ESTUDO DAS MASSAS D’ÁGUA E DA CIRCULAÇÃO GEOSTRÓFICA NA REGIÃO SUDESTE DA BACIA DO BRASIL Luiz Cláudio Cosendey Silva 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°. Wilton Zumpichiatti Arruda, Ph.D. RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL SETEMBRO DE 2006 SILVA, LUIZ CLÁUDIO COSENDEY Estudo das Massas D’água e da Circulação Geostrófica na região Sudeste da Bacia do Brasil [Rio de Janeiro] 2006 XII, 115 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M.Sc., Engenharia Oceânica, 2006) Dissertação - Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE 1. Bacia do Brasil 2. Massas D’água 3. Geostrofismo 4. Circulação Termohalina 5. Variação Térmica e Salina I. COPPE/UFRJ II. Título (série) ii AGRADECIMENTOS Agradeço ao meu orientador Afonso de Moraes Paiva por todos os ensinamentos transmitidos durante o período do curso de mestrado sejam relativos ao conteúdo do trabalho, como aos ensinamentos a serem utilizados em muitos outros momentos da vida. Aos meus pais e minha família por toda força e carinho durante toda a minha vida e principalmente nos momentos mais difíceis. Ao WHOI, na pessoa do cientista James R. Ledwell, por ceder os dados utilizados neste trabalho de mestrado. Ao amigo João Marcos pela fundamental ajuda no desenvolvimento da metodologia de tratamento de dados e por toda a ajuda nos momentos mais complicados. Aos amigos Cláudia, Mariela, Pedro, Fernanda, Bruno, Rogério, Leandro, Vladimir e Guerra pela ajuda e que acompanharam, uns mais e outros menos, todo o meu caminho até a defesa da dissertação. A Marise e a Glace por terem sido muito importante durante todo o curso, me lembrando das coisas e me ajudando em alguns problemas complicados que nenhuma matemática resolve. Aos amigos da HabTec que souberam compreender esta fase da minha vida e que me ajudaram de diversas maneiras, possibilitando a conclusão deste trabalho. A todos os outros amigos que não foram citados nominalmente, mas que me acompanharam e apoiaram esta trajetória difícil. A minha namorada e amiga Fernanda pela ajuda, apoio, compreensão e paciência durante esta etapa da minha vida. Obrigado por tudo. E a Deus por estar em todos os lugares nos protegendo, e por ter me dado tantos amigos. Obrigado a todos! iii Resumo da Dissertação apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.) ESTUDO DAS MASSAS D’ÁGUA E DA CIRCULAÇÃO GEOSTRÓFICA NA REGIÃO SUDESTE DA BACIA DO BRASIL Luiz Cláudio Cosendey Silva Setembro /2006 Orientador: Afonso de Moraes Paiva Programa: Engenharia Oceânica A partir da análise de dados de temperatura e salinidade coletados nos anos de 1997, 1998 e 2000 no projeto de pesquisa “Brazil Basin Tracer Release Experiment (BBTRE)” do “Woods Hole Oceanographic Institution” foi estudada a oceanografia da parte sudeste da Bacia do Brasil. Os objetivos deste trabalho são definir e caracterizar as massas d’água presentes na área de estudo, inferir a circulação geostrófica na região e verificar a ocorrência de variações interanuais na estrutura termohalina da Bacia do Brasil. Foram identificadas seis massas d’água na área de estudo sendo que a Água Tropical (AT), Água Central do Atlântico Sul (ACAS), Água Intermediária Antártica (AIA), Água Circumpolar Superior (ACP) fluindo para oeste junto com o Giro Subtropical do Atlântico Sul e a Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) e Água Antártica de Fundo (AAF) fluindo preferencialmente para leste. Os resultados identificaram uma variação térmica e salina dentro do intervalo de tempo da coleta de dados, sendo que a maior variação é encontrada dentro da camada de mistura diminuindo com o aumento de profundidade. Na ACAS a variação chegou a ±1,5ºC para a temperatura e a 0,25 para a salinidade. Nas massas d’agua intermediárias e profundas, a variação apresentou valores extremos similares, sendo de aproximadamente ±0,1ºC para temperatura e de aproximadamente ±0,01 para salinidade. iv Abstract of Dissertation presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.) STUDY OF WATER MASSES AND GEOSTROPHIC CIRCULATION OF SOUTHEAST BRAZIL BASIN Luiz Cláudio Cosendey Silva September /2006 Advisor: Afonso de Moraes Paiva Department: Ocean Engineering The oceanography of the southeastern Brazil Basin was studied based on salinity and temperature data collected during the years of 1997, 1998 and 2000 as part of the research project Brazil Basin Tracer Release Experiment (BBTRE) from Woods Hole Oceanographic Institution. The objectives of this work are to define and characterize the water masses presented at the studied area, to figure out the geostrophic circulation of the region as well as to verify inter-annual variations of Brazil Basin termohaline structure. Six water masses were identified at the studied area. The Tropical Water, South Atlantic Central Water, Antartic Intermediate Water and Upper Circumpolar Water flows westward along with South Atlantic Subtropical Gyre while the North Atlantic Deep Water and the Antartic Bottom Water flows predominantly to east. Thermal and saline variability were observed within the results over the period studied, where the major variability occurred at the mixed layer, decreasing as depth increases. At the South Atlantic Central Water the variability reached ±1.5ºC to temperature and 0.25 to salinity. At intermediate and deeper water masses extreme variability values were similar, being approximately ±0.1ºC for temperature and ±0.01 for salinity. v INDICE 1. INTRODUÇÃO...................................................................................................... 1 2. REVISÃO.............................................................................................................. 5 3. 4. 2.1. CIRCULAÇÃO SUPERFICIAL NO ATLÂNTICO SUL.............................. 5 2.2. MASSAS D’ÁGUA DO ATLÂNTICO SUL ................................................ 7 METODOLOGIA................................................................................................. 16 3.1. ÁREA DE ESTUDO ................................................................................. 16 3.2. AQUISIÇÃO DOS DADOS ...................................................................... 18 3.3. ANÁLISE DOS DADOS........................................................................... 22 3.3.1. Densidade .................................................................................22 3.3.2. Massas d’água..........................................................................23 3.3.3. Velocidade geostrófica ............................................................24 3.3.4. Transporte de volume..............................................................25 3.3.5. Variação interanual de temperatura e salinidade..................25 RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................... 26 4.1 MASSAS D’ÁGUA................................................................................... 26 4.1.1 Água Tropical (AT) ...................................................................29 4.1.2 Água Central do Atlântico Sul (ACAS) ...................................32 4.1.3 Água Intermediária Antártica (AIA).........................................36 4.1.4 Água Circumpolar Superior (ACP) .........................................42 4.1.5 Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) ............................45 4.1.6 Água Antártica de Fundo (AAF) ..............................................52 4.2 ESCOAMENTO GEOSTRÓFICO............................................................ 56 4.3 VARIAÇÃO INTERANUAL...................................................................... 75 4.3.1 Seção 1......................................................................................78 4.3.2 Seção 2......................................................................................83 4.3.3 Seção 3......................................................................................86 4.3.4 Discussão sobre os resultados de variação térmica e salina nas seções 1, 2 e 3......................................................................90 5 CONCLUSÕES................................................................................................... 97 6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................ 102 vi LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 – Distribuição geográfica das estações profundas de CTD no oceano Atlântico Sul provenientes do projeto WOCE e de bancos de dados históricos. A área de estudo deste trabalho está representada pelo retângulo vermelho. Fonte: Modificado de MORRIS et al. (2001)...............................................................................3 Figura 2.1 – Giro subtropical do Atlântico Sul. A área de estudo deste trabalho está representada pelo retângulo vermelho. Modificado de PETERSON & STRAMMA, 1991. ..................................................................................................................................6 Figura 2.2 – Distribuição de Temperatura e Salinidade no Oceano Atlântico. Fonte: WOCE............................................................................................................................. 8 Figura 2.3 – Diagrama T-S mostrando a estrutura vertical das massas d’água do oceano Atlântico. Fonte: DUXBURY et al., 2000............................................................ 9 Figura 2.4 – Esquema de circulação profunda no oceano Atlântico Sul. As linhas continuas representam a circulação da APAN e as linhas tracejadas representam a circulação da AAF. A área de es.Fonte: STRAMMA & ENGLAND,1999 ..................... 15 Figura 3.1 – Topografia do Atlântico Sul representada pelas isóbatas de 1000, 3000 e 5000 m. Modificado de PETERSON & STRAMMA, 1991..................................16 Figura 3.2 – Mapa da Bacia do Brasil, mostrando o relevo submarino e as comunicações abissais. O retângulo vermelho delimita a área de estudo. Fonte: Adaptado de MORRIS et al., 2001. ...............................................................................17 Figura 3.3 – Localização das estações oceanográficas de coleta de dados de temperatura e condutividade durante os cruzeiros oceanográficos do projeto BBTRE durante os anos de 1997, 1998 e 2000. ...........................................................19 Figura 3.4 – Foto do equipamento CTD – Rosette utilizado para coleta de dados. ......20 Figura 3.5 – Foto do salinômetro Guildline Autosal, utilizado para verificar a calibração do sensor de salinidade acoplado ao CTD. .................................................22 Figura 4.1 – Diagrama TS espalhado com as 230 estações de CTD utilizadas nas análises, coletadas nos anos de 1997 (azul), 1998 (verde) e 2000 (vermelho). ...........27 Figura 4.2 – Posicionamento das massas d’água, definido por isopicnais, plotadas sobre mapas de salinidade (superior) e temperatura (ºC) para a área de estudo ao longo da latitude de 22ºS...............................................................................................28 Figura 4.3 – Mapas representativos da espessura (m) da AT nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C) pela área de estudo. Os mapas estão na mesma escala vii de longitudes (eixos horizontais) e latitudes (eixos verticais), e a barra de cores é a mesma para os três mapas. ..........................................................................................30 Figura 4.4 – Mapas de distribuição de T (superior) e S (inferior) para a AT no nível de 90 metros. ......................................................................................................................31 Figura 4.5 – Posicionamento em profundidade (m) do limite entre ACAS e AIA pela área de estudo para o ano de 2000...............................................................................33 Figura 4.6 – Mapas representativos da espessura (m) da ACAS nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C) pela área de estudo. Os mapas estão na mesma escala de longitudes (eixos horizontais) e latitudes (eixos verticais), e a barra de cores é a mesma para os três mapas. ..........................................................................................34 Figura 4.7 – Mapas de distribuição de T (superior) e S (inferior) para a ACAS no nível de 390 metros. ......................................................................................................35 Figura 4.8 – Posicionamento em profundidade (m) do limite entre AIA e ACP pela área de estudo para o ano de 2000...............................................................................36 Figura 4.9 – Mapas representativos da espessura (m) da AIA nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C) pela área de estudo. Os mapas estão na mesma escala de longitudes (eixos horizontais) e latitudes (eixos verticais), e a barra de cores é a mesma para os três mapas. ..........................................................................................38 Figura 4.10 – Mapas representativos das características do núcleo de salinidade mínima da AIA. Valores de salinidade mínima (A), profundidade (m) do núcleo de salinidade mínima (B) e densidade do núcleo de salinidade mínima (C)......................40 Figura 4.11 – Mapas de distribuição de T (superior) e S (inferior) para a AIA no nível de 790 metros. ......................................................................................................41 Figura 4.12 – Posicionamento em profundidade (m) do limite entre ACP e APAN pela área de estudo para o ano de 2000.......................................................................43 Figura 4.13 – Mapas representativos da espessura (m) da ACP nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C) pela área de estudo. Os mapas estão na mesma escala de longitudes (eixos horizontais) e latitudes (eixos verticais), e a barra de cores é a mesma para os três mapas. ..........................................................................................44 Figura 4.14 – Mapas de distribuição de T (superior) e S (inferior) para a ACP no nível de 1130 metros. ....................................................................................................45 Figura 4.15 – Posicionamento em profundidade (m) do limite entre APAN e AAF pela área de estudo para o ano de 2000.......................................................................46 Figura 4.16 – Mapas representativos da espessura da APAN nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C) pela área de estudo. Os mapas estão na mesma escala de viii longitudes (eixos horizontais) e latitudes (eixos verticais), e a barra de cores é a mesma para os três mapas. ..........................................................................................48 Figura 4.17 – Mapas representativos das características do núcleo de salinidade máxima da APAN. Valores de salinidade máxima (A), profundidade do núcleo de salinidade máxima (B) e densidade do núcleo de salinidade máxima (C). ...................50 Figura 4.18 – Mapas de distribuição de T (superior) e S (inferior) para a APAN nos níveis de 2250 (esquerda) e 3550 (direita) metros........................................................51 Figura 4.19 – Mapa batimétrico da parte sudeste da Bacia do Brasil. Fonte: Etopo5 (http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/etopo5.html) ......................................................52 Figura 4.20 – Mapas representativos da espessura (m) da AAF nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C) pela área de estudo. Os mapas estão na mesma escala de longitudes (eixos horizontais) e latitudes (eixos verticais), e a barra de cores é a mesma para os três mapas. ..........................................................................................54 Figura 4.21 – Mapas de distribuição de T e S para a AAF no nível de 5000 metros. ...55 Figura 4.22 – Seção meridional de velocidades zonais, ao longo de 22ºW, englobando profundidades acima do nível de referência. Valores negativos (azul) indicam velocidades para oeste e valores positivos (vermelho) indicam velocidades para leste. ......................................................................................................................58 Figura 4.23 – Variação do posicionamento dos dois fluxos para oeste pela área de estudo. Cada gráfico representa o transporte zonal pontual (Sv) na ACAS em perfis distanciados de dois graus de longitude, localizados entre 16º e 26ºW........................59 Figura 4.24 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 90 metros sendo representativo do centro da Água Tropical (AT). ..........................61 Figura 4.25 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 390 metros sendo representativo do centro da ACAS. ............................................61 Figura 4.26 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 790 metros sendo representativo do centro da AIA. ................................................62 Figura 4.27 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 1130 metros sendo representativo do centro da ACP..............................................62 Figura 4.28 – Seção vertical de velocidades zonais, ao longo de 22ºW, englobando profundidades abaixo do nível de referência. Valores negativos (azul) indicam velocidades para oeste e valores positivos (vermelho) indicam velocidades para leste. ..............................................................................................................................64 Figura 4.29 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 2250 metros sendo representativo do núcleo de salinidade máxima da APAN. ......65 ix Figura 4.30 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 4500 metros sendo representativo do centro da AAF. .............................................65 Figura 4.31 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 2250 metros, plotado sobre o campo de salinidade máxima da APAN para a mesma profundidade. ....................................................................................................66 Figura 4.32 – Campo horizontal de velocidades geostróficas (vetores), calculado para o nível de 4500 metros, sobre o mapa batimétrico (contornos) da área de estudo. ...........................................................................................................................67 Figura 4.33 – Seções de velocidade geostrófica zonal (acima) e meridional, localizadas em 25,8ºW e 23,8ºS respectivamente. A área demarcada em vermelho indica a localização em latitude e longitude da feição em forma de vórtice observada. Os valores positivos (vermelho) indicam velocidades para leste e norte, e os valores negativos (azul) indicam velocidades para oeste e sul. ............................69 Figura 4.34 – Transporte zonal integrado ao longo (~ 21ºS a 28ºS) de uma seção meridional em 22ºW. .....................................................................................................71 Figura 4.35 – Transporte meridional integrado ao longo (~ 12ºW a 28ºW) de uma seção meridional em 22ºS.............................................................................................72 Figura 4.36 – Comparativo dos transportes zonais e meridionais obtidos para cada uma das massas d’água estudadas. A seção meridional está localizada em 22ºS e a zonal em 22ºW. ..........................................................................................................74 Figura 4.37 – Localização das seções utilizadas para a análise da variação interanual de temperatura e salinidade. Os círculos em amarelo identificam os pares de estações utilizados para validar a interpolação dos dados. ...........................76 Figura 4.38 – Perfis pontuais de diferença de T (esquerda) e S (direita) para cada uma das seções analisadas. O perfil pontual relativo a seção 1 analisa estações localizadas próximas a 18ºW, a seção 2 próximas a 15ºW e para a seção 3 próximas a 22ºS. ...........................................................................................................77 Figura 4.39 – Perfil de variação da temperatura entre 1997 e 2000 para a seção 1. A parte superior da figura mostra a variação de 0 a 1000 metros de profundidade e a parte inferior da figura mostra a variação entre 1000 e o fundo.................................80 Figura 4.40 – Perfil de variação da salinidade entre 1997 e 2000 para a seção 1. A parte superior da figura mostra a variação de 0 a 1000 metros de profundidade e a parte inferior da figura mostra a variação entre 1000 e o fundo....................................82 x Figura 4.41 – Perfil de variação da temperatura entre 1997 e 2000 para a seção 2. A parte superior da figura mostra a variação de 0 a 1000 metros de profundidade e a parte inferior da figura mostra a variação entre 1000 e o fundo.................................84 Figura 4.42 – Perfil de variação da salinidade entre 1997 e 2000 para a seção 2. A parte superior da figura mostra a variação de 0 a 1000 metros de profundidade e a parte inferior da figura mostra a variação entre 1000 e o fundo....................................86 Figura 4.43 – Perfil de variação da