Para atingirmos

este objetivo este trabalho encontra-se organizado da seguinte forma: o Cap´ıtulo 2

descreve as principais caracter´ısticas da regi˜ao de estudo, no Cap´ıtulo 3 descreve-se

as principais forc¸antes envolvidas na gerac¸˜ao da circulac¸˜ao da regi˜ao de estudo com

CAPÍTULO 1. INTRODUC

¸ ˜

AO

5

base em um original conjunto de dados coletados in situ. O modelo numérico adotado

neste estudo e seus resultados s˜ao descritos no Cap´ıtulo 4, ao qual segue-se o Cap´ıtulo

5, onde os principais resultados s˜ao discutidos de maneira integrada.

1.1

Objetivos

O principal objetivo deste trabalho é descrever a dinâmica Sazonal da PCLB, com

foco na regi˜ao entre 10oS e 16oS, com base em dados coletados in situ e modelagem numérica. Para atingirmos este prop ósito, os seguintes objetivos espec´ıficos devem ser

atingidos:

• Determinar, com base nos dados observados existentes, os mecanismos forc¸antes

que governam a circulac¸˜ao da PCLB e de sua conex˜ao com os sistemas adjacentes;

• Descrever, com base nos resultados da modelagem numérica, a variac¸˜ao sazonal

da circulac¸˜ao na PCLB;

• Investigar, com base nos resultados da modelagem numérica, a contribuic¸˜ao de

cada forc¸ante envolvida na gerac¸˜ao da circulac¸˜ao da regi˜ao de estudo, possibili-

tando uma maior compreens˜ao espac¸o-temporal da f´ısica envolvida.

Cap´ıtulo 2

Caracterizaç˜ao da regi˜ao de estudo

A regi˜ao de estudo está localizada na porc¸˜ao centro-sul do litoral NE brasileiro,

entre as latitudes de 8oS e 19oS (Figura 2.1), abrangendo grande parte da PCLB. Com

excec¸˜ao do Banco de Abrolhos, localizado em sua porc¸˜ao sul, a PCLB é a PC mais es-

treita ao longo da margem brasileira (17 km em média), atingindo uma largura m´ınima

de ∼10 km na regi˜ao de estudo, com quebra da plataforma entre as is óbatas de 60 m-

70 m. No contexto mundial, esta caracter´ıstica torna a PCLB uma regi˜ao peculiar, uma

vez que PC curtas n˜ao s˜ao caracter´ısticas comuns em margens continentais passivas.

Ao longo de sua extens˜ao, a PCLB abriga importantes ecossistemas e uma grande

diversidade de fauna coral´ınea na regi˜ao das plataformas média e externa ( Olavo et al. ,

2011). A BTS, localizada no seu dom´ınio norte, é afetada pela press˜ao de intensa ati-

vidade industrial, comercial e pesqueira ( Lessa et al. , 2001). Na sua porc¸˜ao central,

a BCM é considerada um ecossistema ainda intocado e um importante nicho para a

pesca e turismo local. No entanto, nos últimos anos a PC adjacente à BCM tem sido

alvo das atividades da ind ústria de óleo e gás ( Amorim, 2005; Hatje et al. , 2008), o que pode p ôr em risco o seu sistema como um todo. O BAb, localizado em sua porc¸˜ao mais

meridional, abriga o mais extenso (∼6000 km2) complexo recifal do Atlântico Sul ( Le˜ao,

2002).

As caracter´ıstica oceanográficas da PCLB s˜ao altamente influenciadas pela CSE, que

é parte do Giro Subtropical do Atlântico Sul. Quando o ramo mais ao sul da CSE atinge

a costa brasileira, esta bifurca-se em duas importantes CCOs, a CNB/SCNB, com fluxo

em direc¸˜ao ao equador, e a CB, com fluxo direcionado para sul (Figura 2.1).

6

CAPÍTULO 2. CARACTERIZAC

¸ ˜

AO DA REGI ˜

AO DE ESTUDO

7

Pr óximo à sua origem, a CB é considerada uma corrente fraca e rasa, caracterizada

pelo fluxo de Água Tropical (AT, T >20oC e S > 36) ( Emilsson, 1961). Ao atingir lati-

tudes subtropicais, a CB torna-se mais profunda e gradualmente incorpora o fluxo da

Água Central do Atlântico Sul (ACAS, 6oC < T <20oC e 34,6 < S < 36) ( Miranda, 1985).