temperatura entre 1998 e 2000 para a seção 3. A parte superior da figura mostra a variação de 0 a 1000 metros de profundidade e a parte inferior da figura mostra a variação entre 1000 e o fundo.................................88 Figura 4.44 – Perfil de variação da salinidade entre 1998 e 2000 para a seção 3. A parte superior da figura mostra a variação de 0 a 1000 metros de profundidade e a parte inferior da figura mostra a variação entre 1000 e o fundo....................................90 Figura 4.45 – Mapas de anomalia de TSM para a área de estudo, mostrando a variação em torno de uma média climatológica para o mês de abril nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C). As linhas pretas marcam o posicionamento das três seções analisadas neste trabalho. A linha tracejada representa a seção 1, a linha pontilhada representa a seção 2 e a linha contínua representa a seção 3. Fonte: Modificado de NCEP. ....................................................................................................92 Figura 4.46 – Mapas de anomalia de TSM para a área de estudo, mostrando a variação em torno de uma média climatológica para o mês de setembro nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C). As linhas pretas marcam o posicionamento das três seções analisadas neste trabalho. A linha tracejada representa a seção 1, a linha pontilhada representa a seção 2 e a linha contínua representa a seção 3. Fonte: modificado de NCEP. .........................................................................................94 xi LISTA DE TABELAS Tabela 3.1 – Informações sobre os cruzeiros oceanográficos para coleta de dados....18 Tabela 3.2 – Valores de densidade utilizados para a definição dos limites das massas d’água na área de estudo.................................................................................23 Tabela 4.1 – Resultados obtidos através da análise das 230 estações de CTD mostrando o posicionamento da AT, sua espessura e da camada de mistura pela área de estudo durante os três anos de coleta de dados..............................................29 Tabela 4.2 – Resultados obtidos através da análise das 230 estações de CTD mostrando o posicionamento da ACAS e sua espessura pela área de estudo durante os três anos de coleta de dados.......................................................................32 Tabela 4.3 – Resultados obtidos através da análise das 230 estações de CTD mostrando o posicionamento da AIA e sua espessura pela área de estudo durante os três anos de coleta de dados....................................................................................37 Tabela 4.4 – Comparação com os valores obtidos por THOMSEN (1962) para o núcleo de salinidade mínima da AIA. ............................................................................39 Tabela 4.5 – Resultados obtidos através da análise das 230 estações de CTD mostrando o posicionamento da ACP e sua espessura pela área de estudo durante os três anos de coleta de dados....................................................................................42 Tabela 4.6 – Resultados obtidos através da análise das 230 estações de CTD mostrando o posicionamento da APAN e sua espessura pela área de estudo durante os três anos de coleta de dados.......................................................................46 Tabela 4.7 – Resultados obtidos através da análise das 230 estações de CTD mostrando o posicionamento da AAF e sua espessura pela área de estudo durante os três anos de coleta de dados....................................................................................53 Tabela 4.8 – Valores máximos observados para a velocidade geostrófica (m/s) em cada uma das massas d’água estudadas. ....................................................................70 Tabela 4.9 – Valores máximos observados para o transporte de volume integrado (Sv) em cada uma das massas d’água estudadas........................................................73 xii 1. INTRODUÇÃO A Bacia do Brasil, localizada no oceano Atlântico Sul, onde se insere parte do Giro Subtropical do Atlântico Sul, é uma região de grande interesse científico tendo em vista a complexidade da dinâmica da circulação oceânica das massas d’água locais, desde a superfície até o fundo. Devido ao fato do oceano Atlântico Sul receber águas do oceano Atlântico Norte, do oceano Índico, do mar de Weddell e provenientes da Corrente Circumpolar através da Passagem de Drake (REID,1989), aumenta ainda mais a necessidade do conhecimento sobre a dinâmica oceânica local que pode ajudar a compreender os processos globais. A circulação em larga escala no oceano Atlântico Sul é composta pelo fluxo de seis massas d’água principais (Água Tropical (AT), Água Central do Atlântico Sul (ACAS), Água Intermediária Antártica (AIA), Água Circumpolar Superior (ACP), Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) e Água Antártica de Fundo (AAF)). As massas d’água superficiais e intermediárias (AT, ACAS, AIA e ACP) fluem através do Giro Subtropical passando pela Bacia do Brasil e chegando ao contorno oeste em diferentes níveis de profundidade, como pode ser observado nas representações esquemáticas de circulação em larga escala de STRAMMA & ENGLAND (1999). Essas massas d’água, que chegam próximo à plataforma continental brasileira provenientes da Bacia do Brasil, aumentam a necessidade de se estudar a dinâmica dessa região que devido a influência sobre os processos costeiros, que tem conseqüências mais diretas sobre as atividades antrópicas, como por exemplo a exploração de óleo e gás em plataformas de petróleo offshore. O projeto de pesquisa “Brazil Basin Tracer Release Experiment (BBTRE)” idealizado pelo cientista James R. Ledwell do “Woods Hole Oceanographic Institution” começou em 1996 com o lançamento de 110Kg do traçador Hexafluoreto de Enxofre (SF6), em uma superfície isopicnal a 4000 m de profundidade. O SF6 foi lançado na parte sudeste da Bacia do Brasil próximo aos flancos da Cordilheira Meso-Oceânica. O objetivo principal da pesquisa é verificar a dispersão do traçador, determinar o comportamento da circulação vertical e horizontal da água oceânica profunda e no futuro estabelecer uma relação entre a troca de calor entre as massas d’água profundas, se propagando até a superfície, e uma possível influência na condição climática do planeta. 1 Junto à obtenção de dados para o projeto BBTRE foram coletados, com a utilização de um CTD, dados de temperatura e condutividade durante três cruzeiros oceanográficos realizados nos anos de 1997, 1998 e 2000. A coleta dos dados aconteceu no período de março a maio, caracterizando uma condição de final de verão e início de outono no hemisfério sul. As estações oceanográficas de CTD obtidas estão compreendidas entre as coordenadas de 18°S e 28ºS de latitude e 11ºW e 28ºW de longitude, o que corresponde à porção sudeste da Bacia do Brasil. Neste trabalho, os dados de temperatura e salinidade obtidos durante o BBTRE serão utilizados para caracterizar as condições oceanográficas da Bacia do Brasil. Os dados foram cedidos diretamente pelo cientista responsável pelo BBTRE e ainda não estão disponíveis em banco de dados públicos. Cabe ressaltar a pouca disponibilidade de dados prévios coletados in situ na região da Bacia do Brasil, como pode ser exemplificado no mapa de distribuição de estações oceanográficas para coleta de dados de temperatura e salinidade apresentado por MORRIS et al. (2001) (Figura 1.1). Isto pode ser explicado pelo grande custo que representam cruzeiros oceanográficos para regiões afastadas da costa, além disso, a Bacia do Brasil está localizada no oceano Atlântico Sul, ao passo que os países desenvolvidos, que tem suporte financeiro para realizar pesquisas desta magnitude, estarem no hemisfério norte e priorizarem o estudo de regiões mais próximas aos seus territórios. Esta carência de dados para o estudo da região da Bacia do Brasil aumenta a importância deste trabalho, já que os dados aqui utilizados são considerados de ótima qualidade e de difícil aquisição. Os estudos das massas d’água e de sua circulação são de fundamental importância no conhecimento da circulação termohalina, assim como, na caracterização oceanográfica física dos oceanos, o que serve como base para pesquisas nas áreas de oceanografia química, geológica, biológica e outras áreas afins, como por exemplo, alterações nas condições climáticas do planeta de forma global. 2 Figura 1.1 – Distribuição geográfica das estações profundas de CTD no oceano Atlântico Sul disponíveis no projeto WOCE e de bancos de dados históricos. A área de estudo deste trabalho está representada pelo retângulo vermelho. Fonte: Modificado de MORRIS et al. (2001). O objetivo geral deste trabalho é caracterizar as condições oceanográficas da porção sudeste da Bacia do Brasil. Os objetivos específicos são: • Definir as massas d’água presentes na área de estudo; • Determinar a distribuição geográfica destas massas d’água; • Calcular a circulação geostrófica na região; • Verificar a ocorrência de variações interanuais na estrutura termohalina da região no período de estudo. 3 Esta dissertação está estruturada em 5 capítulos. No capítulo 2 é apresentada uma revisão bibliográfica da circulação em larga escala do oceano Atlântico Sul, assim como das massas d’água existentes. A teoria sobre a circulação geostrófica e o cálculo do volume de transporte também estão apresentadas no capítulo 2. A metodologia de coleta e análise dos dados coletados e uma descrição detalhada da área de estudo estão apresentadas no capítulo 3. No capítulo 4 constam os resultados obtidos e as discussões sobre os mesmos. Finalizando, as conclusões do trabalho estão no capítulo 5. 4 2. REVISÃO 2.1. CIRCULAÇÃO SUPERFICIAL NO ATLÂNTICO SUL A dinâmica da circulação no oceano Atlântico Sul, e conseqüentemente na Bacia do Brasil, responde essencialmente ao giro anticiclônico subtropical (Figura 2.1) e ao fluxo das principais massas d’água existentes na região. Associado ao Giro Subtropical do oceano Atlântico Sul estão as seguintes correntes superficiais: Corrente Sul Equatorial (ao norte), Corrente do Atlântico Sul (ao sul), Corrente de Benguela (a leste) e a Corrente do Brasil (a oeste). Interagindo ainda com o giro subtropical estão as seguintes correntes: Corrente das Malvinas, Corrente da Guiné, Contra Corrente Equatorial e a Corrente Circumpolar Antártica (PETERSON & STRAMMA, 1991). O Atlântico Sul subtropical acima da APAN é dominado pelo giro anticiclônico subtropical (STRAMMA & ENGLAND,1999), dentro da Bacia do Brasil, junto ao giro subtropical do Atlântico Sul, circulam as massas d’água superficiais e intermediárias (AT, ACAS, AIA e ACP) e nas maiores profundidades a APAN e AAF. As águas que circulam junto ao giro subtropical passando pela região sudeste da Bacia do Brasil, fluem predominantemente para oeste (REID, 1989; STRAMMA & ENGLAND,1999), enquanto que, nas maiores profundidades no interior da Bacia do Brasil, as massas d’água profundas (APAN e AAF), tem uma dinâmica mais complexa onde se bifurcam e recirculam, como é explicado por autores como DE MADRON & WEATHERLY (1994) e REID (1989). 5 Figura 2.1 – Giro subtropical do Atlântico Sul. A área de estudo deste trabalho está representada pelo retângulo vermelho. Modificado de PETERSON & STRAMMA, 1991. Ao norte do Giro Subtropical do Atlântico Sul, próximo a 21ºS, encontra-se o giro ciclônico subequatorial (TSUCHIYA et al., 1994), que tem papel importante na circulação do Atlântico Sul, principalmente em níveis intermediários, como pode ser observado nos mapas de altura dinâmica apresentados por REID (1989). A ACAS e AIA ao atingirem as proximidades da plataforma continental brasileira, sendo transportadas pelo giro subtropical, se bifurcam, fluindo para norte e para sul junto com as correntes de contorno oeste (STRAMMA & ENGLAND,1999). A Corrente do Brasil (CB) que é a corrente de contorno oeste associada ao Giro Subtropical do Atlântico Sul (SILVEIRA et al., 2000) é a principal corrente que caracteriza a circulação superficial e sub-superficial da costa SE brasileira e o seu comportamento tem grande influência na dinâmica do oceano Atlântico Sul. As correntes de contorno oeste são caracterizadas por fluxos intensos, estreitos e bem definidos fluindo ao largo de margens continentais (SILVEIRA et al., 2000). Porém a CB que é quente e salina é descrita como uma corrente fraca quando comparada a Corrente do Golfo que é a corrente de contorno oeste do oceano Atlântico Norte. 6 Antes de chegar à bacia de Campos, parte significativa do fluxo da CB passa através dos canais dos bancos de Abrolhos e divide-se em dois ramos. Um deles flui afastado da costa, além da isóbata de 3000 m (LIMA, 1997), enquanto o outro flui seguindo a linha de quebra da plataforma, onde se estende até o fundo, com uma significativa parte fluindo sobre a plataforma externa. O núcleo da CB possui grande variabilidade sazonal, afastando-se para o largo durante o inverno e estando mais junto à costa durante o verão (MOREIRA, 1997), embora acompanhe o formato da costa durante praticamente o ano todo (LIMA, 1997). A CB possui espessura de 400-700 m ao largo do Sudeste-Sul brasileiro (CALADO, 2001) e sua largura média é de aproximadamente 90 km (MOREIRA, 1997). 2.2. MASSAS D’ÁGUA DO ATLÂNTICO SUL Massas d’água são corpos d’água com características físico-químicas bem definidas e relacionadas a sua região de formação. São descritas através da análise de perfis de temperatura e salinidade (Figura 2.2) e através de diagramas T-S. A partir da análise de um diagrama T-S, que foi incorporado em 1916 a oceanografia por Helland-Hansen (THOMSEN,1962), é possível delimitar compartimentos de forma e tamanhos bem definidos e a mistura entre os mesmos (Figura 2.3). Uma vez determinadas as características das massas d’água teremos meios de estudar a propagação e mistura das mesmas pelos oceanos. A temperatura e salinidade são parâmetros conservativos da água do mar. A distribuição destes parâmetros pelos oceanos (Figura 2.4) e suas variações, junto com a pressão da coluna d’água, definem a densidade da água nos oceanos. A relação completa entre densidade, temperatura, salinidade e pressão pode ser estimada através da Equação Internacional de Estado da Água do Mar de 1980. Muitas combinações diferentes desses parâmetros podem produzir a mesma densidade, e a distribuição da densidade pode também ser relacionada com a circulação de larga escala nos oceanos através da relação geostrófica (POND & PICKARD, 1983). 7 Figura 2.2 – Distribuição de Temperatura e Salinidade no Oceano Atlântico. Fonte: WOCE 8 Figura 2.3 – Diagrama T-S mostrando a estrutura vertical das massas d’água do oceano Atlântico. Fonte: DUXBURY et al., 2000. Fluxos de calor e massa (evaporação e precipitação) na interface ar-mar promovem a formação na superfície do oceano de tipos de água; uma massa d’água é resultado da mistura de dois ou mais tipos de água. A camada mais superficial do oceano é diretamente influenciada pela radiação solar que aquece a água, enquanto que a evaporação a resfria; além disso, a pluviosidade diminui a salinidade, enquanto a evaporação a aumenta (POND & PICKARD, 1983). A interação destes processos e sua integração na camada de mistura definem as características termohalinas com que as massas d’água são formadas. Águas pouco densas permanecem sobre águas mais densas e perturbações desses fatores podem gerar uma série de alterações no meio causando instabilidades que levam a um movimento convectivo das águas, ou seja, circulação vertical, que induz a circulação termohalina. Diversos autores como DE MADRON & WEATHERLY (1994), TSUCHIYA et al. (1994), STRAMMA & ENGLAND (1999) e MÉMERY et al. (2000) descrevem a presença na Bacia do Brasil, das seguintes massas d´água superficiais e profundas: Água Tropical (AT), Água Central do Atlântico Sul (ACAS), Água Intermediária Antártica (AIA), Água Circumpolar Superior (ACP), Água Profunda do Atlântico Norte 9 (APAN) e Água Antártica de Fundo (AAF). A seguir serão descritas as principais características destas massas d’água. • Água Tropical (AT): É a água presente na camada superficial do Atlântico Sul, com uma tendência geral ao aumento da temperatura com a diminuição da latitude. Apresenta uma variação de aproximadamente 5°C no Atlântico Sul entre o equador e 40°S. THOMSEN (1962), denomina AT a massa d’água com salinidade superior a 36. A AT foi descrita por EMILSON (1961) como parte da massa de água quente e salina que ocupa a superfície do Atlântico Sul Tropical, a qual junto à costa é transportada para o sul pela Corrente do Brasil. Essa água de superfície é formada como conseqüência da intensa radiação e excesso de evaporação em relação à precipitação características do Atlântico Tropical, mostrando estrita conexão entre as variações de seus parâmetros físicos (temperatura e salinidade) e as condições climáticas da região onde se encontra. A AT pode ser caracterizada por temperaturas maiores que 20°C e salinidades acima de 36 ao largo do sudeste brasileiro (SILVEIRA et al., 2000) A AT possui temperatura máxima aproximada de 27°C, formando a camada de mistura do Atlântico Tropical. A AT é transportada para oeste pela Corrente Sul Equatorial até as proximidades da costa da América do Sul onde é distribuída meridionalmente nas duas direções pelas correntes de contorno (MÉMERY et al., 2000). A AT chega à costa brasileira em aproximadamente 15°S, e bifurca. A parte da AT, proveniente da Bacia do Brasil, que não chega a costa brasileira, segue em direção ao equador e retorna em sua maior parte ao Atlântico Sul na parte leste transportada pela Contra-Corrente Equatorial Atlântica (STRAMMA & SCHOTT, 1999). A AT é mais bem definida na faixa de profundidade de 0 a 100 metros entre 13ºS e 25ºS, logo acima da picnoclina, tendo seu máximo de salinidade (~37,27) na superfície do oceano a aproximadamente 21ºS (TSUCHIYA et al., 1994). Ainda segundo TSUCHIYA et al. (1994), a densidade potencial da AT varia desde 24,5 a 26,6 (σө), dependendo da sua localização, sendo no geral mais densa ao sul e menos densa nas proximidades do equador. 10 • Água Central do Atlântico Sul (ACAS): Massas d’água centrais são caracterizadas por uma distribuição quase linear no diagrama T-S. A Água Central do Atlântico Sul (ACAS) apresenta temperaturas variando de aproximadamente 8 a 18°C e sua salinidade variando de aproximadamente 34,5 a 36 (SVERDRUP et al., 1942) sendo delimitada inferiormente por uma bem definida AIA. Já SILVEIRA et al. (2000), que trabalharam em uma região mais próxima a costa, definem a ACAS entre as temperaturas de 6°C e 20°C e salinidades de 34,6 e 36. A ACAS é formada na região da Convergência Subtropical, onde as águas quentes e salinas afundam e seguem em direção ao equador, acompanhando o giro subtropical, sobre uma água mais fria e menos salina que afunda em latitudes mais altas. A ACAS circula na parte sudeste da Bacia do Brasil preferencialmente para oeste como parte do Giro Subtropical e atinge a costa da América do Sul transportada pela Corrente Sul Equatorial, onde se bifurca, parte flui rumo ao equador enquanto a outra porção toma o rumo sul. Isto é confirmado por autores como REID (1989), TSUCHYA et al. (1994) e STRAMMA & ENGLAND (1999) que mostram o movimento da ACAS na direção Sul em latitudes abaixo de 20°S ao largo da costa do sudeste brasileiro (SILVEIRA et al., 2000). A superfície isopicnal de σө = 27,1 é citada por MULLER et al. (1998) e STRAMMA & ENGLAND (1999) como sendo a interface entre ACAS e AIA. STRAMMA & ENGLAND (1999) ressaltam que para os subtrópicos a superfície de σө = 27,05 define melhor essa transição entre ACAS e AIA. • Água Intermediária Antártica (AIA): A AIA é formada em regiões onde a taxa de precipitação supera a de evaporação, pela mistura de águas superficiais e sub-superficiais na região conhecida como Convergência Antártica, entre 40º e 50ºS. Ela afunda por possuir uma densidade maior que a das águas adjacentes em função de sua temperatura e flui seguindo o giro subtropical em profundidades que variam de 500 a 1100 metros aproximadamente. SVERDRUP et al. (1942) definem os limites termohalinos da AIA como variando entre 3° e 6°C para temperatura e entre 34,2 e 34,6 para salinidade. 11 THOMSEN (1962) delimita a AIA no intervalo de latitude entre 10ºS a 30ºS, entre 34,26 e 34,51 para salinidade e entre 3,76ºC e 5,63ºC para temperatura. A circulação da AIA pelo oceano Atlântico Sul é definida por LARQUÉ et al. (1997), como sendo um fluxo ao longo da fronteira oeste, no sentido norte, ao sul de 40ºS e ao norte de 25ºS. Entre estas latitudes a AIA faz parte do giro subtropical e flui para leste aproximando-se da costa da América do Sul onde se ramifica, na altura de 26ºS (STRAMMA & ENGLAND, 1999), parte indo para sul acompanhando o giro e parte fluindo para norte. A AIA se caracteriza por apresentar um núcleo onde se encontra o mínimo de salinidade no diagrama T-S. Este núcleo encontra-se na profundidade de 300 metros, próximo de 45ºS, afundando para aproximadamente 900 metros na latitude de 30ºS e 700 metros nas proximidades do equador (TSUCHIYA et al., 1994). REID et al. (1977) sugerem a superfície de σө = 27,18 como sendo representativa do posicionamento na coluna d’água do núcleo de salinidade mínima da AIA, enquanto que próximo ao equador essa superfície isopicnal é igual a aproximadamente σө = 27,3 (STRAMMA & ENGLAND, 1999). A determinação da profundidade do núcleo da AIA possui grande relevância nos estudos de acústica submarina. O canal SOFAR (Sound Fixing and Ranging), ou “Canal Profundo de Som” aprisiona a energia sonora podendo se propagar por centenas de quilômetros no oceano. Esta característica é muito importante, uma vez que torna possível a detecção de qualquer fonte sonora a longas distâncias. Estudos mostram que a localização deste canal está associada aos valores mínimos de salinidade da água do mar. Sendo assim é possível conhecer a forma deste canal através do acompanhamento do núcleo da AIA (FISCH & RESENDE, 1996). Além de um núcleo de salinidade mínima, a AIA, caracteriza-se também por altas taxas de concentração de oxigênio dissolvido, concentrado na camada isopicnal de σө = 27,15 a 27,20 (TSUCHIYA et al., 1994). MÉMERY et al. (2000) definem a superfície da interface entre a AIA e a ACP na densidade de σ1 = 32,0. • Água Circumpolar Superior (ACP): A ACP se caracteriza como um largo corpo d’água pouco salina, pobre em oxigênio e rico em nutrientes, quando comparado a APAN. A ACP entra na Bacia da Argentina pela Passagem de Drake, 12 onde se divide em Água Circumpolar Superior (ACP) posicionada entre a AIA e APAN e Água Circumpolar Inferior entre a APAN e a Água Profunda do Mar de Weddell. A ACP entra na Bacia do Brasil pelos canais de Vema e Hunter e ao longo do Platô de Santos (LARQUÉ et al., 1997). A ACP flui para oeste na parte sudeste da Bacia do Brasil associada com o limite norte do Giro Subtropical (REID, 1989; MÉMERY et al., 2000). Como a massa d’água mais profunda a circular junto com o Giro Subtropical do Atlântico Sul, a ACP está localizada logo abaixo da AIA fluindo de sul para norte até aproximadamente 22ºS (TSUCHIYA et al., 1994). TSUCHIYA et al. (1994) sugerem ainda que a fronteira entre o Giro Subtropical e o Giro Subequatorial do Atlântico Sul, localizada na latitude aproximada de 21ºS, seria o limite norte da ACP. Ao norte desta fronteira toda a camada de água, que nessa profundidade era ocupada pela ACP, é ocupada pela AIA. Tendo como principal característica a baixa quantidade de oxigênio dissolvido (REID et al., 1977) e não tendo uma assinatura termohalina bem definida, a ACP, é mais facilmente identificada pelo seu núcleo de oxigênio mínimo. MÉMERY et al. (2000) definem como sendo de σ1 = 32,2 a superfície isopicnal entre a ACP e a APAN para as latitudes da Bacia do Brasil. • Água Profunda do Atlântico Norte (APAN): Grande parte da APAN (~80%) é formada no Mar da Groelândia, onde as águas da superfície são resfriadas e conseqüentemente afundam, fluindo para sul além do equador. Posicionada na coluna d’água entre a ACP e a AAF, se caracteriza por ser uma espessa camada de água relativamente quente, com salinidade relativamente alta, rica em oxigênio e pobre em nutrientes (REID,1989). Encontrada em profundidades que variam de 1200 a 3900 metros próximo ao equador e de 1700 a 3000 metros na Zona de Confluência Brasil-Malvinas (STRAMMA & ENGLAND, 1999), sua temperatura varia de 3° a 4°C e sua salinidade varia de 34,6 a 35. A APAN se apresenta como um fluxo organizado fluindo para o sul ao longo do contorno oeste até cerca de 32°S, onde pelo menos parte da corrente retorna em direção ao equador (REID,1989; DE MADRON & WEATHERLY,1994). 13 Frequentemente a APAN é dividida em três camadas (superior, média e inferior) identificadas pelos valores de salinidade máxima e oxigênio máximo. O núcleo de salinidade máxima da APAN se encontra em 1600 metros de profundidade perto do equador afundando para 2500 metros a 25ºS (STRAMMA & ENGLAND, 1999). A presença da Cadeia de Vitória-Trindade, próximo a 21ºS, serve como um obstáculo para a circulação da APAN (Figura 2.4), fazendo com que exista uma bifurcação onde parte do fluxo se direcione para leste no sentido do interior da Bacia do Brasil (MÉMERY et al., 2000; STRAMMA & ENGLAND, 1999). Outra possível explicação para o fluxo para leste da APAN em 21ºS, seria o bloqueio da APAN pela recirculação subtropical da ACP (MÉMERY et al., 2000). De MADRON & WEATHERLY (1994), MULLER et al. (1998) e STRAMMA & ENGLAND (1999) definem a interface entre a APAN e AAF no oceano Atlântico Sul como sendo a superfície de σ4 = 45,87. • Água Antártica de Fundo (AAF): A AAF é caracterizada por águas frias, menos salinas do que a APAN e pobres em oxigênio tendo sua origem ao redor do Continente Antártico (DE MADRON & WEATHERLY, 1994). Segundo HOGG & OWENS (1999), a AAF encontra-se abaixo dos 3500 metros de profundidade e somente pode entrar e sair da Bacia do Brasil através de quatro passagens: os canais de Vema e Hunter na Elevação do Rio Grande, a zona de Fratura Romanche-Chain que passa através da Cordilheira Meso-Oceânica no equador, e uma passagem, também no equador que liga a Bacia do Brasil ao oeste do Atlântico Norte. É possível que a AAF se forme a partir da mistura em partes aproximadamente iguais de água de superfície de inverno e água Circumpolar Antártica. Durante o inverno Austral, a água da plataforma continental do Mar de Weddel congela, eliminando sal para as águas adjacentes. A diminuição da temperatura associada ao aumento na salinidade faz com que essa água afunde pelo talude dirigindo-se para o Atlântico Sul como também para leste em direção ao Índico e Pacífico, sofrendo pequenas modificações em seus parâmetros físicos. Próximo ao fundo, dentro da Bacia do Brasil, a AAF possui como características valores de 0,19ºC para temperatura e de 34,7 para salinidade na longitude de 25ºW (TSUCHIYA et al., 1994). 14 A AAF tem sua circulação fortemente influenciada pela topografia de fundo (STRAMMA & ENGLAND, 1999) e propaga-se para norte dentro da Bacia do Brasil após passar através do Canal de Vema (REID,1989; TSUCHIYA et al., 1994; STRAMMA & ENGLAND, 1999) (Figura 2.4). Figura 2.4 – Esquema de circulação profunda no oceano Atlântico Sul. As linhas continuas representam a circulação da APAN e as linhas tracejadas representam a circulação da AAF. A área de es.Fonte: STRAMMA & ENGLAND,1999 15 3. METODOLOGIA 3.1. ÁREA DE ESTUDO Topograficamente o oceano Atlântico Sul é dividido em 4 bacias (Brasil, Argentina, Angola e Cabo) pelas feições geográficas da Cordilheira Meso-Atlântica, Cordilheira Walvis e a elevação de Rio Grande (LARQUÉ et al. 1997), como é observado na Figura 3.1. Figura 3.1 – Topografia do Atlântico Sul representada pelas isóbatas de 1000, 3000 e 5000 m. A área de estudo deste trabalho está representada pelo retângulo vermelho. Modificado de PETERSON & STRAMMA, 1991. O presente trabalho foi desenvolvido com dados de temperatura e salinidade coletados entre as coordenadas de 18ºS e 28ºS de latitude e 11ºW e 28ºW de longitude. A região oceânica compreendida entre estas coordenadas é parte da Bacia do Brasil, localizada no Oceano Atlântico Sul a leste da costa brasileira. Apresenta uma geometria 16 relativamente simples e dimensões de aproximadamente 3000 km no sentido Norte-Sul e 2000 km no sentido Leste-Oeste (HOGG & OWENS,1999). A Bacia do Brasil possui uma profundidade média de 5000 m, tendo como fronteiras a cordilheira meso-oceânica a leste e a norte, a plataforma continental brasileira a oeste e a Elevação do Rio Grande a sul (Figura 3.2). Figura 3.2 – Mapa da Bacia do Brasil, mostrando o relevo submarino e as comunicações abissais. O retângulo vermelho delimita a área de estudo e os retângulos pretos as entradas e saídas das águas profundas na Bacia do Brasil . Fonte: Adaptado de MORRIS et al., 2001. 17 3.2. AQUISIÇÃO DOS DADOS A coleta dos dados de temperatura e salinidade, na parte sudeste da Bacia do Brasil, foi feita durante o BBTRE, patrocinado pelo WHOI, nos anos de 1997, 1998 e 2000. Foram utilizados como base de coleta para os dados de CTD (Conductivity Temperature Depth) os navios de pesquisa R/V Seward Johnson (1997 e 1998) e R/V Knorr (2000). Os cruzeiros oceanográficos aconteceram entre os meses de março e maio, caracterizando uma situação de outono nos diferentes anos de aquisição dos dados (Tabela 3.1). Tabela 3.1 – Informações sobre os cruzeiros oceanográficos para coleta de dados. NAVIO ANO PERÍODO NUMERO DE ESTAÇÕES R/V Seward Johnson 1997 21 março à 15 de abril 70 R/V Seward Johnson 1998 13 de março à 11 de abril 78 R/V Knorr 2000 7 de abril à 16 de maio 82 Dentre as estações oceanográficas realizadas, foram analisadas somente as que se encontravam dentro dos limites geográficos estabelecidos e, as quais, os perfis não apresentaram problemas na sua qualidade em função de falhas do CTD durante a aquisição dos dados. A Figura 3.3 mostra a distribuição de todas as estações de CTD utilizadas nesta dissertação, separadas pelo ano de coleta. A listagem das estações, encontra-se no apêndice 1. 18 BRASIL 16 18 LATITUDE (S) 20 22 24 26 1997 1998 28 30 28 2000 26 24 22 20 18 LONGITUDE (W) 16 14 12 10 Figura 3.3 – Localização das estações oceanográficas de coleta de dados de temperatura e condutividade durante os cruzeiros oceanográficos do projeto BBTRE durante os anos de 1997, 1998 e 2000. 19 O CTD (Figura 3.4) foi desenvolvido por volta de 1950 permitindo a aquisição de dados de condutividade, temperatura e pressão in situ. Este equipamento consiste de uma sonda com sensores responsáveis pela obtenção dos parâmetros físicoquímicos citados acima, a qual é lançada de uma embarcação em cada estação oceanográfica até a profundidade a ser estudada. Figura 3.4 – Foto do equipamento CTD – Rosette utilizado para coleta de dados. O equipamento utilizado durante as coletas foi um sistema CTD-Rosette que incluía um CTD Sea-Bird 911, com dois (02) pares de sensores Condutivímetro/Termômetro acoplados, um pilão Sea-Bird-Rosette para acionar o fechamento das garrafas de Niskin, um altímetro Datasonics, um pinger feito pela Ocean Instrument Systems, e 24 garrafas de Niskin de quatro (04) litros cada. A estrutura metálica de sustentação dos equipamentos apresenta um diâmetro de aproximadamente 1 metro e pesa mais de 400 kg a fim de manter a tensão no cabo durante a descida no lançamento, que alcançava a velocidade de descida de 90 metros/minuto. O sistema pesa Condutivímetro/Termômetro, ao o todo 600 “secundário” kg. Um por dos pares convenção da de sensores Sea-Bird, foi posicionado próximo ao fundo da estrutura para minimizar o erro causado pela descida, enquanto o par “primário” de sensores foi posicionado próximo ao topo da estrutura metálica para melhorar os dados durante a subida no lançamento. 20 Os sensores Condutivímetro/Termômetro foram calibrados ainda na Sea-Bird antes dos cruzeiros e seriam novamente calibrados após os cruzeiros. A calibração da salinidade obtida pelos sensores Condutivímetro/Termômetro foi feita com um salinômetro Guildline Autosal durante o cruzeiro visando garantir a qualidade dos dados adquiridos. Sete amostras de salinidade foram utilizadas em cada estação. Os dados de CTD foram obtidos em cada estação a partir dos 5 metros abaixo da superfície do mar até aproximadamente 20 metros acima do fundo. Os melhores dados são obtidos durante a descida, devido às paradas durante a subida para o fechamento das 24 garrafas de Niskin. Durante a descida, os melhores dados são do par de sensores (secundário) localizado mais abaixo na estrutura metálica. Os dados adquiridos pelo CTD são visualizados em uma tela de computador a bordo em tempo real, o que diminui a possibilidade de se continuar um lançamento com erro. A unidade abaixo da água envia os dados à unidade do deck em 24 scans por segundo. A unidade do deck foi preparada para calcular uma média acima de 12 scans, então se leva meio segundo de uma média de dados para o computador adquirir dados a uma taxa de duas (02) gravações/segundo. O software sea-bird do próprio equipamento foi utilizado para calcular a salinidade a partir da temperatura, pressão e condutividade. Vinte e quatro garrafas de água do tipo Niskin eram acionadas em diferentes profundidades, principalmente entre 3000m e 5000m, durante cada lançamento. As águas de sete (07) dessas garrafas provenientes de cada lançamento foram amostradas e processadas utilizando um salinômetro Guildline Autosal (Figura 3.5), que determina a salinidade através da medição da condutividade elétrica de uma amostra de água do mar. Os dados de salinidade obtidos pelos sensores do CTD em uma mesma profundidade foram comparados com os dados processados pelo Autosal, com o objetivo de verificar a qualidade dos dados durante todo o período do embarque do primeiro ao último lançamento do CTD. 21 Figura 3.5 – Foto do salinômetro Guildline Autosal, utilizado para verificar a calibração do sensor de salinidade acoplado ao CTD. 3.3. ANÁLISE DOS DADOS 3.3.1. Densidade A combinação dos valores de salinidade, de temperatura e de pressão determinam a densidade (ρ) da água do mar. Isto é importante para a definição da posição de equilíbrio de cada massa d’água pela coluna d’água, podendo ser relacionado com a circulação em larga escala dos oceanos através da relação geostrófica. Os valores de densidade (ρ) para a água do mar são calculados utilizando a Equação de Estado da Água do Mar de 1980 (PICKARD & EMERY, 1990) em função de S, T e P. Para melhor se estudar a estabilidade do oceano em função dos valores de densidade, usa-se a densidade, chamada de sigma-t (σt), calculada considerando a pressão reduzida ao valor da pressão atmosférica (P=0), porém com S e T igual aos valores in situ (1). 22 σt = ρ (S,T,0) - 1000 (1) No caso de águas profundas utiliza-se a densidade potencial (σө) que leva em consideração para seu cálculo a temperatura potencial (ө) (2). σө = ρ (S, ө,0) - 1000 (2) Existem variações no cálculo de σө, onde o valor de pressão (zero) é substituído na equação (3) por 1000 (σ1), 2000 (σ2) e 4000 (σ4), o equivalente a se ter, adiabaticamente, as amostras a mesma pressão, porém sem variar muito sua pressão in situ. 3.3.2. Massas d’água Massas d’água são corpos de água no oceano que apresentam combinações de características físico-químicas, como por exemplo, salinidade, temperatura e densidade, bem definidas. Cada uma das massas d’água existentes na porção sudeste da Bacia do Brasil foi estudada e caracterizada através de valores de densidade para os limites entre as massas d’água, definidos em bibliografia e aplicados para os dados coletados (Tabela 3.2). A definição dos índices utilizados aconteceu após um estudo detalhado de trabalhos existentes para a região de estudo, que levou em consideração a metodologia de coleta, a área descrita em cada trabalho entre outras particularidades de cada pesquisa. Tabela 3. 2 – Valores de densidade utilizados para a definição dos limites superiores das massas d’água na área de estudo. MASSA D’ÁGUA LIMITE ISOPICNAL SUPERIOR REFERÊNCIA AT Superfície do oceano - ACAS σө = 26,0 SVERDRUP et al., 1942 AIA σө = 27,05 STRAMMA & ENGLAND, 1999 ACP σ1 = 32,0 MEMERY et al., 2000 APAN σ1 = 32,2 MEMERY et al., 2000 AAF σ4 = 45,87 STRAMMA & ENGLAND, 1999 23 Foram construídos, para cada estação oceanográfica adquirida, perfis de salinidade, temperatura, um diagrama T-S e perfis de densidade (σө, σ1, σ2 e σ4) que ajudaram a determinar o posicionamento de cada massa d’água na coluna d’água mostrando características como, espessura, núcleos de salinidade máxima e mínima e limites de profundidade superior e inferior. Foram feitos também mapas de distribuição horizontal além de perfis verticais latitudinais e longitudinais, mostrando a variação pela área de estudo das características mais importantes de cada massa d’água. 3.3.3. Velocidade geostrófica Quando existe o equilíbrio entre a força gradiente de pressão e a força de Coriolis (f) agindo sobre o movimento das águas, pode-se dizer que a corrente está em equilíbrio geostrófico, sendo esta corrente denominada corrente geostrófica. A partir da combinação da equação hidrostática (1) com as equações geostróficas (2) e posterior derivação em z, obtemos a equação do vento térmico (3). ∂P = −ρ g ∂z − fv = − 1 ∂P ρ 0 ∂x ∂v ⎛⎜ g = − ∂z ⎜⎝ ρ 0 f ⎞ ∂ρ ⎟ ⎟ ∂x ⎠ ; fu = − ; (1) 1 ∂P ρ 0 ∂y ∂u ⎛⎜ g = ∂z ⎜⎝ ρ 0 f ⎞ ∂ρ ⎟ ⎟ ∂y ⎠ (2) (3) Pela equação do vento térmico é determinada a variação vertical da ( velocidade, ou seja, é calculado o cisalhamento vertical para u ∂u ∂z ) e v (∂v ∂z ). Para a obtenção de uma velocidade absoluta torna-se necessário definir um nível de 24 referência (NR) em z. Geralmente assume-se um NR onde a velocidade é nula, situado entre 1000 e 2000 metros de profundidade (REID,1989 ; DE MADRON & WEATHERLY,1994). Neste caso a velocidade geostrófica é referida como sendo a velocidade absoluta ou a velocidade em relação a um NR pré-determinado. 3.3.4. Transporte de volume Quando se conhece o campo de velocidade geostrófica, o transporte de volume (Tv) pode ser determinado para um intervalo de profundidade [z0,z] por: z Tv x = L ∫ u (z ) dz zo z ; Tv y = L ∫ v (z ) dz zo Onde L é a distância entre as estações oceanográficas. 3.3.5. Variação interanual de temperatura e salinidade A análise dos dados proporcionou descrever as mudanças na estrutura de temperatura e salinidade pela coluna d’água da parte sudeste da Bacia do Brasil entre os diferentes anos de coleta de dados. As seções de CTD repetidas em diferentes anos oferecem a oportunidade de examinar variações nas características das massas d’água; variações que são esperadas serem relativamente pequenas. Por isso, a necessidade de uma alta acurácia e precisão na aquisição dos dados (BRYDEN et al.,1996). Objetivando observar e explicar uma possível variação temporal na estrutura termohalina no oceano, foram selecionadas seções zonais e meridionais onde as estações de coleta tivessem uma localização geográfica suficientemente próxima para que fosse possível a comparação dos dados entre os diferentes anos de coleta. Para cada seção, foram interpolados linearmente os dados de temperatura e salinidade, gerando perfis zonais e meridionais para a coluna d’água desde a superfície até o fundo. Entre as seções compatíveis para os diferentes anos de coleta foi subtraído o perfil de um ano pelo de outro gerando um perfil diferença que representa a variação do parâmetro entre os anos. 25 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados obtidos a partir das análises dos dados estão apresentados separadamente em três itens. Primeiro é feita uma análise para cada uma das massas d’água identificadas, mostrando o posicionamento de cada uma na coluna d’água e analisando suas características térmicas e salinas. Em seguida é feita uma análise geostrófica, mostrando a velocidade para os níveis de interesse e o cálculo do transporte para a área de estudo. Finalizando são apresentados os resultados obtidos com o objetivo de avaliar uma possível variação de temperatura e salinidade entre os anos de coleta. 4.1 MASSAS D’ÁGUA As massas d’água encontradas na parte sudeste da Bacia do Brasil, definidas de acordo com os índices termohalinos (isopicnais) apresentados na Tabela 3.2 serão descritas individualmente e por ano de coleta (1997, 1998 e 2000), determinando-se o posicionamento de cada uma na coluna d’água. As propriedades termohalinas das principais massas d’água presentes nos oceanos podem ser observadas em um diagrama T-S espalhado (STRAMMA & ENGLAND, 1999 e MÉMERY et al., 2000). Pelo diagrama T-S, onde estão representadas as 230 estações de CTD coletadas na Bacia do Brasil, percebe-se que as maiores variações de temperatura e salinidade, como era esperado, acontecem nos primeiros metros da coluna d’água em função da interação do oceano com a atmosfera onde existem intensas trocas de calor (Figura 4.1). Em algumas regiões do diagrama T-S, como por exemplo, a região do núcleo da AIA, onde a salinidade é mínima, notou-se uma variação de temperatura e salinidade nos perfis analisados. Isto se deve ao espalhamento geográfico dos perfis em relação à zona de formação da massa d’água, já que, ao longo do caminho da AIA pelo oceano Atlântico Sul, acontecem processos de mistura com águas adjacentes que vão alterando seus valores originais de T e S, isto é, estações mais distantes da região de formação apresentam características diferentes das estações mais próximas da mesma. 26 Figura 4.1 – Diagrama TS espalhado com as 230 estações de CTD utilizadas nas análises, coletadas nos anos de 1997 (azul), 1998 (verde) e 2000 (vermelho). Ressalta-se que as áreas abrangidas em cada um dos três anos de coleta de dados não possuem a mesma distribuição espacial dentro da Bacia do Brasil, o que deve ser levado em consideração ao se analisar os resultados de uma forma conjunta. Entre os três anos de coleta, o ano de 2000 é o que tem a maior distribuição espacial dos dados, seguido de 1998 e com menor abrangência o ano de 1997. A análise dos dados mostrou na região de estudo, a presença de seis massas d’água bem definidas: Água Tropical (AT), Água Central do Atlântico Sul (ACAS), Água Intermediária Antártica (AIA), Água Circumpolar Superior (ACP), Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) e Água Antártica de Fundo (AAF). A Figura 4.2 representa a distribuição pela coluna d’água de todas as massas d’água citadas acima, ao longo da latitude de 22ºS, para o ano de 2000. 