O fluxo da ACAS em direc¸˜ao ao sul é observado em latitudes ao sul de 20oS ( Reid,

1989). Por outro lado, a CNB é caracterizada como uma intensa CCO e o padr˜ao de

circulac¸˜ao superficial dominante na porc¸˜ao oeste do Oceano Atlântico tropical ( Silveira

et al. , 1994).

Baia

de Todos os Santos

CNB/SCNB

Baia de

−8

Camamu

CSE

CB

−200

−400

CSE

−13

−600

Novembro

Banco de

Abrolhos

−17

Julho

−19

Figura 2.1: Esquema da variaç˜ao sazonal da bifurcaç˜ao da Corrente Sul Equatorial ao longo

da PCLB entre 8oS e 19oS, em relaç˜ao a sua posiç˜ao mais ao sul (17oS em julho, linha cinza) e mais ao norte (13oS em novembro, linha preta), de acordo com Rodrigues et al. (2007).

CAPÍTULO 2. CARACTERIZAC

¸ ˜

AO DA REGI ˜

AO DE ESTUDO

8

Os maiores esforc¸os empreendidos para o entendimento da circulac¸˜ao de larga-

escala adjacente à PCLB foram aqueles conduzidos por Stramma et al. (1990); Rodri-

gues et al. (2007); Rezende et al. (2011) e Soutelino et al. (2011). Stramma et al. (1990), com base em um conjunto hist órico de dados oceanográficos, e Rodrigues et al. (2007),

com base em resultados de modelagem numérica, posicionam a bCSE, em uma média

anual e para os primeiros 100 m de coluna d’água, entre 14oS-16oS. No entanto, de

acordo com Rodrigues et al. (2007), em um ciclo anual a bCSE sofre uma expressiva

excurs˜ao latitudinal, como resposta à variabilidade anual da amplitude do rotacio-

nal da tens˜ao do vento, em func¸˜ao do deslocamento anual da Zona de Convergência

Inter-Tropical (ZCIT). De acordo com os autores, durante os meses de primavera/ver˜ao

(outono/inverno) um rotacional positivo (negativo) do vento produz uma circulac¸˜ao

anti-cicl ônica (cicl ônica) an ômala que move a bCSE para norte (sul). A excurs˜ao la-

titudinal da bCSE é mais intensa nos primeiros 400 m, atingindo a sua posic¸˜ao mais

ao sul (∼17oS) durante o mês de julho e sua posic¸˜ao mais ao norte (∼13oS) no mês de

novembro (Figura 2.1).

De acordo com Rezende et al. (2011) a PCLB pode ser dividida em três dom´ınios

em func¸˜ao da dinâmica associada à bCSE. Para a camada superficial (0-100 m) e para

o dom´ınio norte (8oS-13oS), a dinâmica da SCNB domina; para o dom´ınio sul (16oS-

20oS) a CB aparece como o fluxo dominante, enquanto a regi˜ao entre 13oS-16oS apre-

senta uma transic¸˜ao sazonal entre o dom´ınio do fluxo da SCNB (abril a setembro) e

da CB (outubro a marc¸o). Em um estudo recente, Soutelino et al. (2011) mostram que a

circulac¸˜ao pr óximo à superf´ıcie (50 m) na regi˜ao da quebra de plataforma/talude con-

tinental da bCSE, é associada com estruturas vorticais. Estes autores argumentam que

entre as latitudes de 15oS e 20oS, a CB pode ser interpretada como um fluxo composto

pela borda oeste de três robustos anti-ciclones. Ao norte desta latitude, uma estrutura

cicl ônica pode estar associada com o in´ıcio da CNB.

index-29_1.png

CAPÍTULO 2. CARACTERIZAC

¸ ˜

AO DA REGI ˜

AO DE ESTUDO

9

A sazonalidade de larga escala do regime dos ventos al´ısios, também representa

um importante mecanismo forc¸ante da hidrodinâmica local. Seguindo esta dinâmica,

durante os meses de primavera/ver˜ao, a regi˜ao ao sul de 12oS fica sujeita a ventos

preferencais de E-NE e, durante os meses de outono/inverno, a regi˜ao ao norte de 20oS

fica sujeita a ventos preferenciais de E-SE ( Dominguez, 2006), apresentando cenários

distintos entre as estac¸ ˜oes do ano, com uma completa revers˜ao do fluxo médio ( Lima,

2008). O padr˜ao sazonal do campo de ventos pode ser observado nas rosas de vento

climatol ógicas para um ponto localizado na PCLB (14oS) (Figura 2.2).