27 0 AT -200 σө = 26,0 36.5 ACAS Profundidade (m) -400 -600 36 σө = 27,05 35.5 AIA -800 35 -1000 σ1 = 32,0 34.5 ACP -1200 σ1 = 32,2 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 Longitudes -1500 σ1 = 32,2 36.5 -2000 APAN Profundidade (m) -2500 36 -3000 35.5 -3500 σ4 = 45,87 -4000 35 AAF -4500 34.5 -5000 -5500 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 Longitudes Figura 4.2 – Posicionamento das massas d’água, definido por isopicnais, plotadas sobre mapas de salinidade para o intervalo de profundidade acima (superior) e abaixo (inferior) do nível de referência, dentro da área de estudo, ao longo da latitude de 22ºS. 28 A seguir serão apresentados os resultados específicos para cada uma das massas d’água identificadas, da mais superficial a mais profunda, caracterizando e posicionando cada uma dentro da área de estudo. 4.1.1 Água Tropical (AT) A AT está compreendida entre a superfície do oceano e a isopicnal de σө = 26,0 (SVERDRUP et al., 1942). Por ser a massa d’água superficial, a AT sofre uma direta influência das trocas de calor entre o oceano e a atmosfera que modificam os seus valores de temperatura e salinidade. Estas alterações de T e S, por conseqüência, alteram a densidade da água o que gera uma circulação vertical em função da diferença de densidade das camadas superficiais. Os valores estatísticos obtidos após a análise de cada perfil de dados individualmente (Tabela 4.1), mostraram que, na média, o limite inferior da AT foi de 177,3 metros, variando de um mínimo de 99 metros até um máximo de 221 metros. Os valores máximos e mínimos foram observados no ano de 2000 em função da maior distribuição espacial dos dados nesse ano. Tabela 4.1 – Resultados obtidos através da análise das 230 estações de CTD, mostrando o posicionamento da AT, sua espessura e da camada de mistura pela área de estudo durante os três anos de coleta de dados. AT (1997) Mínimo (m) 35 superfície 125 125 AT (1998) Máximo (m) 79 superfície 217 217 Média (m) 57,8 superfície 185,9 185,9 Camada de mistura Limite Superior Limite Inferior (σө = 26,0) Espessura Mínimo (m) 26 superfície 119 119 Máximo (m) 90 superfície 214 214 Média (m) 47,1 superfície 175,2 175,2 Camada de mistura Limite Superior Limite Inferior (σө = 26,0) Espessura AT (2000) Mínimo (m) 35 superfície 99 99 Máximo (m) 87 superfície 221 221 Média (m) 60,5 superfície 171,8 171,8 Camada de mistura Limite Superior Limite Inferior (σө = 26,0) Espessura 29 AT (GERAL) Mínimo (m) Máximo (m) 26 90 superfície superfície 99 221 99 221 Camada de mistura Limite Superior Limite Inferior (σө = 26,0) Espessura Média (m) 55,1 superfície 177,3 177,3 A AT mais espessa, aproximadamente 220 metros, foi observada na parte noroeste da área de estudo, mostrando também, uma tendência de maiores espessuras com a proximidade da linha do equador (Figura 4.2). A camada de mistura, que se encontra inserida na AT, foi definida adotando-se o critério de 0,5ºC de diferença da superfície até a sua base. A profundidade da camada de mistura variou nos anos de coleta, entre 26 e 90 metros, estando em média, a 55 metros de profundidade. Utilizando dados climatológicos da base Levitus (World Ocean Atlas 1994) para o mês de abril, encontramos a camada de mistura na região de estudo, variando de 37 a 54 metros de profundidade, valores estes, coerentes com os encontrados no presente trabalho (http://www.cdc.noaa.gov/cdc/data.nodc.woa94. html). -18 -18 -20 -20 -22 -22 -24 -24 -26 -26 220 210 200 190 B A -28 -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -28 -12 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 180 170 160 150 -18 140 130 -20 120 -22 110 -24 100 -26 C -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 Figura 4.3 – Mapas representativos da espessura (m) da AT nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C) pela área de estudo. Os mapas estão na mesma escala de longitudes (eixos horizontais) e latitudes (eixos verticais), assim como a barra de cores é a mesma para os três mapas. 30 Para uma análise mais detalhada da AT são descritos o comportamento dos parâmetros temperatura e salinidade pela área de estudo. Esta análise, foi feita a partir de mapas de T e S para o ano 2000, onde a distribuição espacial dos dados é maior. Esta metodologia de análise será utilizada para todas as massas d’água. Para a AT foram analisados mapas de distribuição de T e S no nível de 90 metros, representando o nível de profundidade do centro da massa d’água (Figura 4.4). Temperatura AT (90m) 23.5 -18 23 -19 22.5 -20 22 -21 22 23 22 23 22 21.5 21 22 -23 21 22 latitude -22 22 20.5 -24 22 21 20 21 -25 19.5 -26 21 19 19 -27 18.5 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Salinidade AT (90m) 36.9 -18 36.8 36 .4 -19 .6 36 36.7 36 .8 36 .6 -20 36.6 -21 36.4 36.5 36 .4 36.4 .6 36 36.6 -24 36.4 36 .4 .8 36 -23 .6 36 latitude -22 36.3 36.2 -25 36 .4 36.1 36 .4 36 .2 -26 36 36 -27 35.9 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Figura 4.4 – Mapas de distribuição de T (superior) e S (inferior) para a AT no nível de 90 metros. Tanto a salinidade quanto a temperatura apresentaram os maiores valores na AT na parte noroeste da área de estudo indicando uma tendência de aumento à medida que se aproxima do equador. Nota-se uma relação direta entre a variação de T, S e 31 espessura, onde quanto maior a espessura da massa d’água, maiores os valores de T e S. Isto pode estar relacionado a regiões com maior incidência de radiação solar, o que causa um aumento na temperatura da água, uma maior evaporação e por conseqüência um aumento na salinidade. O resultado deste processo seria o afundamento desta água mais pesada como é sugerido por STRAMMA & SCHOTT (1999). Segundo TSUCHIYA et al. (1994), os maiores valores de salinidade da AT são observados nas estações localizadas entre 25º e 27ºW e latitude de 21ºS, o que é confirmado pelos dados analisados para a área de estudo. 4.1.2 Água Central do Atlântico Sul (ACAS) A ACAS se posiciona na coluna d’água abaixo da AT e sobre a AIA, sendo definida, neste trabalho, pelas isopicnais σө = 26,0 (limite superior) e σө = 27,05 (limite inferior). A fronteira entre a ACAS e a AIA variou seu posicionamento pela região de estudo entre as profundidades de 442 e 713 metros. O limite inferior máximo foi observado no ano de 2000 enquanto o limite inferior mínimo foi observado no ano de 1998 (Tabela 4.2). Tabela 4.2 – Resultados obtidos através da análise das 230 estações de CTD mostrando o posicionamento da ACAS e sua espessura pela área de estudo durante os três anos de coleta de dados. Limite Superior (σө = 26,0) Limite Inferior (σө = 27,05) Espessura Limite Superior (σө = 26,0) Limite Inferior (σө = 27,05) Espessura Limite Superior (σө = 26,0) Limite Inferior (σө = 27,05) Espessura ACAS (1997) Mínimo 125 529 362 ACAS (1998) Mínimo 119 442 264 ACAS (2000) Mínimo 99 495 285 Máximo 217 672 493 Média 185,9 598,6 412,7 Máximo 214 702 537 Média 175,2 601,2 426 Máximo 221 713 605 Média 171,8 609,2 437,4 32 ACAS (GERAL) Mínimo 99 442 264 Limite Superior (σө = 26,0) Limite Inferior (σө = 27,05) Espessura Máximo 221 713 605 Média 177,3 603,2 425,9 O limite inferior da ACAS (σө = 27,05) mostrou-se mais profundo ao sul e mais raso ao norte da área de estudo (Figura 4.5). -18 -490 -510 -20 -530 latitude -550 -570 -22 -590 -610 -24 -630 -650 -670 -26 -690 -710 -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Figura 4.5 – Posicionamento em profundidade (m) do limite entre ACAS e AIA pela área de estudo para o ano de 2000. A espessura da ACAS, delimitada pelas isopicnais acima citadas, mostrou um nítido comportamento de variação latitudinal para os três anos de coleta (Figura 4.6) sendo que para o ano de 2000 esta variação é mais facilmente observada pela maior amplitude na distribuição dos dados. Quanto mais ao sul, maiores são os valores de espessura da ACAS, chegando a aproximadamente 640 metros, e quanto mais a norte da área de estudo, menor é a espessura da ACAS, chegando a aproximadamente 320 metros. Como a ACAS é formada na região da Convergência Subtropical sugere-se que esta maior espessura ao sul da área de estudo estaria associada a proximidade da zona de formação da massa d’água. Quando se compara a área comum de coleta entre os anos de estudo não se observa variação significativa nos valores de espessura da ACAS. 33 -18 -18 -20 -20 -22 -22 620 -24 -24 580 -26 540 -26 A -28 B -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 500 460 -18 420 -20 380 -22 340 -24 300 -26 C -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 Figura 4.6 – Mapas representativos da espessura (m) da ACAS nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C) pela área de estudo. Os mapas estão na mesma escala de longitudes (eixos horizontais) e latitudes (eixos verticais), e a barra de cores é a mesma para os três mapas. Para a ACAS, foram analisados mapas de distribuição de T e S no nível de 390 metros, representando um nível de profundidade do centro da massa d’água (Figura 4.7). No nível estudado, T e S mostraram o mesmo comportamento pela área de estudo. Onde houve aumento de salinidade também aconteceu um aumento de temperatura. Na profundidade de 390 metros, T e S diminuíram no sentido sudoestenordeste. 34 Temperatura ACAS (390m) 12.5 -18 10 -19 12 -20 11 12 -21 11 latitude 11.5 11 -22 12 -23 12 11 12 12 -24 12 12 10.5 12 -25 -26 10 -26 12 12 -27 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Salinidade ACAS (390m) -18 35.15 -19 35.1 34 .9 -20 35 35 34 .9 -21 35 35 35 -23 35.1 .1 35 35 .1 latitude -22 -24 35.05 34.95 -25 34.9 -26 35 .1 34.85 .1 35 -27 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Figura 4.7 – Mapas de distribuição de T (superior) e S (inferior) para a ACAS no nível de 390 metros. 35 4.1.3 Água Intermediária Antártica (AIA) A AIA se posiciona na coluna d’água abaixo da ACAS e sobre a ACP e se caracteriza por um núcleo de salinidade mínima no diagrama T-S, sendo delimitada neste trabalho pelas isopicnais σө = 27,05 (limite superior) e σ1 = 32,0 (limite inferior). O limite entre AIA e a ACP foi encontrado entre as profundidades de 893 e 1104 metros (Tabela 4.3). Pela Figura 4.8 nota-se que este limite é mais profundo nas maiores latitudes e menos profundo nas menores latitudes. -900 -920 -940 -960 latitude -980 -1000 -1020 -1040 -1060 -1080 -1100 longitude Figura 4.8 – Profundidade (m) do limite entre AIA e ACP na área de estudo para o ano de 2000. 36 Tabela 4.3 – Resultados obtidos através da análise das 230 estações de CTD mostrando o posicionamento da AIA e sua espessura pela área de estudo durante os três anos de coleta de dados. Limite Superior (σө = 27,05) Limite Inferior (σ1 = 32,0) Espessura Salinidade Mínima Prof. Salinidade Mínima Dens. Salinidade Mínima Limite Superior (σө = 27,05) Limite Inferior (σ1 = 32,0) Espessura Salinidade Mínima Prof. Salinidade Mínima Dens. Salinidade Mínima Limite Superior (σө = 27,05) Limite Inferior (σ1 = 32,0) Espessura Salinidade Mínima Prof. Salinidade Mínima Dens. Salinidade Mínima Limite Superior (σө = 27,05) Limite Inferior (σ1 = 32,0) Espessura Salinidade Mínima Prof. Salinidade Mínima Dens. Salinidade Mínima AIA (1997) Mínimo 529 917 332 34,356 721 27,18 AIA (1998) Mínimo 442 893 327 34,326 698 27,19 AIA (2000) Mínimo 495 903 332 34,319 678 27,12 AIA (GERAL) Mínimo 442 893 327 34,319 678 27,12 Máximo 672 1024 447 34,428 853 27,28 Média 598,6 966,5 367,9 34,403 786,5 27,24 Máximo 702 1068 486 34,449 883 27,3 Média 601,2 971,9 370,6 34,394 791,9 27,24 Máximo 713 1104 444 34,451 928 27,3 Média 609,2 981,8 372,6 34,388 791 27,23 Máximo 713 1104 486 34,451 928 27,3 Média 603,2 973,7 370,5 34,394 789,9 27,24 Pelos critérios de análise adotados, a espessura da AIA variou de 327 a 486 metros considerando os três anos de coleta. Pela Figura 4.9 observa-se que as maiores espessuras estão na região nordeste da área de estudo próximo a 21ºS, onde se localiza, de acordo com TSUCHIYA et al. (1994) e conforme pode ser observado em REID (1989), a fronteira entre o Giro Subtropical e o Giro Subequatorial Ciclônico na profundidade da AIA. Em grande parte da área de estudo a espessura da AIA pouco variou, seja espacialmente em um mesmo ano ou quando são comparadas áreas comuns entre os diferentes anos de coleta. 37 -18 -18 -20 -20 -22 -22 -24 -24 -26 -26 -28 -28 435 425 415 405 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -28 -12 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 395 385 375 -18 365 -20 355 -22 345 335 -24 -26 -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 Figura 4.9 – Mapas representativos da espessura (m) da AIA nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C) pela área de estudo. Os mapas estão na mesma escala de longitudes (eixos horizontais) e latitudes (eixos verticais), e a barra de cores é a mesma para os três mapas. O comportamento do núcleo da AIA, definido como a profundidade na qual a salinidade é mínima na coluna d’água, foi estudado tendo-se em vista a relação destes valores com a profundidade e a densidade correspondentes ao nível, para o qual, foi encontrada a salinidade mínima no diagrama T-S. Os valores de salinidade mínima da AIA encontrados variaram entre 34,319 e 34,451 (Tabela 4.3), mostrando uma relação direta com a localização das estações de coleta, sendo os maiores valores encontrados nas menores latitudes e os menores valores nas maiores latitudes (Figura 4.10A). Este comportamento na variação dos valores de salinidade mínima está relacionado à proximidade da AIA em relação a sua zona de formação. Isto por que ao longo do caminho da AIA pelo oceano Atlântico Sul acontecem processos de mistura com águas adjacentes que vão alterando seus valores originais de T e S. O intervalo de profundidade onde foi localizado o núcleo de salinidade mínima da AIA ficou compreendido entre 678 e 928 metros (Tabela 4.3). O núcleo da AIA foi encontrado em menores profundidades nas baixas latitudes e em maiores profundidades nas altas latitudes (Figura 4.10B). Este comportamento é condizente com as variações de profundidade observadas entre os limites superior e inferior da 38 AIA, constatando que a variação de profundidade ocorre na massa d’água inteira e não somente em seu núcleo de salinidade mínima. Os resultados obtidos por THOMSEN (1962), mesmo este tendo trabalhado com um número menor de estações, ao longo do meridiano de 30ºW e em uma amplitude latitudinal maior, são essencialmente semelhantes aos observados neste trabalho (Tabela 4.4). Tabela 4.4 – Comparação com os valores obtidos por THOMSEN (1962) para o núcleo de salinidade mínima da AIA. Variação da Salinidade Mínima Variação da Profundidade correspondente a Salinidade Mínima (m) THOMSEN (1962) 34,26 a 34,51 685 a 950 Este estudo 34,32 a 34,45 678 a 928 A densidade (σө) da água em que se encontra o núcleo de salinidade mínima da AIA está compreendida entre 27,12 e 27,3 (Tabela 4.3) estando na média a 27,24. A variação da densidade do núcleo da AIA mostrou uma tendência de aumento de sul para norte com os maiores valores sendo observados na parte nordeste da área de estudo, coincidindo com a fronteira entre o Giro Subtropical e o Giro Subequatorial Ciclônico citada por TSUCHIYA et al. (1994) (Figura 4.10C). 39 -18 34.45 34.44 34.43 -20 34.42 34.41 34.4 -22 34.39 34.38 34.37 -24 34.36 34.35 34.34 -26 A 34.33 34.32 -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -18 -680 -700 -720 -20 -740 -760 -22 -780 -800 -820 -24 -840 -860 -880 -26 B -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -900 -920 -12 -18 27.31 27.29 -20 27.27 27.25 -22 27.23 27.21 -24 27.19 27.17 -26 27.15 C 27.13 -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 Figura 4.10 – Mapas representativos das características do núcleo de salinidade mínima da AIA. Valores de salinidade mínima (A), profundidade (m) do núcleo de salinidade mínima (B) e densidade do núcleo de salinidade mínima (C). 40 Para a AIA foram analisados mapas de distribuição de T e S no nível de 790 metros, representando o nível de profundidade média do núcleo de salinidade mínima (Figura 4.11). Nessa profundidade a temperatura apresentou uma diminuição no sentido sul-norte, enquanto que a salinidade mostrou um aumento no mesmo sentido. Temperatura AIA (790m) 5.4 -18 4. 4 -19 5.2 -20 4. 4 4.4 5 -21 4.8 4. 8 4.8 -23 4. 8 latitude -22 4.8 -24 8 4. 8 4. 4.6 4. 8 -25 4.4 5. 2 -26 -27 4.8 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Salinidade AIA (790m) 34.44 -18 34.43 -19 34.42 -20 34 .42 34.41 -21 2 34 .4 .42 34 latitude -22 34.4 34.39 -23 34.38 8 34 .3 34 .38 -24 34 .38 34.37 34 .38 -25 34.36 -26 34.35 34 .38 4 34 .3 -27 34.34 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Figura 4.11 – Mapas de distribuição de T (superior) e S (inferior) para a AIA no nível de 790 metros. 41 4.1.4 Água Circumpolar Superior (ACP) A ACP se posiciona na coluna d’água entre a AIA e a APAN. Caracteriza-se por baixos valores de temperatura, salinidade e oxigênio e por altas concentrações de nutrientes quando comparada com águas do Atlântico Norte (REID,1989). A ACP não possui uma assinatura termohalina bem definida. Bibliograficamente é caracterizada, e localizada na coluna d’água, principalmente por sua baixa concentração de oxigênio dissolvido (REID,1989 ; TSUCHIYA et al.,1994 ; MÉMERY et al., 2000). A partir da concentração de oxigênio são estabelecidos valores de densidade para a delimitação da ACP. Neste trabalho utilizamos as isopicnais σ1 = 32,0 (limite superior) e σ1 = 32,2 (limite inferior). O limite entre a ACP e a APAN ficou localizado entre as profundidades de 1196 e 1378 metros (Tabela 4.5). Este limite apresentou uma tendência de ser mais profundo a sul e mais raso a norte, com exceção de uma região ao norte de 21ºS onde a profundidade deste limite voltou a aumentar (Figura 4.12). Esta região coincide com a fronteira entre o Giro Subtropical e o Giro Subequatorial Ciclônico citada por TSUCHIYA et al. (1994), que considera que ao norte de 21ºS não se tem mais a presença da ACP sendo toda a camada considerada ocupada pela AIA; esta hipótese também é sugerida por MÉMERY et al. (2000). Tabela 4.5 – Resultados obtidos através da análise das 230 estações de CTD mostrando o posicionamento da ACP e sua espessura na área de estudo durante os três anos de coleta de dados. Limite Superior (σ1 = 32,0) Limite Inferior (σ1 = 32,2) Espessura Limite Superior (σ1 = 32,0) Limite Inferior (σ1 = 32,2) Espessura Limite Superior (σ1 = 32,0) Limite Inferior (σ1 = 32,2) Espessura ACP (1997) Mínimo 917 1220 265 ACP (1998) Mínimo 893 1201 247 ACP (2000) Mínimo 903 1196 253 Máximo 1024 1320 337 Média 966,5 1266,8 300,3 Máximo 1068 1370 354 Média 971,9 1270,4 298,5 Máximo 1104 1378 374 Média 981,8 1277,9 296,1 42 ACP (GERAL) Mínimo 893 1196 247 Limite Superior (σ1 = 32,0) Limite Inferior (σ1 = 32,2) Espessura Máximo 1104 1378 374 -18 Média 973,7 1271,9 298,2 -1200 -1220 -20 -1240 latitude -1260 -22 -1280 -1300 -24 -1320 -1340 -26 -1360 -1380 -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Figura 4.12 – Posicionamento em profundidade (m) do limite entre ACP e APAN pela área de estudo para o ano de 2000. Aceitando a hipótese de TSUCHIYA et al. (1994), a espessura da ACP pouco variou pela área de estudo durante os anos de coleta de dados. Excluindo a região ao norte do limite entre o Giro Subtropical e o Giro Subequatorial Ciclônico, onde na verdade teríamos a presença da AIA, a variação da espessura da ACP foi da ordem de 40 metros na região de estudo. 43 -18 -18 -20 -20 -22 -22 -24 -24 -26 -26 370 360 350 A B -28 -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 340 330 320 310 -18 300 -20 290 280 -22 270 -24 260 -26 C -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 Figura 4.13 – Mapas representativos da espessura (m) da ACP nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C) pela área de estudo. Os mapas estão na mesma escala de longitudes (eixos horizontais) e latitudes (eixos verticais), assim como a barra de cores é a mesma para os três mapas. Para a ACP foram analisados mapas de distribuição de T e S no nível de 1130 metros, representando o nível de profundidade no centro da ACP (Figura 4.14). A temperatura e a salinidade, no nível analisado, tiveram comportamento similar. Observou-se um aumento dos valores no sentido sul-norte, podendo este comportamento estar relacionado com o distanciamento da massa d’água de sua zona de formação e aos processos de mistura ao longo do seu fluxo pelo oceano Atlântico Sul. O comportamento da salinidade da ACP foi o mesmo observado na AIA, aumentando de sul para norte, porém com valores um pouco superiores, o que também foi observado por REID (1989), que estudou através de dados históricos todo o oceano Atlântico Sul, porém de forma menos detalhada do que é feito neste trabalho para uma região específica. 44 Temperatura ACP (1130m) 3.75 -18 3.7 -19 3. 7 3.65 3. 7 -20 3.6 -21 3.55 3.5 3.5 3.5 latitude -22 -23 3.5 3.5 3.45 -24 3.4 3 3. -25 3.3 3.35 -26 3.3 3.3 3.3 -27 3.25 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Salinidade ACP (1130m) -18 34.62 -19 34.6 -20 34.58 34 .6 34 .6 34 .6 -22 latitude 34.56 34 .6 -21 34.54 5 34 .5 -23 34 .55 5 .5 34 34.52 -24 34.5 -25 34.5 34.48 34.5 -26 34.46 -27 34.44 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Figura 4.14 – Mapas de distribuição de T (superior) e S (inferior) para a ACP no nível de 1130 metros. 4.1.5 Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) A APAN está posicionada na coluna d’água entre a ACP e a AAF, e se caracteriza por uma espessa camada de água, com alta salinidade, rica em oxigênio e pobre em nutrientes fluindo para sul através do equador (REID,1989). A APAN foi delimitada, neste trabalho, pelas isopicnais σ1 = 32,2 (limite superior) e σ4 = 45,87 (limite inferior). 45 O limite entre a APAN e a AAF foi encontrado entre as profundidades de 3286 e 4103 metros (Tabela 4.6). Pela Figura 4.15 observa-se uma tendência deste limite ser mais raso ao sul e mais profundo ao norte da área de estudo. As maiores profundidades entre a APAN e a AAF dentro da área de estudo são observadas em uma região na parte leste da Figura 4.15. Isto se deve ao fato das estações de coleta responsáveis por este resultado, estarem localizadas a leste da cordilheira meso-oceânica, o que faz com que a dinâmica observada nesta área específica a esta profundidade esteja relacionada a processos de circulação existentes na Bacia de Angola. -18 -3300 -3400 -20 latitude -3500 -3600 -22 -3700 -3800 -24 -3900 -4000 -26 -4100 -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Figura 4.15 – Posicionamento em profundidade (m) do limite entre APAN e AAF pela área de estudo para o ano de 2000. Tabela 4.6 – Resultados obtidos através da análise das 230 estações de CTD mostrando o posicionamento da APAN e sua espessura pela área de estudo durante os três anos de coleta de dados. Limite Superior (σ1 = 32,2) Limite Inferior (σ4 = 45,87) Espessura Salinidade Máxima Prof. Salinidade Máxima Dens. Salinidade Máxima Limite Superior (σ1 = 32,2) Limite Inferior (σ4 = 45,87) Espessura Salinidade Máxima Prof. Salinidade Máxima Dens. Salinidade Máxima APAN (1997) Mínimo 1220 3407 2112 34,901 1995 27,8 APAN (1998) Mínimo 1201 3364 2044 34,89 1800 27,78 Máximo 1320 3756 2495 34,945 2653 27,83 Média 1266,8 3557,2 2289,5 34,932 2170,3 27,82 Máximo 1370 3741 2494 34,95 2699 27,84 Média 1270,4 3550,5 2278,6 34,93 2216,8 27,82 46 Limite Superior (σ1 = 32,2) Limite Inferior (σ4 = 45,87) Espessura Salinidade Máxima Prof. Salinidade Máxima Dens. Salinidade Máxima Limite Superior (σ1 = 32,2) Limite Inferior (σ4 = 45,87) Espessura Salinidade Máxima Prof. Salinidade Máxima Dens. Salinidade Máxima APAN (2000) Mínimo 1196 3286 2011 34,889 1783 27,79 APAN (GERAL) Mínimo 1196 3286 2011 34,889 1783 27,78 Máximo 1378 4103 2816 34,955 2812 27,84 Média 1277,4 3555,3 2275,9 34,931 2246,5 27,82 Máximo 1378 4103 2816 34,955 2812 27,84 Média 1271,7 3554,3 2281,1 34,931 2212,3 27,82 A espessura da APAN variou de 2011 a 2816 metros considerando os três anos de coleta (Tabela 4.6). As maiores espessuras da APAN estão na região norte da área de estudo diminuindo para sul, o que também é citado por STRAMMA & ENGLAND (1999), que trabalhou com seções do World Ocean Circulation Experiment (WOCE) distribuídas pelo oceano Atlântico Sul. Na parte leste da área de estudo observam-se os maiores valores de espessuras da APAN, principalmente nos anos de 1998 e 2000 quando a área de estudo é maior, e assim como explicado anteriormente para o comportamento do limite entre APAN e AAF, os processos oceanográficos para esta região são influenciados pelos processos existentes na Bacia de Angola. Para as áreas comuns entre os diferentes anos de coleta não ficou constatada uma variação significativa na espessura da APAN (Figura 4.16). 47 -18 -18 -20 -20 -22 -22 -24 -24 -26 2850 2750 2650 -26 B A -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -28 -12 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 2550 -12 2450 -18 2350 -20 2250 -22 2150 -24 2050 -26 C -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 Figura 4.16 – Mapas representativos da espessura da APAN nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C) pela área de estudo. Os mapas estão na mesma escala de longitudes (eixos horizontais) e latitudes (eixos verticais), e a barra de cores é a mesma para os três mapas. O comportamento do núcleo de salinidade máxima da APAN foi estudado através da variação dos valores de salinidade máxima pela área de estudo e a relação destes valores com a profundidade e a densidade relativas ao nível onde foram observados. Os valores de salinidade máxima da APAN variaram entre 34,889 e 34,955 (Tabela 4.6). O núcleo de salinidade máxima da APAN mostrou-se como uma “língua” salina centrada entre as latitudes de 20 e 22ºS com os maiores valores de salinidade sendo observados na parte oeste da área de estudo (Figura 4.17A). Este comportamento da variação da salinidade máxima da APAN sugere a sua penetração para o interior da Bacia do Brasil de oeste para leste, tendo sido observado também por outros autores como DE MADRON & WEATHERLY (1994), TSUCHIYA et al. (1994) e STRAMMA & ENGLAND (1999) e será explicado em maiores detalhes no capítulo 4.2. O núcleo de salinidade máxima da APAN ficou compreendido entre 1783 e 2812 metros (Tabela 4.6). De forma geral, o núcleo de salinidade máxima da APAN foi encontrado em menores profundidades nas baixas latitudes e em maiores profundidades nas altas latitudes (Figura 4.17B). Este comportamento confirma o que foi observado por TSUCHIYA et al. (1994), segundo o qual, a salinidade máxima da 48 APAN é encontrada em menores profundidades próximo ao equador, e afunda em direção ao sul, principalmente entre 22º e 25ºS onde a APAN é obstruída pela ACP. A faixa de densidade (σө) da água em que se encontrou o núcleo de salinidade máxima da APAN ficou compreendida entre 27,79 e 27,84 (Tabela 4.6) estando na média a 27,82. As maiores densidades do núcleo da APAN foram observadas ao sul e as menores ao norte da área de estudo (Figura 4.17C) comportamento coerente com as profundidades de localização do núcleo de salinidade máxima da APAN. 49 -18 34.95 -20 34.94 34.93 -22 34.92 -24 34.91 34.9 -26 A 34.89 -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -18 -1800 -1900 -20 -2000 -2100 -2200 -22 -2300 -2400 -24 -2500 -2600 -26 B -2700 -2800 -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -18 27.842 27.838 27.834 -20 27.83 27.826 27.822 -22 27.818 27.814 27.81 -24 27.806 27.802 27.798 -26 C 27.794 27.79 -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 Figura 4.17 – Mapas representativos das características do núcleo de salinidade máxima da APAN. Valores de salinidade máxima (A), profundidade do núcleo de salinidade máxima (B) e densidade do núcleo de salinidade máxima (C). 50 Para a APAN foram analisados mapas de distribuição de T e S no nível de 2250 metros, representando o nível de profundidade média do núcleo de salinidade máxima da APAN (Figura 4.18). Nessa profundidade a temperatura e a salinidade mostraram o mesmo comportamento, com os maiores valores a oeste e uma distribuição que sugere a penetração da APAN para o interior da Bacia do Brasil. Temperatura APAN (2250m) 3.15 -18 3.1 -19 9 2. 3.05 3 -20 3.1 -21 3 2.9 3.1 3.1 latitude -22 3 2.95 -23 2.9 3 -24 3.1 2.85 3 -25 3 3 -26 2.8 -27 2.75 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Salinidade APAN (2250m) 34.94 -18 34 .91 34.935 -19 34 .92 -20 34.93 34 .9 3 34 .91 34 .9 34 .9 4 34.92 34 .9 2 34.91 -25 34 .93 3 .9 34 -24 34.915 34 .91 34 .93 34 .94 latitude -22 -23 34.925 34 .92 -21 -26 34.92 34.905 34 .92 34.9 34 .92 34.895 34 .9 -27 -26 -24 34 .9 1 34.89 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Figura 4.18 – Mapas de distribuição de T (superior) e S (inferior) para a APAN no nível de 2250 metros. 51 4.1.6 Água Antártica de Fundo (AAF) Relativamente fria e pouco salina (TSUCHIYA et al., 1994) a AAF tem como limite superior a interface com a APAN (σ4 = 45,87) e como limite inferior a batimetria. Segundo STRAMMA & ENGLAND (1999), a circulação da AAF é fortemente influenciada pela topografia de fundo (Figura 4.19). Figura 4.19 – Mapa batimétrico da parte sudeste da Bacia do Brasil. Fonte: Etopo5 (http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/etopo5.html) 52 Tabela 4.7 – Resultados obtidos através da análise das 230 estações de CTD mostrando o posicionamento da AAF e sua espessura pela área de estudo durante os três anos de coleta de dados. Limite Superior (σ4 = 45,87) Limite Inferior (batimetria) Espessura Limite Superior (σ4 = 45,87) Limite Inferior (batimetria) Espessura Limite Superior (σ4 = 45,87) Limite Inferior (batimetria) Espessura Limite Superior (σ4 = 45,87) Limite Inferior (batimetria) Espessura AAF (1997) Mínimo 3407 4159 647 AAF (1998) Mínimo 3364 3978 282 AAF (2000) Mínimo 3286 3995 324 AAF (GERAL) Mínimo 3286 3978 282 Máximo 3756 6013 2441 Média 3557,2 4851,4 1294,2 Máximo 3741 6000 2561 Média 3550,5 5014,6 1473,4 Máximo 4103 6042 2428 Média 3552,9 5144,6 1591,7 Máximo 4103 6042 2561 Média 3554,3 5011,4 1457,1 A espessura da AAF variou de 282 a 2561 metros pela área de estudo (Tabela 4.7). Por ter a profundidade local como seu limite inferior, sua espessura mostrou nítida relação com a batimetria, sendo mais espessa em locais com maiores profundidades, no interior da Bacia do Brasil, e menos espessa em regiões mais rasas, sobre a Cordilheira Meso-Oceânica (Figura 4.20). 53 -18 -18 -20 -20 -22 -22 -24 -24 -26 2400 2200 2000 -26 B A -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -28 -28 -12 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 1800 1600 1400 1200 -18 1000 -20 800 600 -22 400 -24 -26 C -28 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 Figura 4.20 – Mapas representativos da espessura (m) da AAF nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C) na área de estudo. Os mapas estão na mesma escala de longitudes (eixos horizontais) e latitudes (eixos verticais), assim como barra de cores é a mesma para os três mapas. Para a AAF foram analisados mapas de distribuição de T e S no nível de 5000 metros, representando uma profundidade média no centro da AAF (Figura 4.21). Tanto para a temperatura quanto para a salinidade os menores valores foram observados no interior da Bacia do Brasil, onde ocorrem as maiores profundidades. Na região leste da área de estudo foram observados os maiores valores de T e S, mostrando também relação com a batimetria local (Figura 4.19). 54 Temperatura AAF (5000m) 2 -18 -19 1.8 -20 1.6 -21 1.4 2 1. 6 -23 1.2 latitude 0. 8 -22 -24 0.8 1.2 -25 1 -26 -27 0.8 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Salinidade AAF (5000m) -18 34.82 -19 -20 34.8 -21 5 34 .7 34.78 .72 34 -23 34 .7 8 latitude -22 34.76 -24 -25 34.74 -26 34 .75 -27 34.72 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 longitude Figura 4.21 – Mapas de distribuição de T e S para a AAF no nível de 5000 metros. 55 4.2 ESCOAMENTO GEOSTRÓFICO Neste capítulo serão discutidos os resultados obtidos com a realização do cálculo geostrófico para os dados coletados na área de estudo durante o ano de 2000, escolhido em função da maior distribuição espacial dos dados. Seções verticais e horizontais de velocidade geostrófica e gráficos de transporte zonais e meridionais serão utilizados para explicar a circulação geostrófica em diferentes níveis de profundidade dentro da área de estudo. O nível de referência (NR) escolhido para que fossem realizados os cálculos geostróficos, foi a profundidade da isopicnal de σ1 = 32,2 que representa o limite entre a ACP e a APAN (Figura 4.22). Esta escolha foi feita, tendo em vista que a APAN e a ACP fluem em sentidos contrários dentro da Bacia do Brasil (STRAMMA & ENGLAND, 1999), o que faz com que exista um nível de profundidade na interface entre estas massas d’água onde a velocidade é nula. (m) -1200 -1220 -1240 -1260 -1150 Profundidade (m) -1200 -1280 -1250 -1300 -1300 -10 -12 -1350 -14 -1320 -16 -1400 -18 -16 -1340 -20 -18 -22 -20 -22 -1360 -24 -24 -26 -26 Latitude -28 -28 Longitude Figura 4.22 – Superfície isopicnal de σ1 = 32,2 que representa o limite entre a ACP e a APAN e o nível de referência escolhido. 56 A escolha de um NR fixo em uma determinada profundidade é comumente utilizada para se estudar o escoamento geostrófico, como por exemplo, é feito por REID (1989) que estudou a circulação geostrófica no oceano Atlântico Sul. Como neste trabalho de dissertação o NR é variável, acompanhando uma isopicnal, foram feitos testes com níveis de referência fixos para os dados analisados. A partir destes testes concluiu-se que, com a utilização de um NR variável em profundidade pela área de estudo, as feições são essencialmente as mesmas observadas quando se utiliza um NR fixo, porém com uma visualização mais nítida do campo de velocidades geostróficas. Com a definição do NR foram calculados os campos verticais e horizontais de velocidade geostrófica pela área de estudo. A análise conjunta dos resultados obtidos através do cálculo geostrófico para as diferentes massas d’água permitiu ter uma visão comparativa entre as massas d’água e uma descrição geral da dinâmica observada em toda a coluna d’água pela área de estudo. Acima do NR, que está localizado aproximadamente em 1200 metros de profundidade, se encontram as massas d’água superficiais e intermediárias (AT, ACAS, AIA e ACP) fluindo preferencialmente para oeste, junto ao Giro Subtropical do Atlântico Sul. A análise de uma seção meridional, apresentando as velocidades zonais, ao longo de 22ºW, identifica dois fluxos principais para oeste (Figura 4.23). Estes fluxos estão centrados, apesar de existir uma variação meridional dos seus posicionamentos pela área de estudo (Figura 4.24), em aproximadamente 22ºS e 25ºS. O fluxo mais a norte, centrado na média em 22ºS, varia seu posicionamento entre 21ºS e 23ºS e o fluxo mais a sul, centrado na média em 25ºS, varia seu posicionamento entre 24ºs e 26ºS. As velocidades são maiores na superfície, diminuindo com a aproximação do NR (Figura 4.23). Estudos existentes para o Atlântico Sul que trabalharam com uma região muito maior (REID,1989; TSUCHIYA et al., 1994; STRAMMA & ENGLAND, 1999; MÉMERY et al., 2000), porém com dados históricos e com pouco detalhamento para uma região específica, como é feito nesta dissertação, também citam as águas superficiais e intermediárias circulando junto ao giro subtropical. 57 Velocidades Zonais (m/s) em 22ºW 0 0.06 -200 0.04 -400 profundidade (m) 0.02 -600 0 -800 -0.02 -1000 -0.04 -1200 -0.06 -27 -26 -25 -24 -23 -22 -21 latidudes Figura 4.23 – Seção meridional de velocidades zonais, ao longo de 22ºW, englobando profundidades acima do nível de referência. Valores negativos (azul) indicam velocidades para oeste e valores positivos (vermelho) indicam velocidades para leste. 58 16ºW -16 ACAS -18 -20 L a t it u d e s L a t it u d e s ACAS -18 -20 -22 -22 -24 -24 -26 -26 -28 -0.5 18ºW -16 -0.45 -0.4 -0.35 -0.3 -0.25 Transporte (Sv) -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 -28 -0.8 0 -0.6 -0.4 -0.2 20ºW -16 0 0.2 0.4 0.6 Transporte (Sv) 22ºW -16 ACAS -18 -20 -20 L a t it u d e s L a t it u d e s ACAS -18 -22 -22 -24 -24 -26 -26 -28 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 Transporte (Sv) -0.1 0 0.1 -28 -0.7 0.2 -0.6 -0.5 -0.4 24ºW -16 -0.3 -0.2 -0.1 0 Transporte (Sv) 26ºW -16 ACAS ACAS -18 -18 -20 L a t it u d e s L a t it u d e s -20 -22 -22 -24 -24 -26 -26 -28 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 Transporte (Sv) 0 0.1 0.2 -28 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 Transporte (Sv) Figura 4.24 – Variação do posicionamento dos dois fluxos para oeste pela área de estudo. Cada gráfico representa o transporte zonal pontual (Sv) na ACAS em perfis distanciados de dois graus de longitude, localizados entre 16º e 26ºW. 59 Para ajudar a entender a circulação geostrófica no Giro Subtropical do Atlântico Sul, dentro da área de estudo, foram calculados mapas horizontais de velocidades para um nível representativo do centro de cada uma das massas d’água encontradas acima do NR (Figuras 4.25 a 4.28). O padrão de circulação observado foi bastante similar para os diferentes níveis estudados, confirmando a presença de dois fluxos principais para oeste e uma região entre os dois fluxos zonais principais, onde existe uma recirculação com as correntes geostróficas menos intensas e organizadas do que no restante da área de estudo. A camada de água compreendida entre a superfície do oceano e a isopicnal de σө = 26,0 é a camada com as maiores velocidades de corrente na maioria das regiões dos oceanos (STRAMMA & ENGLAND, 1999); e por estar sendo diretamente influenciada pelos fluxos de calor existentes na interação ar-mar, a AT apresenta fluxos geostróficos menos ordenados do que nos outros níveis estudados dentro do giro subtropical (Figura 4.25). A ACAS circula na parte sudeste da Bacia do Brasil preferencialmente para oeste (Figura 4.26) como parte do Giro Subtropical e atinge a costa da América do Sul transportada pela Corrente Sul Equatorial. Este padrão de circulação também é observado por REID (1989), STRAMMA & ENGLAND (1999) e SILVEIRA et al. (2000) para trabalhos no oceano Atlântico Sul. A AIA circula com o Giro Subtropical (Figura 4.27) chegando novamente a costa do Brasil próximo a 23ºS, onde se bifurca com um ramo fluindo para norte e outro para sul REID (1989), MAAMAATUAIAHUTAPU et al. (1992), STRAMMA & ENGLAND (1999) e MÉMERY et al. (2000). Ainda na Figura 4.27, que representa o campo de velocidades geostróficas na profundidade média do núcleo de salinidade mínima da AIA, nota-se que na altura de 20ºS existe um fluxo para leste. A localização deste fluxo coincide com a fronteira entre o Giro Subtropical e o Giro Subequatorial Ciclônico (TSUCHIYA et al., 1994), podendo a dinâmica ali existente estar respondendo a processos na interface entre os dois giros. 60 Velocidades Geostróficas (90 metros) -18 -19 -20 -21 -23 -24 -25 -26 -1 0,1 m s -27 -28 -28 -26 -24 -22 -20 longitude -18 -16 -14 -12 Figura 4.25 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 90 metros sendo representativo do centro da Água Tropical (AT). Velocidades Geostróficas (390 metros) -18 -19 -20 -21 -22 latitude latitude -22 -23 -24 -25 -26 -1 0,05 m s -27 -28 -28 -26 -24 -22 -20 longitude -18 -16 -14 -12 Figura 4.26 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 390 metros sendo representativo do centro da ACAS. 61 Velocidades Geostróficas (790 metros) -18 -19 -20 -21 latitude -22 -23 -24 -25 -26 -1 0,05 m s -27 -28 -28 -26 -24 -22 -20 longitude -18 -16 -14 -12 Figura 4.27 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 790 metros sendo representativo do centro da AIA. Velocidades Geostróficas (1130 metros) -18 -19 -20 -21 latitude -22 -23 -24 -25 -26 0,01 m s -1 -27 -28 -28 -26 -24 -22 -20 longitude -18 -16 -14 -12 Figura 4.28 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 1130 metros sendo representativo do centro da ACP. 62 A ACP flui para oeste na parte sudeste da Bacia do Brasil associada com o limite norte do giro subtropical (REID, 1989; MÉMERY et al., 2000). Na região nordeste da área de estudo, ao norte de 21ºS, é observado um fluxo para leste, incluindo uma região onde a circulação geostrófica é praticamente nula. A dinâmica oceânica nesta área pode estar associada à interface entre o Giro Subtropical e o Giro Subequatorial Ciclônico, assim como acontece para a AIA na mesma região (Figura 4.28). A ACP é a massa d’água mais profunda a circular junto com o Giro Subtropical do Atlântico Sul. TSUCHIYA et al. (1994) citam que a ACP está localizada logo abaixo da AIA fluindo de sul para norte até aproximadamente 22ºS. TSUCHIYA et al. (1994) sugerem ainda que a fronteira entre o Giro Subtropical e o Giro Subequatorial do Atlântico Sul, localizada na latitude aproximada de 21ºS, seria o limite norte da ACP sendo que ao norte desta fronteira toda a camada de água, que ao sul é ocupada ACP ao norte é ocupada pela AIA. Já as massas d’água profundas (APAN e AAF), abaixo do nível de referência, ao contrário das águas que circulam junto ao giro subtropical, fluem predominantemente para leste dentro da área de estudo (Figura 4.29). Assim como foi observado nas seções horizontais de velocidade geostrófica para as águas superficiais e intermediárias, existem dois fluxos zonais principais e uma região entre os fluxos zonais onde existe uma recirculação com as correntes geostróficas menos organizadas e menos intensas (Figuras 4.30 e 4.31). 63 Velocidades Zonais (m/s) em 22ºW -1500 0.06 -2000 0.04 -2500 profundidade (m) 0.02 -3000 0 -3500 -4000 -0.02 -4500 -0.04 -5000 -0.06 -27 -26 -25 -24 -23 -22 -21 latidudes Figura 4.29 – Seção vertical de velocidades zonais, ao longo de 22ºW, englobando profundidades abaixo do nível de referência. Valores negativos (azul) indicam velocidades para oeste e valores positivos (vermelho) indicam velocidades para leste. No caso da APAN, têm-se um fluxo para o interior da Bacia do Brasil, centrado em 22ºS, que pode estar representando a conseqüência da bifurcação desta massa d’água, quando encontra a Cadeia de Vitória Trindade ao fluir para sul junto ao contorno oeste como é citado por vários autores como REID (1989), TSUCHIYA et al. (1994), STRAMMA & ENGLAND (1999) e MÉMERY et al. (2000). Outra explicação para o fluxo para leste da APAN em 22ºS, seria o bloqueio da APAN pela recirculação subtropical da ACP (MÉMERY et al., 2000) fazendo com que esta se direcione para o interior da Bacia do Brasil (Figura 4.30). Ainda no nível de profundidade da APAN, ao longo de 20ºS, observa-se um fluxo para oeste. Segundo DE MADRON & WEATHERLY (1994), após penetrar na Bacia do Brasil proveniente da fronteira oeste, a APAN, gira para nordeste recirculando dentro da Bacia do Brasil, o que explicaria a dinâmica observada nesta região (Figura 4.30). 