NORTE

NORTE

40%

40%

20%

20%

OESTE

LESTE

OESTE

LESTE

(a)

SUL

(b)

SUL

NORTE

NORTE

40%

40%

20%

20%

OESTE

LESTE

OESTE

LESTE

(c)

SUL

(d)

SUL

Figura 2.2: Climatologia das Rosas dos Ventos (1976-2006) para um ponto localizado na PCLB

(14oS) de acordo com as Reanálises do NCEP (2011). As rosas dos ventos representam as

estaç ˜oes de (a) primavera, (b) ver˜ao, (c) outono e (d) inverno. A intensidade dos ventos é

m s−1.

CAPÍTULO 2. CARACTERIZAC

¸ ˜

AO DA REGI ˜

AO DE ESTUDO

10

A circulac¸˜ao local também é fortemente afetada pela passagem de sistemas frontais,

mais comuns no inverno, que s˜ao capazes de reverter a circulac¸˜ao na PC ao longo de

toda a coluna d’água ( Lima, 2008).

Em func¸˜ao da proximidade de sistemas estuarinos (BCM e BTS), a circulac¸˜ao na PC

também possui uma forte influência das correntes de maré, que agem principalmente

no componente perpendicular à costa das correntes ( Amorim, 2005). No entanto, apesar

da proximidade destes sistemas, a atuac¸˜ao de correntes de densidade na regi˜ao de

estudo n˜ao é expressiva, em func¸˜ao do pequeno aporte de descargas fluviais ( Amorim,

2005).

Apesar de sua complexidade e importância hidrodinâmica, a circulac¸˜ao na PC da

regi˜ao de estudo e a sua interac¸˜ao com dinâmica das CCOs, que fluem na regi˜ao do

talude, n˜ao s˜ao ainda conhecidas em detalhes. Com o intuito de suprir esta carência,

e como descrito na Sec¸˜ao 1.1, a finalidade deste trabalho é trac¸ar uma primeira vis˜ao a

respeito da sazonalidade da circulac¸˜ao na PC da regi˜ao de estudo, e como esta é influ-

enciada pelas diferentes forc¸antes envolvidas (e.g. a dinâmica da circulac¸˜ao oceânica e

atmosférica de meso e larga escalas, as marés).

Cap´ıtulo 3

Circulaç˜ao sazonal da Plataforma

Continental da costa central da Bahia

com base em dados in situ

Este cap´ıtulo tem como objetivo a investigac¸˜ao da sazonalidade da circulac¸˜ao e dos

seus mecanismos forc¸antes, em duas regi ˜oes distintas da PCLB. Isto é realizado com

base em dados coletados in situ, obtidos através de técnicas de amostragem distintas,

envolvendo fundeio de corrent ógrafos e sec¸ ˜oes normais à costa, para monitoramento

do campo de velocidade e das propriedades termohalinas. Em func¸˜ao das limitac¸ ˜oes

espac¸o-temporais inerentes à coleta de dados, os principais processos diagnosticados

neste cap´ıtulo ser˜ao investigados em maiores detalhes, e para uma regi˜ao mais abran-

gente, através da modelagem numérica regional, que será apresentada no Cap´ıtulo 4.

As regi ˜oes escolhidas para as coletas de dados foram a PC adjacente à BCM (14oS),

a qual será apresentada na Sec¸˜ao 3.1, e a PC adjacente ao Cânion de Salvador (13oS),

localizado entre a BCM e BTS, apresentada na Sec¸˜ao 3.2. Na Sec¸˜ao 3.1 ser˜ao inves-

tigadas as principais forc¸antes que atuam na gerac¸˜ao da circulac¸˜ao e a contribuic¸˜ao

de cada uma delas. Na Sec¸˜ao 3.2 será investigado como a circulac¸˜ao é afetada pelo

campo atmosférico, pela circulac¸˜ao de meso-escala e, localmente, pela presenc¸a de

uma mudanc¸a abrupta da topografia. A Figura 3.1 apresenta as duas regi ˜oes de es-

tudo supra-citadas.

11

CAPÍTULO 3. CIRCULAC

¸ ˜

AO SAZONAL DA PLATAFORMA CONTINENTAL DA COSTA

CENTRAL DA BAHIA COM BASE EM DADOS IN SITU

12

12oS

N

30’

BTS

W

E

13oS

Salvador

S

1

30’

BCM

2

14oS

30’