64 Velocidades Geostróficas (2250 metros) -18 -19 -20 -21 latitude -22 -23 -24 -25 -26 -1 0,05 m s -27 -28 -28 -26 -24 -22 -20 longitude -18 -16 -14 -12 Figura 4.30 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 2250 metros sendo representativo do núcleo de salinidade máxima da APAN. Velocidades Geostróficas (4500 metros) -18 -19 -20 -21 latitude -22 -23 -24 -25 -26 -1 0,05 m s -27 -28 -28 -26 -24 -22 -20 longitude -18 -16 -14 -12 Figura 4.30 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 4500 metros sendo representativo do centro da AAF. 65 DE MADRON & WEATHERLY (1994) localizam um núcleo de salinidade máxima da APAN em 22ºS, a leste da Cadeia de Vitória-Trindade, indicando o fluxo para leste já citado anteriormente, e que é confirmado na Figura 4.32 onde o campo de velocidades geostróficas está representado sobre o campo de salinidade máxima da APAN. Nota-se, nitidamente, que o escoamento geostrófico acompanha as isohalinas, o que corrobora a penetração da APAN nesta região da Bacia do Brasil. A “língua” com maiores valores de salinidade observada na Figura 4.32 delimitaria este fluxo para leste, proveniente do contorno oeste. Velocidades Geostróficas (2250 metros) -18 34.94 -19 34.935 -20 34.93 latitude -21 34.925 -22 34.92 -23 34.915 34.91 -24 34.905 -25 34.9 -26 34.895 -1 0,05 m s -27 34.89 -28 -28 -26 -24 -22 -20 longitude -18 -16 -14 -12 Figura 4.31 – Campo horizontal de velocidades geostróficas, calculado para o nível de 2250 metros, plotado sobre o campo de salinidade máxima da APAN para a mesma profundidade. A AAF mostra um comportamento geostrófico similar ao da APAN, porém, sendo diretamente influenciado pela batimetria local. DE MADRON & WEATHERLY (1994) representaram esquematicamente o fluxo da AAF dentro da Bacia do Brasil, onde a AAF entra na Bacia do Brasil pela parte oeste fluindo para norte até aproximadamente 5ºS, de onde a maior parte retorna para o interior da Bacia do Brasil se bifurcando em aproximadamente 18ºS em fluxos para sul e para norte influenciados pela batimetria. 66 A AAF tem sua circulação fortemente influenciada pela topografia de fundo (STRAMMA & ENGLAND, 1999) e propaga-se para norte dentro da Bacia do Brasil após passar através do Canal de Vema (REID,1989; TSUCHIYA et al., 1994; STRAMMA & ENGLAND, 1999). Estas orientações dos fluxos na AAF, que acompanham o flanco da Cordilheira Meso-Oceânica, respondendo diretamente as feições batimétricas da área de estudo, podem ser melhor observados, na Figura 4.33. Velocidades Geostróficas (4500 metros) -19 -20 -3500 -21 -4000 latitude -22 -4500 -23 -24 -5000 -25 -5500 -26 0,05 m s -28 -28 -6000 -1 -27 -26 -24 -22 -20 longitude -18 -16 -14 -12 Figura 4.32 – Campo horizontal de velocidades geostróficas (vetores), calculado para o nível de 4500 metros, sobre o mapa batimétrico (contornos) da área de estudo. Como citado anteriormente, o escoamento geostrófico calculado para a área de estudo mostrou-se bastante complexo em todos os níveis de profundidade estudados, sendo caracterizado por dois fluxos zonais predominantes e uma região onde existe uma recirculação com as correntes geostróficas menos organizadas e menos intensas do que no restante da área de estudo. Nesta região entre os fluxos principais, que é comum a todos os níveis analisados, nota-se a presença de estruturas em forma de vórtices, sendo que uma delas bem definida centrada em aproximadamente 23,8ºS e 25,5ºW. Com uma dimensão de dois por dois graus, esta feição gira ciclônicamente na APAN e AAF e gira anti-ciclônicamente na AT, ACAS, AIA e ACP; sendo mais facilmente visualizada 67 na ACP, APAN e AAF. A evidência da presença de vórtices profundos na Bacia do Brasil é citada por HOGG & OWENS (1999) e por WEATHERLY et al. (2002), sendo que o primeiro trabalhou com flutuadores de profundidade e o segundo com seções do WOCE (World Oceanographic Circulation Experiment). Alguns testes foram realizados visando buscar a robustez desta informação e tentar se confirmar a presença de um vórtice na área de estudo. Testes com o nível de referência fixo, em 1000 e 1500 metros, confirmaram a presença da estrutura vortical com as mesmas características, eliminando a possibilidade de um nível de referência variável estar gerando esta feição. O comportamento da velocidade geostrófica, zonal e meridional, na localização da feição confirma a possibilidade da estrutura ser um vórtice (Figura 4.34). Nas seções escolhidas para mostrar a localização da estrutura vortical (Figura 4.34), percebe-se também a variação constante das direções das velocidades zonais e meridionais. Este tipo de comportamento que é observado por toda a área de estudo, foi apresentado por DE MADRON & WEATHERLY (1994) para a APAN e AAF, e mostra também a grande complexidade da dinâmica oceanográfica existente na região. 68 Velocidades Zonais (m/s) 0 -500 0.08 -1000 0.06 -1500 0.04 Profundidade (m) -2000 0.02 -2500 0 -3000 -0.02 -3500 -0.04 -4000 -0.06 -4500 -0.08 -5000 -26 -25.5 -25 -24.5 -24 -23.5 -23 -22.5 -22 -21.5 -21 latitudes Velocidades Meridionais (m/s) 0 -500 0.08 -1000 0.06 -1500 0.04 Profundidade (m) -2000 0.02 -2500 0 -3000 -0.02 -3500 -0.04 -4000 -0.06 -4500 -0.08 -5000 -26 -24 -22 -20 -18 -16 longitudes Figura 4.33 – Seções de velocidade geostrófica zonal (acima) e meridional, localizadas em 25,8ºW e 23,8ºS respectivamente. A área demarcada em vermelho indica a localização em latitude e longitude da feição em forma de vórtice observada. Os valores positivos (vermelho) indicam velocidades para leste e norte, e os valores negativos (azul) indicam velocidades para oeste e sul. 69 Dentro do giro subtropical os maiores valores absolutos de velocidades geostróficas foram observadas na AT (~0,13 m/s), diminuindo com o aumento da profundidade, com o mínimo observado na ACP (~0,01 m/s). Cabe ressaltar que a escolha do NR como a interface entre a ACP e a APAN explica a pequena intensidade da velocidade geostrófica na ACP. Para as massas d’água profundas os máximos das velocidades geostróficas absolutas observadas foram da ordem de 0,027 m/s tanto para a APAN quanto para a AAF (Tabela.4.8). Na Tabela 4.8 estão apresentados os valores máximos de velocidade geostrófica absolutas, zonais e meridionais calculadas para a área de estudo. Os valores máximos de velocidades zonais e meridionais observados para as massas d’água profundas (APAN e AAF) são similares aos encontrados por DE MADRON & WEATHERLY (1994) para a mesma área de estudo. Tabela 4.8 – Valores máximos observados para a velocidade geostrófica (m/s) em cada uma das massas d’água estudadas. Velocidade Norte Velocidade Sul Velocidade Oeste Velocidade Leste Velocidade Absoluta AT 0,045 0,095 0,104 0,093 0,135 ACAS 0,036 0,055 0,068 0,035 0,066 AIA 0,017 0,015 0,031 0,006 0,026 ACP 0,009 0,005 0,017 0,005 0,010 APAN 0,032 0,01 0,023 0,03 0,027 AAF 0,035 0,011 0,024 0,032 0,027 O transporte de volume integrado foi calculado ao longo de uma seção meridional e uma zonal para cada uma das massas d’água encontradas na área de estudo, com exceção da AAF. O transporte não foi calculado para a AAF pela dificuldade na interpolação dos dados na camada de fundo que devem interagir com a topografia para se chegar aos resultados esperados. Foram escolhidas as seções em 22ºS (meridional) e a seção em 22ºW (zonal), em função de serem as maiores seções possíveis de acordo com a distribuição das estações de coleta de dados. O gráfico do transporte zonal integrado ao longo de uma seção meridional em 22ºW, entre aproximadamente 21ºS e 28ºS, ilustra o comportamento dos fluxos das massas d’água, na parte sudeste da Bacia do Brasil (Figura 4.35). 70 Transporte zonal (22ºW) AT 1 ACAS AIA ACP APAN -10 -5 0 5 10 15 20 Transporte integrado (Sv) Figura 4.34 – Transporte zonal integrado ao longo (~ 21ºS a 28ºS) de uma seção meridional em 22ºW. A AT, ACAS, AIA e ACP aparecem fluindo para oeste e a APAN com o maior transporte, para leste. Dentro do giro subtropical a ACAS apresenta o maior transporte (~6,5 Sv) e a ACP transportando cerca de 0,6 Sv tem o menor transporte para a seção escolhida. Já a APAN é a massa d’água que transporta o maior volume (~15 Sv) dentre todas as analisadas. O gráfico do transporte meridional integrado ao longo de uma seção zonal em 22ºS, entre aproximadamente 12ºW e 28ºW, ilustra o comportamento dos fluxos das massas d’água, na parte sudeste da Bacia do Brasil (Figura 4.36). 71 Transporte Meridional (22ºS) 6 AT ACAS 5 AIA ACP Transporte integrado (Sv) APAN 4 3 2 1 0 1 Figura 4.35 – Transporte meridional integrado ao longo (~ 12ºW a 28ºW) de uma seção meridional em 22ºS. Todas as massas d’água analisadas tem seu transporte meridional integrado resultante para norte dentro da seção escolhida. A APAN com transporte de aproximados 5 Sv foi a massa d’água com maior transporte meridional na seção escolhida, enquanto que a ACP (~0,09 Sv) foi a que apresentou menor transporte. A Tabela 4.9 resume os valores máximos de transporte integrado para cada massa d’água dentro das seções escolhidas. Nota-se que o transporte meridional de cada massa d’água é significativamente menor do que o transporte zonal, o que se explica pelo transporte meridional estar representando basicamente o meandramento dos dois fluxos principais dentro da área de estudo. 72 Tabela 4.9 – Valores máximos observados para o transporte de volume integrado (Sv) em cada uma das massas d’água estudadas AT ACAS AIA ACP APAN TRANSPORTE INTEGRADO ZONAL (Sv) 22ºW TRANSPORTE INTEGRADO MERIDIONAL (Sv) 22ºS 1,10 (W) 6,53 (W) 2,85 (W) 0,62 (W) 15,6 (E) 0,28 (N) 1,51 (N) 0,52 (N) 0,09 (N) 5,08 (N) Foi calculado também o transporte pontual, zonal e meridional em 22ºW e 22ºS (Figura 4.37). O comportamento do transporte zonal pela área de estudo identifica o posicionamento dos fluxos predominantes (leste-oeste) observados e entre eles a região onde existem perturbações nos fluxos, onde o transporte é menor. Pelo gráfico do transporte zonal na Figura 4.37, observa-se novamente, que as massas d’água superficiais e intermediárias fluem predominantemente para oeste junto com o Giro Subtropical do Atlântico Sul e a APAN flui para leste no sentido do interior da Bacia do Brasil. Já o transporte meridional está sendo representativo, basicamente, do meandramento existente em função destes fluxos predominantes (Figura 4.37), o que também pode ser observado nos primeiros metros de profundidade da seção de velocidades meridionais na Figura 4.34. 73 Transporte Zonal -16 AT ACAS AIA ACP APAN -18 Latitudes -20 -22 -24 -26 -28 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 Transporte (Sv) Transporte Meridional 1.5 AT ACAS AIA ACP APAN Transporte (Sv) 1 0.5 0 -0.5 -1 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 Longitudes Figura 4.36 – Comparativo dos transportes zonais e meridionais obtidos para cada uma das massas d’água estudadas. A seção meridional está localizada em 22ºS e a zonal em 22ºW. 74 4.3 VARIAÇÃO INTERANUAL Foram escolhidas para a análise da variação interanual 1 (uma) seção meridional e 2 (duas) zonais dentro da área de estudo, de acordo com a localização geográfica das estações de coleta, visando a possibilidade de comparação dos parâmetros como temperatura e salinidade, entre os anos de aquisição dos dados (Figura 4.38). Para que esta análise fosse possível, as coordenadas geográficas que definem a localização das estações correspondentes entre os anos de coleta, devem ser as mais próximas possíveis para que não seja inserido na análise um erro em função da variação espacial dos parâmetros estudados pela área de estudo. Os dados foram interpolados linearmente para uma mesma latitude ou longitude, conforme o caso. A análise dos dados foi feita sobre a seção vertical resultante da subtração da seção do ano de coleta mais recente pela seção do ano de coleta mais antigo. Para as seções zonais foram feitas comparações entre os anos de 1997 e 2000, enquanto que na seção meridional somente foi possível comparar os dados entre os anos de 1998 e 2000. A carência de trabalhos deste tipo realizados no oceano Atlântico Sul aumenta a importância deste tipo de análise, porém, impossibilita a comparação com trabalhos realizados anteriormente. Trabalhos que analisaram a variação no oceano Atlântico Norte como LEVITUS (1989) e BRYDEN et al. (1996) serão utilizados para comparações dos resultados encontrados, respeitando as particularidades de cada região de estudo. Visando validar a interpolação dos dados em cada uma das três seções analisadas, foi calculado um perfil de diferença pontual de salinidade e temperatura utilizando-se um par de estações em cada perfil, escolhido de acordo com suas localizações geográficas (ver Figura 4.38). Os resultados estão apresentados na Figura 4.39 e mostraram coerência com os resultados observados nos perfis de variação para as 3 seções. Ficou evidenciado também um comportamento similar da variação de temperatura com a variação de salinidade, comportamento este também observado por BRYDEN et al. (1996) no Atlântico Norte. 75 SEÇÃO 1 -19 -19.5 1997 2000 -20 latitude -20.5 -21 -21.5 -22 -22.5 -23 -23.5 -21 -20 -19 -18 -17 -16 -15 -14 -13 -12 longitude SEÇÃO 2 -21 -21.5 1997 2000 -22 -22.5 latitude -23 -23.5 -24 -24.5 -25 -25.5 -26 -21 -20 -19 -18 -17 longitude -16 -15 -14 -13 SEÇÃO 3 -20 -21 1998 2000 -22 latitude -23 -24 -25 -26 -27 -27 -26.5 -26 -25.5 longitude -25 -24.5 -24 Figura 4.37 – Localização das seções utilizadas para a análise da variação interanual de temperatura e salinidade. Os círculos em amarelo identificam os pares de estações utilizados para validar a interpolação dos dados. 76 Figura 4.38 – Perfis pontuais de diferença de T (esquerda) e S (direita) para cada uma das seções analisadas. O perfil pontual relativo a seção 1 analisa estações localizadas próximas a 18ºW, a seção 2 próximas a 15ºW e para a seção 3 próximas a 22ºS. 77 4.3.1 Seção 1 A seção 1 é uma seção aproximadamente zonal com latitude variando de 20,6ºS a 21,8ºS e longitude variando de 13ºW a 20ºW. As Figuras 4.40 e 4.41 mostram os campos de diferença de temperatura e salinidade para a seção 1 entre os anos de 1997 e 2000. Realizando-se uma análise da climatologia Levitus (World Ocean Atlas 1994) com o objetivo de verificar qual a variação da profundidade da camada de mistura ao longo do ano, identificou-se o mês de setembro como o que apresenta a profundidade máxima atingida pela camada de mistura, sendo esta, de aproximadamente 250 metros na região de estudo (http://www.cdc.noaa.gov/cdc/data.nodc.woa94.html). O intervalo de profundidade entre a camada de mistura no período estudado e a profundidade máxima da camada de mistura durante o ano será chamado de camada de mistura fóssil. Nos primeiros 100 metros de profundidade, a água encontrada na camada de mistura, apresentou uma variação acima de 2,0ºC. Entre 100 e 250 metros, no que seria a camada de mistura fóssil, que ainda guarda informações de T e S provenientes da variação da profundidade da camada de mistura durante o ano, a temperatura apresentou uma diferença negativa com valores de aproximadamente -1,5ºC por quase toda a seção. Entre 250 e 700 metros, intervalo de profundidade onde se define a ACAS, há um predominante resfriamento com valores aproximados de até -0,75ºC. Para estas profundidades, somente entre 19º e 20ºW observa-se um aquecimento, porém em menor escala com valores máximos aproximados de 0,25ºC. Entre 700 e 1000 metros, região média da AIA, a seção 1 mostra uma variação térmica menos intensa do que em regiões mais rasas, com o predomínio de um resfriamento com valor médio da ordem de -0,1ºC e uma pequena região no extremo leste da seção onde é notada uma variação positiva mínima. Abaixo dos 1000 metros de profundidade a variação térmica observada é menos acentuada variando em grande parte da seção no intervalo aproximado de -0,1ºC a 0,1ºC. Entre 1000 e 1500 metros existe uma área mais aquecida a leste e um resfriamento a oeste. Entre as profundidades de 2000 e 3500 metros, tem-se uma tendência a um resfriamento de 1997 para 2000 por toda a seção, porém com valores inferiores a -0,05ºC em poucas áreas do perfil. Abaixo de 3500 78 metros onde se encontra a AAF nota-se a dominância de uma variação positiva com valores máximos aproximados de 0,1ºC. 79 Variabilidade Térmica - Seção 1 0.25 0.5 0.5 0.25 -0.75 75 -0. -0.75 -0 25 -0 . - 0 . - 0. 5 25 0.5 0.25 -0.7 5 -0.5 .2 -0.25 5 -0 .2 5 -0. 25 -0 . 0 5 -0 .5 -0.25 5 25 -0 . 2 5 5 -0.25 25 -0 . -0.25 -0.5 -0.5 -0.25 -0. 25 0. 25 -700 5 -0.5 -0 . -600 0.5 .2 25 75 5 -0 . -0.25 -0.25 -0 . -0.25 -0 . 0. 2 -0 . 2 -0.25 -0.25 -0.5 -0.25 -0.5 -0 -500 -0. 25 -0.5 -0.5 -0. 5 -0 . 5 1 5 -0. 5 -0.5 -0.5 0.25 -0 . 75 -0.75 -0. 25 -0.25 -0 -0 .5 5 -0. -0.5 5 5 -0 1.5 0.25 -0.75 -0.75 5 -0 . - 0 .2 -0.25 -0.25 5 0.5 -0.-0.5 25 -0.5 .7 0.50.25 0.25 0.25 0.25 -0.75 -0.75 -0.7 -0 P ro fun d id ad e (m ) -0.25 -0.25 -0.25 -0. 75 -0.25 25 -400 -0.5 -0.75 -0.25 -300 0.25 -0.25 -0.5 -0.5 -0.75 .2 -200 -0 . 0.5 -0. 5 -0.75 -0.5 0. 25 0. 5 -0.25 -0.25 .5 -100 5 0. -0 .7 5 0.5 -1 -0.25 -800 -1.5 -900 -19 -18 -1000 -0. 05 . -0.05 -0 -0. 1 -0.1 0. 05 0.05 0.1 0.1 0.05 1 1 -0 -0. 5 05 0.25 -0 . 0.2 - 0. 1 . 05 -0. 05 -0.05 -0.05 0.05 05 -0.05 0.05 -0.05 0.15 5 -0 .0 .1 -0.1 -0.05 -0 . 5 .0 -0 05 -0 . 05 0.05 -0. 05 -0.05 -2500 -0.05 -0.05 5 -0.0 -0.05 0 -0.05 -3000 -0 . 5 0.05 0.1 5 0.1 -0 .0 -20 -19 0.1 0.05 0.05 - 0. 0 0.05 -18 0.1 0. 05.05 0 0.05 5 -0.2 -0.05 0.05 0. 1 0.05 -0.15 -0.0 5 -0.25 0. 05 0 .1 0.05 -0.1 0.1 0.05 0.05 0.1 0.0 5 1 0. 1 0.1 0. 05 5 5 0. 5 5 .0 0. 0 .0 5 0. 0 -0 5 0 -0 5 .0 0.05 0.0 -4000 .0 0. 05 05 -0 0. 0 -0.1 -0.05 0. -3500 05 -0.05 -0.05 -0 .0 5 -0.05 -0. -0.05 05 -0.05 -0.05 -0. 05 0.05 P ro fun d id ad e (m ) -0 . 0.1 -0.05 05 -0. 1 -0.05 -0.05 05 -0 -2000 -0. -0 .0 5 0. 05 0. 0. 0.05 - 0. 0 0.05 0.05 -14 0.1 0.1 -0.05 -0.05 -0. 05 -0.05 0. 05 0.05 0.05 5 0.05 -0.05 -0.05 -0.1 -1500 0. 0 -15 05 -0.1 05 -16 0. -0.05 -17 -0 .1 -1000 -20 0. 1 -17 Longitude -16 -15 -14 Figura 4.40 – Perfil vertical da diferença de temperatura entre os anos de 2000 e 1997 para a seção 1. A parte superior da figura mostra a variação de 0 a 1000 metros de profundidade e a parte inferior da figura mostra a variação entre 1000 e o fundo. 80 A observação da seção de diferença de salinidade na seção 1 mostra que existe uma variação de ±0,05 na camada de mistura. A aproximadamente 80 metros de profundidade existe uma faixa com variação positiva de salinidade pela seção, com valores aproximados de 0,5. Entre aproximadamente 100 e 250 metros, na camada de mistura fóssil, notase uma predominância da diminuição da salinidade pela seção 1, sendo que a presença desta água menos salina é nitidamente observada entre 15º e 19ºW com valores inferiores a -0,25. Para este intervalo de profundidade é observado somente um aumento na salinidade entre 19º e 20ºW, porém com uma variação de menor intensidade da ordem de 0,1. Entre 250 e 1000 metros a salinidade mostra uma variação, seja positiva ou negativa, por todo o perfil, porém com valores bem menores do que na superfície. Uma variação da ordem de -0,05 só é percebida entre 16º e 18º W. Entre 250 e 700 metros, profundidades médias da ACAS, há um predomínio de águas menos salinas exceto na parte mais oeste do perfil, entre 18º e 20ºW, enquanto que entre 700 e 1000 metros, profundidade da AIA, existe um predomínio de águas mais salinas (~0,01) no ano de 2000. Entre 1000 e 2000 metros, a variação da salinidade é da ordem de ±0,05, com um aumento nítido na salinidade entre 16º e 19ºW e uma tendência a variação negativa no restante do perfil. Abaixo de 2000 metros até 3500 metros, apesar de uma tendência geral a uma variação negativa, são observadas pequenas regiões com variação da ordem de ±0,01 na salinidade de 1997 para 2000. Já abaixo de 3500 metros, profundidade da AAF, são observadas águas mais salinas (~0,01). 81 Variabilidade Salina - Seção 1 -0.05 0.1 0.05 0.1 -0 .0 5 .2 -0.05 05 -0.05 0.2 -0.05 -400 0.1 -0.05 -500 -0. 05 05 -0.05 -0.05 -600 0 -0 . -0.05 -0.1 -700 -0.2 -800 -0.3 -900 -0.4 -19 0.01 0. 0 -0.01 0.01 -0 1 1 0.0 0. 01 0.01 1 0. 0 1 0.01 0. 01 0.01 0.01 0.01 0. 0.0011 0.01 0.01 -0.01 0.01 0.01 -0. 01 -0.0 0.01 0. 01 -0.01 -0.01 -0.01 0. 01 1 -0.01 -0.01 -0.01 0.04 -0.01 -0.01 0.03 1 0. 0 0.01 0. 01 0.01 0.01 0.01 0.01 0. 0 1 0.01 -0. 01 -0 . 0 1 -1500 .0 -14 0.01 0.01 0.01 0.01 1 -0.01 -0.01 1 -0-0 .0.0 11 -15 .0 -0.0 01 1 -16 -0 0. 0 -17 01 -1000 -18 0. -1000 -20 -0 . 0 1 -0.0 1 -0 . -2000 01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 - 0. 01 -0. 01 0.02 0.01 -2500 0 0.01 0.01 0.01 0.01 -3000 0.01 -0.01 -0.02 -3500 -0.01 0.01 01 0.01 0. 01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.010.01 0.01 0.01 -0.03 1 0. 01 0.01 0.01 0.01 1 01 1 0.01 0. 0 0. 0. 0 -4000 1 0. 01 0. 01 0. 0 0. 0 0. 01 0. P ro fu nd id a de (m ) 0.3 -0 . -0 . 5 -0.05 -0 . 0 5 -0.1 -0 . 05 05 -0.05 0. 0 0.4 1 05 -0.1 -0.1 -0.1 5 -0. 25 -0.1 0.05 0. -0.05 -0 -0. -0.05 1 -0. 1 -0.1 -0.1 0.1 -0.05 0.05 0.1 0.05 -0.1 -0.05 -0 . -0.25 -0.25 -0.05 P ro fu nd id a de (m ) 0.05 -0.1 0.05 -300 -0.1 .1 0.05 0.05 -0 0.1 0.05 0 .0 5 0 .1 -100 -200 -0.05 -0.05 -0 .0 5 0.1 0.05 0. 0 1 0.01 -0.04 0.01 0.01 0. 0 1 0.01 -20 -19 -18 -17 Longitude -16 -15 -14 Figura 4.39 – Perfil vertical da diferença de salinidade entre os anos de 2000 e 1997 para a seção 1. A parte superior da figura mostra a variação de 0 a 1000 metros de profundidade e a parte inferior da figura mostra a variação entre 1000 e o fundo. 82 4.3.2 Seção 2 A seção 2 é uma seção localizada entre as latitudes aproximadas de 24ºS e 22,8ºS variando longitudinalmente entre 20ºW e 15ºW. As Figuras 4.42 e 4.43 mostram os campos diferença de temperatura e salinidade para a seção 2 entre os anos de 2000 e 1997. Nos primeiros 100 metros de profundidade a temperatura apresentou um aumento do ano de 1997 para 2000 com valores superiores a 2,0ºC. A camada de mistura fóssil também apresentou um aumento na temperatura com valores superiores a 2,0ºC, sendo este aumento mais intenso na parte oeste da seção. No intervalo de profundidade onde se encontra a ACAS (300 a 700 metros) a água mostrou uma variação térmica positiva da ordem de 0,75ºC entre 17,5º e 19ºW, e de até 1,5ºC entre 15º e 16ºW. Entre 16º e 17,5ºW foi observada uma variação negativa com valores extremos da ordem de -0,25º C. Entre 700 e 1000 metros de profundidade (AIA), a variação observada ficou entre -0,1º e 0,1ºC, com o predomínio de uma variação térmica positiva pela seção. Entre 1000 e 1500 metros, região da ACP, a temperatura teve uma variação positiva com valores extremos de aproximadamente 0,1ºC a leste do perfil e negativa (~ -0,1ºC) na parte oeste do perfil. Abaixo dos 1500 e até 3500 metros (APAN) foi observada uma variação térmica positiva em regiões da parte leste da seção com valores de aproximadamente 0,1ºC, enquanto que na parte mais a oeste da seção a variação térmica é menos intensa (~ -0,01ºC) com uma tendência a resfriamento. Abaixo dos 3500 metros (AAF) houve um predomínio de uma variação térmica positiva com valores extremos de aproximadamente 0,1ºC. 83 0.75 0.25 0.25 0.25 0.25 0.5 0.75 0. 5 0.5 75 0. 2 5 0. 7 0.5 5 0.25 0.75 0.75 0. 5 5 0. 0.5 0. 5 0.25 0. 5 0. 0.5 25 -0 .2 0.25 5 0. 2 5 0. 25 0.25 .2 -0.25 5 -0.5 0.25 -0.25 0.25 -700 0 0. 5 - 0. 2 0.25 0. 5 0.25 -0.25 25 0. 5 0. 75 0.5 -0. 25 -0.25 0.5 75 0. 75 0. 5 0. 0. 5 -0 75 25 5 0.25 5 -600 0. 2 5 0. 0.25 0. 0. 5 -500 0. 2 0.2 P ro fu nd id a de (m ) 0. 75 0.25 0.25 0.25 1 25 0. 5 5 0.75 0. 5 0. 25 0. 5 0. 0. 2 75 0.25 0. 0.5 -400 0. 5 0. 75 1.5 75 -200 -300 0. 5 0. 0. 0.5 0. 2 0.75 5 0.75 0. 5 0.5 0.5 0.75 5 -100 0.5 0.75 0.75 0.25 0.25 0.5 0.7 0.5 0 .5 Variabilidade Térmica - Seção 2 -0.25 5 - 0. 2 -0.25 0.25 -0. 25 -1 -800 -1.5 -900 0.05 0.05 5 -0.1 -16 5 5 0. 05 0.05 0. 0 0.05 0.05 0.05 0.1 0. 1 0.05 0.05 0.1 0. 0 0.1 0.1 5 0.1 05 0 .0 5 5 0.1 0 .0 5 0.1 0.1 0.05 0.05 0.05 0.05 0. 0 -0.15 5 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 -0.2 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0. 05 0.1 0.05 0.05 0 -18.5 0.05 0. 05 0.05 0.05 0.05 0.05 -19 -0.1 0. 05 0.1 0.0 0. 05 0.1 0.1 -3500 -0.05 0. 05 5 0. 0 5 5 -18 0 0.1 0.1 0. 0.1 0. 0 -3000 0.05 0.1 0.1 0.05 0.05 0.1 5 0.1 0.1 0. 1 1 -2500 -19.5 0.15 0.1 0. 1 0.0.1 1 -4000 0.1 0.1 0. 0.05 0.2 0. 05 0.05 0. 05 5 0. 0 0.25 0.1 -0.05 -0.05 0. 0 0.1 0.1 0.05 0.05 0.05 0.05 0.1 0.05 0.05 0.05 0.05 0.1 5 -15 0.1 0.1 0.05 0.05 -15.5 0.05 0. 0 5 0. 0 0.05 -0.05 P ro fu nd id a de (m ) 0. 0 -0.05 0.05 -0.05 -2000 -16.5 0.05 0.05 0.05 -0 . 0 -0.05 -0.05 -0.05 -17 0.05 -0. 05 -0.05 -1500 -17.5 .0 0.05 -18 -0 0.1 0.1 -18.5 5 -1000 -19 -0 .0 -19.5 0 .1 -1000 -17.5 Longitude -17 -16.5 . 05 -16 0.10.1 0.1 -15.5 -0.25 0.05 -15 Figura 4.40 – Perfil vertical da diferença de temperatura entre os anos de 2000 e 1997 para a seção 2. A parte superior da figura mostra a variação de 0 a 1000 metros de profundidade e a parte inferior da figura mostra a variação entre 1000 e o fundo. 84 A variação da salinidade na seção 2 mostrou um aumento tanto na camada de mistura recente como na camada de mistura fóssil, com valores da ordem de 0,25, chegando a 0,5 de variação salina em áreas da camada de mistura recente. No intervalo de profundidade de 300 a 700 metros, onde se encontra a ACAS, a água mostrou-se mais salina, com valores máximos aproximados de 0,1 por quase toda a seção com exceção da região entre 16º e 17,5º W onde são observadas também, áreas com variação negativa, porém com valores menores. Entre 700 e 1000 metros de profundidade (AIA), a variação foi positiva entre 17º e 19ºW e predominantemente negativa no restante do perfil, com valores da ordem de 0,01 e -0,01 respectivamente. Entre 1000 e 1500 metros (ACP) nota-se uma variação de ±0,01 na salinidade, sendo positiva na parte leste e negativa na parte oeste da seção 2. Na região da APAN a água mostrou-se mais salina em grande parte da seção, entre 15º e 18º W, e uma tendência, mesmo que mínima, a uma variação negativa no restante da seção 2, com valores maiores que -0,01. Abaixo dos 3500 metros (AAF) houve um predomínio de variação salina positiva com valores extremos de aproximadamente 0,01. 85 Variabilidade Salina - Seção 2 -100 0. 1 0.05 0. 10.1 0.1 0.1 0.1 0.1 5 0. 0 0.05 0.1 0.1 0. 05 0.1 0. 05 0.1 0.05 0. 0. 0.1 05 1 0. 05 0. 0 0. 0 5 0.1 0. 05 5 0 0.05 0.0 5 0.05 0. 0 -600 0. 0 5 5 -0.1 0.05 -700 -0.2 -800 -0.3 -900 -0.4 -1000 -19 -18.5 -18 -17.5 -0.01 - 0. 01 -0.0 1 -0. 0 -0.01 -0. -1500 01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.0 1 -0 . 01 -0. 0 0. 01 0.01 0.01 0.01 0.010. 01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 1 0. 01 0.01 0. 0 -0.01 -0.01 0.01 0.01 -0. 01 0. 01 0.01 0.0 0.01 1 0.03 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01 0. 01 1 0.0 1 0.0 1 0.01 0.01 0.0 0.01 0.010.01 0.01 0.01 0. 0.01 0. 01 0. 01 -19 0.01 0.01 0.01 0.0 0.01 1 -18.5 0.01 0. 0.01 0.01 -18 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 -17.5 Longitude -17 -16.5 0. 01 0.01 0.01 0.01 0.00.01 1 -16 -0.03 0. 01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 01 0.01 0.01 -0.02 0.01 0. 01 0.01 01 1 -4000 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.0 01 0.01 0.01 0.01 0. 0.01 01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0. 0.01 0.01 0.01 0. 01 1 0.01 -0.01 0.01 1 0. 01 -3500 0.01 0.01 01 0. 0 0.01 0. 0.01 0.01 -0 .0 1 1 0. 01 0 1 0. 0 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.010.010.01 -3000 .0 0. 01 1 -0 0. 0 -2500 -19.5 0.04 -0.01 1 0. 0 0.01 0.01 0. 01 0.01 0.01 -15 0 .0 1 -0.01 -0.01 -15.5 0.01 0.01 -0.01 -2000 1 0. 0 -16 0. 0 1 0.01 0.01 0.0 0.01 1 0.01 0.01 0.01 0. 01 -0. 01 -0.01 .01 -0.01 -0 -0.01 -16.5 0.01 -0.01 1 -17 1 -19.5 0. 0 -1000 P ro fu nd id a de (m ) 0.1 0.05 0 .0 5 0.05 0.05 5 5 0. 0 0. 1 0.1 0.1 0 .1 0.05 0.05 0.05 0.2 1 05 0. 0. -400 0.05 0.05 0. 05 5 0.05 0. 0 P ro fu nd id ad e (m ) 0.3 0.1 0.05 0. 1 0. 0 -300 -500 0.1 0.1 1 0.05 0.4 0. -200 0. 1 0.05 0. 1 -0.04 0. 01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 -15.5 -15 Figura 4.41 – Perfil vertical da diferença de salinidade entre os anos de 2000 e 1997 para a seção 2. A parte superior da figura mostra a variação de 0 a 1000 metros de profundidade e a parte inferior da figura mostra a variação entre 1000 e o fundo. 86 Seção 3 A seção 3 é uma seção localizada na longitude de aproximadamente 25,5ºW, variando latitudinalmente entre de 21º e 26ºS. As Figuras 4.44 e 4.45 mostram os campos diferença de temperatura e salinidade para a seção 3 entre os anos de 1998 e 2000. Na camada de mistura recente foi observada uma variação térmica negativa, com valores inferiores a -2ºC por toda a seção 3. Na camada de mistura fóssil existe a presença de águas mais frias (-0,5ºC) entre 23,5º e 24,5ºS e uma predominância de águas mais quentes pelo restante da seção, sendo que as maiores variações (~1,5º) são encontradas logo abaixo da camada de mistura recente, até a profundidade de 100 metros. Na profundidade da ACAS a variação foi negativa na parte sul da seção, com valores máximos aproximados de -0,25ºC principalmente até 400 metros. No restante do perfil foi observado o predomínio de águas mais quentes (0,25ºC). Entre 700 e 1000 metros (AIA) foi observada a presença de águas mais quentes ao longo de quase todo o perfil, com os maiores valores (~0,25ºC) ao longo do nível de 700 metros. Entre 1000 e 1500 metros (ACP) a variação térmica é positiva no extremo norte da seção (~0,1ºC) e é notada uma tendência a uma variação negativa na parte sul, porém com valores aproximados de -0,05ºC. Na APAN, entre 1500 e 3500 metros, observa-se uma tendência a resfriamento, com valores chegando a -0,25ºC na parte norte do perfil e entre 1500 e 2000 metros. Abaixo de 3500 metros, na AAF, apesar da tendência a resfriamento, somente entre 22,5º e 24ºS existem valores da ordem de -0,1ºC. 87 Variabilidade Térmica - Seção 3 -0.5 0. 5 -100 0.5 0. 2 .2 -0.2 5 5 -0 .5 -0 5 -0 . -0.25 -0.25 0.5 0.5 0.5 0.25 0.25 0.5 0. 5 0.25 1.5 0.5 0.5 0.5 0.5 -0.25 0.25 0. 25 0.25 0.5 0.25 0.25 1 25 0.25 -0.25 -0.25 0.5 0.25 -0.25 0. 0.5 0.5 0.5 -0.25 -400 -0.5 0.25 0.5 0.5 0.25 0.25 0.25 -0.25 -0.5 -0.25 -0.25 P ro fun d id ad e (m ) .2 -0.5 0.25 0.5 0.25 0.25 -0.5 0.25 0.25 -300 -0 -0.5 5 -0.5 -0.25 0.5 -0.5 -0 .5 0.5 -200 -0.25 -0.25 -0.5 -0.25 -0.25 0.25 0. 25 -0.25 0. 2 5 0.25 25 0.25 -500 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 -600 -0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 -700 -0.5 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0 0.25 0.25 -1 0. 25 0.25 -800 0. 25 0.25 0.25 0.25 -1.5 -900 -1000 -24.5 -24 -23.5 -1000 0. 05 -0.05 -0.05 -0.05 -0.05 0.1 0.05 0.05 0.05 -0.05 -1500 0.1 0.05 0.05 -0.05 -0.1 0.2 -0.1 05 -0.05 -0.1 5 -0.05 -0 . 1 -0.1 -0.05 -0.05 -0.05 0.25 0. 1 -0.1 -0.1 -0.25 -0.25 -0.25 -0.25 -0.25 25 -0.-0.25 -0. 05 0. 0.1 -0.1 -0. 05 -22 0. 1 0.05 0.1 -0 . 1 0.05 0. 0 -22.5 0.05 -0.05 -2000 -23 -0.05 -0.15 0 -0 . 0.15 -0.05 5 - 0. 0 0.1 -0.05 -0. 05 -0.05 -0.05 -0 . 0 5 05 5 -0.2 -0 . 0 -0 . -0.25 1 5 -0 . 1 .0 1 -23.5 Latitude 5 -0 . -0 0. 05 -0.05 -24 .05 5 -0 . -0.1 .0 -0.15 -0 -0.1 -0.1 -0.05 -0.1 -0.05 -0.1 -0. 1 -0 -24.5 -0.05 -0.1 -0.1 -0.1 -0.1 -0.05 -0.05 -0.05 -0.1 .0 . 05 5 -0 -0 -0.0 -0.05 - 0 .1 -0.05 -4500 05 -0 .0 5 -0.05 -0 . -0. 05 -0.05 -0 .1 -0 . 05 0.05 -4000 -5000 -0.05 1 -0 . 0.05 0 -0.05 -0.05 -0.05 05 -3500 0.05 0.05 -0.05 -0. 05 -3000 -0. P ro fun d id ad e (m ) -2500 -0.1 -0 05 -23 -22.5 -22 Figura 4.42 – Perfil vertical da diferença de temperatura entre os anos de 2000 e 1998 para a seção 3. A parte superior da figura mostra a variação de 0 a 1000 metros de profundidade e a parte inferior da figura mostra a variação entre 1000 e o fundo. 88 Nos 100 primeiros metros da coluna d’água, região onde se encontra a camada de mistura recente, a variação na salinidade foi positiva por toda a seção, com valores extremos de aproximadamente 0,7. Na camada de mistura fóssil a água mostrou uma variação positiva por praticamente toda a seção com os valores de variação diminuindo de 0,25 até 0,05 com o aumento da profundidade. Somente na parte sul da seção, entre 200 e 300 metros, é observada a presença de uma água menos salina (-0,05). Na profundidade da ACAS verifica-se a presença de uma água mais salina (0,05) na parte norte da seção e uma variação negativa, menos intensa, ao sul, chegando a um mínimo localizado de -0,05, próximo a 400 metros. Nas proximidades de 700 metros foi observada a presença de águas mais salinas (0,05) entre 24º e 25ºS. Na faixa de profundidade da AIA (700 e 1000 metros) pouca variação foi observada entre os perfis de salinidade dos anos de 1998 e 2000. Nas regiões onde a variação salina ocorreu os valores foram da ordem de ±0,01. A variação da salinidade abaixo dos 1000 metros apresentou um comportamento muito parecido com o apresentado pela variação térmica para a seção 3. Entre 1000 e 2000 metros houve uma variação negativa por praticamente todo o perfil chegando a valores mínimos inferiores a -0,05 na parte mais ao norte do perfil. Em aproximadamente 2000 metros, no extremo sul da seção, notou-se a presença de uma água mais salina da ordem de 0,01. Entre 2000 e 3500 metros (APAN), praticamente não existiu variação salina entre 1998 e 2000 apesar de uma tendência negativa com valores superiores a -0,01 na parte central do perfil. Em regiões mais profundas do que 3500 metros, foi notada uma tendência a águas menos salinas, porém, com valores inferiores a -0,01 somente entre as latitudes de 22,5º e 24ºS. 89 Variabilidade Salina - Seção 3 0.25 0.25 -100 0. 2 0.1 0.1 0.1 0.1 -0 .0 5 -200 0.05 0. 1 5 0.25 0.25 0.1 -0.05 0.1 0.1 0. 05 5 0. 0 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.2 0.05 -0.05 0.05 0.05 5 5 0.05 -500 0. 0 0. 0 0.05 0.05 0.05 0.4 0. 05 0.05 0.05 0. 05 -400 0.6 0.1 0.1 -300 P ro fu nd id a de (m ) 0.25 0.1 -0.05 -0.05 0.25 0. 1 0.05 5 0. 0 0.05 0.05 0.1 0.1 0.05 0.25 0.25 0 -600 0.05 0. 0 -700 0. 0 -0.2 5 0.05 5 0.05 0. 05 0.05 0.05 -0.4 -800 -900 -0.6 -23.5 -23 -22.5 .0 -0.01 1 -0 . 0 -0.01 0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.0 -0 .0 1 0.01 - 0. 0 -0. 01 0.01 0. 01 -2000 1-0. 01 -0 . 0 .0 1 0.01 0.01 -0.01 01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.0 1 -0.01 -0.01 -0.01 -0.05-0.05 -0.05 -0.05 -0 . 0 -0.01 01 -0.01 1 -0. 01 0.08 -0. 05 -0.05 -0.05 -0.05 0. 0.01 -0.01 -0.01 0.01 0.01 0.01 -0.01 -0.01 -0.05 5 - 0. 0 -0.05 -0.05 1 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 05 -0.01 -0.01 -1500 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01-0.01 -0 . 0.010.01 -22 -0.01 1 -24 -0 -1000 -24.5 0.06 -0 .0 1 -1000 -0.01 0.04 0.02 -3000 -0 .0 1 -0.01 -0.01 -0 .0 -0.01 1-0.01 -0.01 -0.0 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 1 -0 . 0 1 -4000 -0.01 -0.01 -0 -0.01 .01 -0.01 -0.01 -0. 01 -0.01 -0.01 -4500 -0 -0.0 -23.5 Latitude -0. 01 -0.06 .01 -0. 01 -0 -0.01 1 -0.0 -0.08 1 1 -24 -0 . 0 1 -0.01 -24.5 -0.04 01 -0. 01 -0 . 01 -0.01 -0.01 -0. 0 . 01 -0. -0. 01 -0.01 -5000 -0.02 -0.01 -0 .0 1 -3500 -0 .0 1 0 -0 .0 1 P ro fu nd id a de (m ) -2500 -23 -22.5 -22 Figura 4.43 – Perfil vertical da diferença de salinidade entre os anos de 2000 e 1998 para a seção 3. A parte superior da figura mostra a variação de 0 a 1000 metros de profundidade e a parte inferior da figura mostra a variação entre 1000 e o fundo. 90 Discussão sobre os resultados de variação térmica e salina nas seções 1, 2 e 3 A discussão dos resultados obtidos através do cálculo da variação interanual dos dados de temperatura e salinidade nas seções escolhidas, pode ser dividida em partes distintas, procurando explicar os processos que atuariam em diferentes camadas da coluna d’água. Na camada de mistura, compreendida aproximadamente nos primeiros 100 metros da coluna d’água, os valores positivos ou negativos das anomalias de temperatura ou salinidade respondem a processos climáticos locais durante o período de coleta de dados, por exemplo, incidência de radiação solar e pluviosidade. Mapas de anomalia de temperatura superficial do mar (TSM) gerados a partir de dados do NCEP (National Centers for Environmental Prediction), para o mês de abril nos anos de coleta, mostram que existe uma variação anual nos valores de TSM, no mesmo sentido e na mesma ordem de grandeza para cada uma das seções analisadas neste trabalho dentro da região de estudo (Figura 4.46). Ressalta-se que os dados do NCEP são médias climatológicas obtidas a partir de imagens de satélite, enquanto que as seções de diferença de temperatura e salinidade apresentados neste trabalho, são gerados a partir de dados coletados in situ o que aumenta o detalhamento e a confiabilidade dos resultados. Para as seções 1 e 2, correspondentes à variação entre os anos de 2000 e 1997, a variação térmica existente a partir dos dados de TSM provenientes do NCEP foi positiva, sendo de aproximadamente 1,0ºC (seção 1) e 0,9ºC (seção2). Já para a seção 3, correspondente à diferença entre os anos de 1998 e 2000, a variação foi negativa da ordem de 0,75ºC. A variação foi no mesmo sentido das observadas in situ para a camada de mistura, com menores intensidades, pois os dados do NCEP são médios. 91 A B C Figura 4.44 – Mapas de anomalia de TSM do NCEP para a área de estudo, mostrando a variação em torno de uma média climatológica para o mês de abril nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C). As linhas pretas marcam o posicionamento das três seções analisadas neste trabalho. A linha tracejada representa a seção 1, a linha pontilhada representa a seção 2 e a linha contínua representa a seção 3. 92 A variação interanual de temperatura e salinidade encontrada na camada de mistura fóssil nas seções analisadas tem como possível explicação uma “memória” de T e S absorvida pela água no final do inverno do ano anterior quando a camada de mistura atinge sua maior espessura ao longo do ano. Na observação dos mapas de anomalia de TSM, gerados a partir de dados do NCEP para o mês de setembro dos anos anteriores aos de coleta, quando a camada de mistura fóssil é formada, mostram que existe uma variação nos valores de TSM na região (Figura 4.47). Pelos dados do NCEP a variação na camada de mistura fóssil foi positiva para as seções 1 e 2 com valores de aproximadamente 0,6ºC e 0,8ºC respectivamente. Para a seção 3 a variação foi negativa, com valores da ordem de 0,4ºC. Diferente do observado para a camada de mistura, somente para a seção 2 os valores de variação de TSM encontraram correspondência em intensidade e sentido com os resultados obtidos in situ (Figura 4.42). Já para as seções 1 e 3 são notadas, para os dados do NCEP, regiões no intervalo de profundidade correspondente a camada de mistura fóssil com similar intensidade e mesmo sentido dos dados coletados in situI, porém, são observadas também regiões com variação no sentido contrário as obtidas nos resultados das Figuras 4.40 e 4.44. Estes resultados sugerem que para a camada de mistura fóssil, além das condições climáticas no momento de formação, outros processos como variações climáticas na zona de formação da massa d’água e a dinâmica local onde existem intensos meandramentos e estruturas vorticais (ver capítulo 4.2) podem causar a variação observada neste trabalho. 93 A B C Figura 4.45 – Mapas de anomalia de TSM do NCEP para a área de estudo, mostrando a variação em torno de uma média climatológica para o mês de setembro nos anos de 1997 (A), 1998 (B) e 2000 (C). As linhas pretas marcam o posicionamento das três seções analisadas neste trabalho. A linha tracejada representa a seção 1, a linha pontilhada representa a seção 2 e a linha contínua representa a seção 3. 94 Nas três seções analisadas ficou caracterizada uma diminuição gradativa na intensidade da variação nos parâmetros temperatura e salinidade abaixo da profundidade da camada de mistura fóssil. Sejam nos perfis de temperatura ou de salinidade, os maiores valores de variação encontrados abaixo da camada de mistura fóssil estão na faixa aproximada de profundidade entre 250 e 700 metros. Neste intervalo de profundidade está localizada a ACAS, massa d’água que é formada na região da Convergência Subtropical, afunda e entra no Giro Subtropical do Atlântico Sul. Durante o processo de formação, as características de temperatura e salinidade da ACAS são influenciadas pelas condições climáticas existentes na Convergência Subtropical e ao afundar, a ACAS mantém a “memória” de temperatura e salinidade com que foi formada. Como a ACAS flui pelo Giro Subtropical em profundidades superiores ao alcance máximo da camada de mistura, ela não sofre influência das trocas de calor entre a superfície do oceano e a atmosfera na área de estudo. Por este fato pode-se sugerir que para a ACAS, como também para as outras massas d’água profundas, as variaçãos encontradas nas seções estudadas responderiam, principalmente, a variações nas condições climáticas no momento de formação da massa d’água e possíveis processos de mistura com águas adjacentes durante o percurso da massa d’água desde a região de formação até a área de estudo onde foi verificada a variação. BRYDEN et al. (1996), em um estudo similar para o Atlântico Norte, sugerem que como a AAF e a APAN estão significativamente distantes das suas regiões de formação, mudanças nas suas características de T e S devem refletir uma tendência das condições sob as quais foram formadas, ou condições ao longo dos seus percursos. Para se definir qual o momento de formação da massa d’água que estaria influenciando a variação dos dados na área de estudo, deve-se calcular o tempo necessário para que a água flua desde a região de formação até a parte sudeste da Bacia do Brasil. Como não foi possível estimar este tempo, não se pode afirmar que as variações climáticas existentes na região da Convergência Subtropical são responsáveis pela variação observada na área de estudo. Outra explicação possível para esta variação em águas profundas seria uma variação na dinâmica local, onde pela presença de vórtices e pelo meandramento observado dos fluxos nos campos de 95 velocidades geostróficas calculados no capítulo 4.2, poderia existir uma variação no posicionamento das isotermas e isohalinas durante o intervalo dos anos de coleta, causando a variação observada, ao se diminuir as seções de T e S de um ano para o outro. Fazendo uma análise da variação por massa d’água encontrada na parte sudeste da Bacia do Brasil, nota-se um comportamento diferenciado para cada intervalo aproximado de profundidade que delimitam as massas d’água. Assim como em LEVITUS (1989), na AT, entre a superfície do oceano e aproximadamente 220 metros, região que engloba a camada de mistura recente, foram observados os maiores valores de variação de T e S em todas as seções. Para a ACAS, entre aproximadamente 300 e 700 metros, houve um predomínio de uma variação negativa de T e S na seção 1, enquanto que na seção 2 houve um predomínio de variação positiva de T e S. A seção 3 (meridional) mostrou uma variação positiva de T e S na parte norte da seção e negativa na parte sul. Na região da AIA, aproximadamente entre 700 e 1000 metros, a variação observada foi menos intensa do que em águas mais rasas, com a temperatura variando aproximadamente de ±0,1ºC e a salinidade de ±0,01, em todas as seções estudadas. O intervalo aproximado de 1000 e 1400 metros (ACP) apresentou uma variação mais expressiva nos perfis de salinidade do que nos de temperatura, porém com valores, assim como na AIA, da ordem de ±0,1ºC para temperatura e de ±0,01 para salinidade. Para a APAN, entre aproximadamente 1400 e 3500 metros, pouca variação de T e S foi observada, quando existente foi da ordem de ±0,1ºC para temperatura e ±0,01 para salinidade. Em profundidades maiores do que 3500 metros (AAF) houve um aumento da salinidade e temperatura da água para as seções zonais e uma diminuição da salinidade e temperatura na região central da seção meridional. Ressalta-se que as seções zonais comparam os anos de 1997 e 2000, enquanto que a seção meridional os anos de 1998 e 2000. 96 5 CONCLUSÕES Esta dissertação apresentou uma caracterização da estrutura termohalina, da circulação geostrófica e da variação interanual térmica e salina na parte sudeste da Bacia do Brasil entre as coordenadas de 18°S e 28ºS de latitude e 11ºW e 28ºW de longitude. O conjunto de dados utilizados foi adquirido durante os anos de 1997, 1998 e 2000, como parte do projeto de pesquisa BBTRE (Brazil Basin Tracer Release Experiment) do Woods Hole Oceanographic Institution, tendo como período de coleta sempre os meses de março, abril e maio, caracterizando uma situação de final de verão e início de outono para a área de estudo. A parte sudeste da Bacia do Brasil possui uma dinâmica oceanográfica complexa influenciada por feições de larga escala, como o Giro Subtropical do Atlântico Sul e o Giro Subequatorial do Atlântico Sul onde se encontram as massas d’água superficiais e intermediárias, e pela circulação profunda onde se inserem as massas d’água profundas. A caracterização das massas d’água e da circulação foi feita com base em 230 estações oceanográficas de CTD coletadas durante os três anos de coleta (1997, 1998 e 2000). Apesar de englobar uma região específica do oceano Atlântico Sul, este trabalho se difere dos apresentados anteriormente para a mesma região, pois, a densidade espacial dos dados é maior. Em trabalhos anteriores realizados na região (REID,1989; TSUCHIYA et al., 1994; STRAMMA & ENGLAND, 1999; MÉMERY et al., 2000), os resultados são baseados em poucas seções latitudinais ou longitudinais distantes espacialmente e temporalmente. Foram identificadas seis massas d’água fluindo pela área de estudo, sendo elas: Água Tropical (AT), Água Central do Atlântico Sul (ACAS), Água Intermediária Antártica (AIA), Água Circumpolar Superior (ACP), Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) e Água Antártica de Fundo (AAF). Para o cálculo geostrófico foi utilizado como nível de referência a isopicnal de σ1 = 32,2 que representa o limite entre a ACP e a APAN. As velocidades e transportes apresentados a seguir são relativos a este nível de referência. 97 A AT foi delimitada pela superfície do oceano e a isopicnal de σө = 26,0, que é representativa da interface da AT com a ACAS estando na média em 177 metros de profundidade. A profundidade atingida pela camada de mistura, inserida dentro da AT, esteve na média em 55 metros de profundidade. As velocidades geostróficas na AT, que flui preferencialmente para oeste, foram as maiores observadas em toda a coluna d’água com o máximo de 0,13 m/s para oeste. A ACAS aparece posicionada entre a AT e a AIA, sendo delimitada pelas isopicnais de σө = 26,0 (limite superior) e σө = 27,05 (limite inferior). A interface com a AIA ficou na média no nível de 603 metros de profundidade e a espessura média da ACAS foi de 425 metros, sendo mais espessa ao sul da área de estudo. Fluindo para oeste dentro da área de estudo, a ACAS, teve um máximo de velocidade geostrófica da ordem de 0,06 m/s. Posicionada abaixo da ACAS e sobre a ACP, a AIA foi delimitada pelas isopicnais de σө = 27,05 (limite superior) e σ1 = 32,0 (limite inferior). A interface com a ACP ficou na média em 973 metros e sua espessura teve um valor médio de 370 metros com pouca variação pela área de estudo. O núcleo de salinidade mínima da AIA ficou localizado na média em 789 metros de profundidade, com a salinidade mínima variando de 34,31 a 34,45 e a densidade da salinidade mínima variando entre 27,12 e 27,3 (σө). As correntes geostróficas observadas para a AIA fluem predominantemente para oeste, com velocidade máxima de 0,026 m/s. A ACP foi delimitada entre as isopicnais de σ1 = 32,0 (limite superior) e σ1 = 32,2 (limite inferior) estando posicionada sobre a APAN, com a interface com esta massa d’água na profundidade média de 1271 metros. A espessura média da ACP foi de 298 metros pouco variando pela área de estudo. A ACP flui predominantemente para oeste na área de estudo, apresentando as menores velocidades (~0,01 m/s) observadas na coluna d’água como um todo. Caracterizada por um núcleo de salinidade máxima, a APAN se posiciona entre as isopicnais de σ1 = 32,2 (limite superior) e σ4 = 45,87 (limite inferior), com a interface com a AAF se encontrando na média em 3554 metros de profundidade. Com espessura média de 2280 metros, é a mais espessa das massas d’água, diminuindo sua espessura de norte para sul. O núcleo de salinidade máxima da APAN ficou localizado na média em 2212 metros de profundidade, com a salinidade máxima variando de 34,89 a 34,95 e a densidade da salinidade máxima variando entre 27,78 e 98 27,84 (σө). Fluindo preferencialmente para leste, a APAN apresentou velocidade geostrófica máxima de 0,027 m/s. A AAF tem como limite superior a interface com a APAN (σ4 = 45,87) e como limite inferior a batimetria. Com espessura média de 1457 metros, a AAF, é mais espessa em locais com maior profundidade. A AAF tem sua circulação influenciada pela batimetria local, fluindo predominantemente para leste se desviando de acordo com os obstáculos topográficos encontrados na área de estudo. As velocidades máximas da AAF foram da ordem de 0,027 m/s. Resumindo a circulação geostrófica dentro da parte sudeste da Bacia do Brasil, a AT, ACAS, AIA e ACP, mostraram-se fluindo predominantemente para oeste junto ao Giro Subtropical do Atlântico Sul que transporta estas massas d’água para próximo da plataforma continental brasileira. Já a APAN flui predominantemente para leste, possivelmente pela influência da Cadeia de Vitória-Trindade que se mostra como um obstáculo a sua circulação pelo contorno oeste na altura aproximada de 22ºS. A AAF flui preferencialmente para leste dentro da área de estudo com a circulação fortemente influenciada pela batimetria. O transporte integrado foi calculado para duas seções, sendo uma meridional (22ºS) e outra zonal (22ºW). O transporte zonal representa basicamente os fluxos principais leste-oeste, enquanto que o transporte meridional representa o meandramento dos fluxos zonais principais. Dentro do giro subtropical o maior valor de transporte foi observado para a ACAS (~6,5 Sv), seguida pela AIA (~2,8 Sv), AT (~1,1 Sv) e ACP (~0,6 Sv) com o menor transporte. O transporte zonal integrado somado para as massas d’água superficiais e intermediárias foi de aproximadamente 11 Sv o que é significativo em relação ao transporte total do giro subtropical. O maior transporte integrado entre as massas d’água estudadas foi observado na APAN, com aproximadamente 15 Sv, o que é significativo se considerarmos que aproximadamente 15 Sv de APAN são formados no Atlântico Norte(SCHMITZ, 1996). Os fluxos geostróficos observados na área de estudo são organizados predominantemente no sentido leste-oeste ou oeste-leste. Os transportes para norte 99 ou sul que foram registrados na análise dos dados representam basicamente o meandramento destes fluxos organizados pela área de estudo. Em todos os níveis de profundidade que foram utilizados para descrição da circulação geostrófica em cada massa d’água, foram observados dois fluxos zonais principais localizados em aproximadamente 22º e 25ºS. Entre os dois fluxos zonais foi observada uma região com fluxos menos organizados e com a presença de estruturas em forma de vórtices em todos os níveis de profundidade, sendo que, uma mais nítida, localizada entre 24º e 26ºW e outra não tão bem definida, em aproximadamente 20ºW. Principalmente nos níveis da AIA e da ACP, ao norte de aproximadamente 21ºS, o Giro Subtropical do Atlântico Sul faz fronteira com o Giro Subequatorial do Atlântico Sul, fazendo com que a dinâmica nesta região específica, que corresponde a uma pequena área na porção nordeste da região de estudo, esteja respondendo a processos na interface entre os dois giros. Variações significativas nas espessuras das massas d’água citadas e fluxos contrários aos principais são algumas características da dinâmica observada nesta região de fronteira entre os giros. O estudo da variação interanual térmica e salina foi realizado pela análise de três seções, sendo duas zonais e uma meridional, escolhidas em função da localização das estações de coleta, visando a possibilidade de comparação dos parâmetros temperatura e salinidade. Na distribuição dos valores de variação térmica e salina pela coluna d’água nota-se um comportamento diferenciado por intervalo aproximado de profundidade que delimitam as massas d’água, sugerindo que existam processos específicos atuando sobre cada uma separadamente Na camada de mistura os valores extremos de variação na temperatura foram da ordem de ± 2,0ºC e de 0,7 para a salinidade. Já na camada de mistura fóssil esses valores foram da ordem de ±1,5ºC e de ±0,25 para a salinidade. A comparação com valores de médias climatológicas do NCEP mostrou que a camada de mistura responde diretamente as condições climáticas no momento de coleta dos dados, enquanto que para o intervalo de profundidade da camada de mistura fóssil, além das condições climáticas no momento de formação desta camada, processos na dinâmica local e variações climáticas na zona de formação da massa d’água podem estar associados. 100 No intervalo de profundidade aproximado da ACAS a variação térmica chegou a valores extremos aproximados de ± 1,5ºC e de 0,25 para a salinidade. Para o restante das massas d’água (AIA, ACP, APAN e AAF) presentes na parte sudeste da Bacia do Brasil, a variação térmica e salina apresentou valores médios similares, estando em aproximadamente ±0,1ºC para temperatura e em aproximadamente ±0,01 para a salinidade. 101 6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS BRYDEN, H.L.; GRIFFITHS, M.J.; LAVIN, A.M. 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21:47 21,147 14,906 4980 20 6 4960 A16 26 Março 1997 04:06 21,057 14,502 4744 20 6 4724 A17 26 Março 1997 10:30 21,010 14,155 4982 10 15 4972 A18 26 Março 1997 16:35 20,915 13,721 4484 25 6 4459 A19 26 Março 1997 22:48 20,784 13,294 4658 20 9 4638 A20 27 Março 1997 04:30 20,701 12,979 4476 20 10 4456 A21 27 Março 1997 09:02 20,806 12,629 ,,,,, ,,,,,, 8 3196 A22 27 Março 1997 17:32 20,432 12,594 3850 12 8 3838 A23 29 Março 1997 17:20 21,484 14,154 4330 12 7 4318 A24 30 Março 1997 00:10 21,587 14,767 4290 20 6 4270 A25 30 Março 1997 06:23 21,778 15,361 4566 20 6 4546 107 Nome da Estação A26 30 Março 1997 11:35 21,808 15,916 Prof da Estação (m) 4159 A27 30 Março 1997 17:42 21,883 16,361 4470 10 8 4460 A28 30 Março 1997 23:07 21,942 16,794 4232 18 6 4214 A29 31 Março 1997 04:53 21,997 17,258 4557 15 6 4542 A30 31 Março 1997 10:31 22,068 17,714 4450 10 9 4440 A31 31 Março 1997 15:59 22,127 18,167 4687 10 8 4677 A32 31 Março 1997 21:38 22,185 18,598 4880 35 6 4845 Dia Mês Ano Hora Lat (S) Long (W) Altímetro (m) 10 Prof do dado inicial (m) 8 Prof do dado final (m) 4149 A33 1 Abril 1997 03:07 22,142 19,050 4861 35 6 4826 A34 1 Abril 1997 09:00 22,248 19,492 5149 10 6 5139 A35 1 Abril 1997 15:34 22,294 20,114 5055 15 8 5040 A36 1 Abril 1997 22:50 22,352 20,869 5260 20 8 5240 A37 2 Abril 1997 04:53 22,536 21,297 5296 16 6 5280 A38 2 Abril 1997 12:02 23,106 21,131 5034 15 8 5019 A39 2 Abril 1997 19:54 22,913 20,524 4716 10 8 4706 A40 3 Abril 1997 02:27 22,876 19,864 4769 18 6 4751 A41 3 Abril 1997 09:11 22,852 19,213 5029 10 7 5019 A42 4 Abril 1997 17:01 22,715 18,589 5003 20 6 4983 A43 5 Abril 1997 09:08 22,711 17,872 4684 20 6 4664 A44 5 Abril 1997 18:31 22,651 17,203 4477 10 6 4467 A45 6 Abril 1997 03:34 22,274 16,585 4758 25 6 4733 A46 6 Abril 1997 11:42 22,224 15,872 ,,,,, ,,,,, 8 4242 A47 6 Abril 1997 18:57 22,821 15,862 4348 8 6 4340 A48 7 Abril 1997 03:01 22,907 16,557 4687 15 6 4672 A49 7 Abril 1997 12:11 23,132 17,511 5100 20 9 5080 A50 7 Abril 1997 08:30 23,442 18,401 4678 25 8 4653 A51 8 Abril 1997 04:56 23,496 19,332 5035 15 6 5020 A52 8 Abril 1997 12:54 23,691 20,154 4721 12 6 4709 A53 9 Abril 1997 01:00 23,844 20,988 6013 20 6 5993 108 Nome da Estação A54 9 Abril 1997 10:46 24,410 20,188 Prof da Estação (m) 4710 A55 9 Abril 1997 18:35 24,951 20,724 4997 17 7 4980 A56 10 Abril 1997 03:12 24,805 19,804 5182 20 6 5162 A57 10 Abril 1997 11:09 24,144 19,333 4825 6 6 4819 A58 10 Abril 1997 20:40 24,149 18,358 4654 25 8 4629 A59 11 Abril 1997 08:44 23,405 16,821 4807 15 6 4792 A60 11 Abril 1997 17:59 23,186 15,882 5058 20 6 5038 Dia Mês Ano Hora Lat (S) Long (W) Altímetro (m) 5 Prof do dado inicial (m) 6 Prof do dado final (m) 4705 A61 12 Abril 1997 02:40 22,999 14,989 4979 27 6 4952 A62 12 Abril 1997 18:49 20,814 15,872 4639 10 6 4629 A63 13 Abril 1997 03:33 20,796 16,782 5236 20 6 5216 A64 13 Abril 1997 11:24 20,352 17,511 4563 10 6 4553 A65 14 Abril 1997 01:53 20,916 17,863 5432 20 7 5412 A66 14 Abril 1997 10:06 20,944 18,692 4706 10 6 4696 A67 14 Abril 1997 17:42 21,190 19,487 5157 12 6 5145 A68 15 Abril 1997 00:13 20,726 19,671 4803 20 8 4783 A69 15 Abril 1997 08:21 20,973 20,514 4849 10 6 4839 A70 15 Abril 1997 16:36 20,395 21,208 5360 5 6 5355 B01 13 Março 1998 18:00 13,355 28,972 5646 15 7 5631 B02 15 Março 1998 21:33 17,933 22,703 5790 50 9 5737 B03 16 Março 1998 07:05 19,696 20,250 5563 25 9 5538 B04 16 Março 1998 16:53 20,273 19,209 4809 16 8 4793 B05 17 Março 1998 00:59 20,333 18,040 5046 19 6 5029 B06 17 Março 1998 10:25 20,090 16,700 4185 20 6 4165 B07 18 Março 1998 00:10 19,829 15,415 3978 14 6 3965 B08 18 Março 1998 07:30 19,677 14,367 3785 15 6 3770 B09 18 Março 1998 14:48 20,270 13,772 4345 20 6 4212 B10 18 Março 1998 21:16 20,832 13,225 4646 12 6 4634 B11 19 Março 1998 03:17 21,518 13,260 4531 12 6 4519 109 Nome da Estação B12 19 Março 1998 09:24 22,127 12,935 Prof da Estação (m) 4305 B13 19 Março 1998 16:56 22,847 13,246 4748 20 6 4729 B14 20 Março 1998 01:21 23,031 14,293 4106 10 6 4098 B15 20 Março 1998 12:50 23,891 14,405 4106 15 6 4091 B16 20 Março 1998 23:20 25,133 14,859 4001 14 6 3986 B17 21 Março 1998 05:40 25,979 15,240 4370 12 6 4358 B18 21 Março 1998 18:08 26,260 16,395 4391 20 9 4371 Dia Mês Ano Hora Lat (S) Long (W) Altímetro (m) 15 Prof do dado inicial (m) 6 Prof do dado final (m) 4290 B19 22 Março 1998 08:45 24,480 16,402 4220 20 6 4200 B20 22 Março 1998 18:12 23,323 16,153 5085 15 6 5070 B21 23 Março 1998 02:01 23,051 15,252 5045 20 8 5025 B22 23 Março 1998 08:51 22,182 15,467 4504 18 13 4486 B23 23 Março 1998 16:02 21,952 14,488 4293 20 7 4273 B24 23 Março 1998 23:20 21,052 14,462 4727 13 6 4714 B25 24 Março 1998 06:25 21,268 15,528 4920 18 6 4902 B26 24 Março 1998 14:54 21,415 16,620 4958 20 8 4938 B27 24 Março 1998 21:31 22,193 16,953 4525 12 6 4513 B28 25 Março 1998 10:20 21,62 17,753 5075 22 8 5053 B29 26 Março 1998 00:00 21,669 17,806 4992 18 6 4974 B30 26 Março 1998 03:03 21,518 17,840 4803 14 6 4789 B31 26 Março 1998 05:55 21,670 17,806 4932 12 6 4920 B32 26 Março 1998 09:29 21,519 17,842 4591 15 9 4576 B33 26 Março 1998 17:33 22,533 18,030 4444 20 11 4424 B34 26 Março 1998 20:51 22,390 17,990 5348 14 14 5334 B35 27 Março 1998 11:39 23,558 17,853 5298 15 9 5283 B36 27 Março 1998 19:24 24,540 18,122 5006 20 6 4986 B37 28 Março 1998 03:48 25,647 18,388 4419 14 8 4405 B38 28 Março 1998 14:46 26,623 19,580 5259 12 9 5247 B39 28 Março 1998 ,,,, 25,705 19,630 4568 14 8 4554 110 Nome da Estação B40 29 Março 1998 04:42 24,830 19,575 Prof da Estação (m) 5363 B41 29 Março 1998 12:38 23,815 19,570 4988 10 8 4978 B42 29 Março 1998 19:34 22,923 19,620 5029 20 8 5009 B43 30 Março 1998 02:42 22,018 19,542 5466 12 7 5454 B44 30 Março 1998 10:15 21,100 19,833 4819 20 9 4799 B45 30 Março 1998 18:33 20,727 20,997 5507 20 8 5487 B46 31 Março 1998 02:27 21,750 21,010 5379 15 8 5364 Dia Mês Ano Hora Lat (S) Long (W) Altímetro (m) 18 Prof do dado inicial (m) 9 Prof do dado final (m) 5345 B47 31 Março 1998 09:47 22,697 21,052 4883 20 7 4863 B48 31 Março 1998 16:35 23,588 21,087 4866 15 6 4851 B49 31 Março 1998 20:55 23,910 21,097 5314 12 8 5302 B50 1 Abril 1998 04:34 24,933 21,125 5318 16 9 5302 B51 1 Abril 1998 12:11 25,880 21,163 5061 20 8 5041 B52 1 Abril 1998 19:53 26,783 21,173 5231 15 8 5216 B53 2 Abril 1998 06:36 26,895 22,763 5414 12 14 5402 B54 2 Abril 1998 14:53 25,970 22,757 5061 20 8 5041 B55 2 Abril 1998 22:54 24,952 22,638 5552 15 6 5537 B56 3 Abril 1998 06:27 23,985 22,622 5300 48 13 5252 B57 3 Abril 1998 12:56 23,312 22,562 5431 120 11 5311 B58 3 Abril 1998 21:02 22,372 22,517 5405 40 14 5365 B59 4 Abril 1998 05:01 21,370 22,492 5454 30 7 5424 B60 4 Abril 1998 10:42 21,887 24,052 6000 89 10 5511 B61 4 Abril 1998 23:12 22,857 24,063 5900 400 8 5500 B62 5 Abril 1998 07:12 23,917 24,142 5581 80 9 5501 B63 5 Abril 1998 15:09 24,933 24,193 5762 260 8 5502 B64 5 Abril 1998 22:47 25,957 24,265 4960 14 9 4946 B65 6 Abril 1998 10:05 24,962 25,620 6000 520 6 5463 B66 6 Abril 1998 18:17 23,910 25,593 6000 488 8 5512 B67 7 Abril 1998 02:23 22,897 25,552 5725 180 8 5545 111 Nome da Estação B68 7 Abril 1998 10:28 21,863 25,537 Prof da Estação (m) 5605 B69 7 Abril 1998 19:53 20,797 25,470 5357 15 B70 8 Abril 1998 05:47 20,663 24,007 5508 15 7 5493 B71 8 Abril 1998 14:18 20,270 22,920 5192 15 11 5177 B72 8 Abril 1998 22:52 20,022 21,702 5363 18 9 5345 B73 9 Abril 1998 14:46 19,295 19,217 4873 10 9 4863 B74 10 Abril 1998 00:05 19,175 17,942 4539 14 8 4525 Dia Mês Ano Hora Lat (S) Long (W) Altímetro (m) 67 Prof do dado inicial (m) 6 Prof do dado final (m) 5538 9 5342 B75 10 Abril 1998 08:25 18,930 16,767 3990 10 8 3980 B76 10 Abril 1998 17:21 18,627 15,438 3826 15 10 3811 B77 11 Abril 1998 02:09 18,578 14,090 3829 10 8 3819 B78 11 Abril 1998 21:23 17,552 17,328 4148 10 8 4138 C01 8 Abril 2000 16:22:04 12,396 32,067 3831,2 28,4 6 3801 C02 9 Abril 2000 15:28:26 15,591 29,954 5099,1 10,0 6 5088 C03 10 Abril 2000 15:10:56 19,066 27,599 5478,4 19,0 6 5458 C04 10 Abril 2000 18:44:33 19,067 27,600 5482,2 18,1 6 5463 C05 11 Abril 2000 02:54:55 20,000 26,999 5382,4 17,8 6 5363 C06 11 Abril 2000 11:08:08 21,102 26,999 5570,0 17,7 7 5551 C07 11 Abril 2000 19:12:32 22,201 26,999 5373,8 18,9 6 5353 C08 12 Abril 2000 03:16:06 23,299 26,998 5564,5 19,4 6 5544 C09 12 Abril 2000 11:04:16 24,370 27,000 5902,7 17,9 6 5883 C10 12 Abril 2000 20:51:17 25,667 27,000 5421,1 17,6 7 5402 C11 13 Abril 2000 04:56:45 25,666 25,799 5124,7 20,8 6 5102 C12 13 Abril 2000 13:11:43 25,666 24,600 5106,5 20,4 6 5085 C13 13 Abril 2000 20:54:15 25,667 23,499 5029,0 17,2 6 5010 C14 14 Abril 2000 06:54:27 26,900 24,501 5596,6 18,0 6 5577 C15 14 Abril 2000 14:48:12 26,883 23,299 5487,1 19,1 6 5466 C16 14 Abril 2000 22:32:21 26,868 22,099 5367,1 18,7 6 5347 C17 15 Abril 2000 06:46:28 26,784 20,900 5060,3 20,6 7 5038 112 Nome da Estação C18 C19 Dia Mês Ano Hora Lat (S) 15 Abril 15 Abril 2000 15:23:53 27,900 2000 23:32:06 27,832 21,399 Prof da Estação (m) 4939,9 Altímetro (m) 21,3 Prof do dado inicial (m) 7 Prof do dado final (m) 4917 22,699 4728,2 20,6 6 4706 Long (W) C20 16 Abril 2000 06:59:35 27,884 23,901 5570,9 17,3 6 5552 C21 17 Abril 2000 00:28:08 25,499 21,916 5108,1 16,9 6 5090 C22 17 Abril 2000 09:32:04 25,434 20,451 4976,6 18,5 6 4957 C23 17 Abril 2000 17:19:53 26,110 19,544 2665,6 98,8 6 2565 C24 17 Abril 2000 18:50:25 26,078 19,622 4855,5 19,4 6 4835 C25 18 Abril 2000 02:49:50 25,099 18,913 4957,1 18,8 6 4937 C26 18 Abril 2000 10:27:33 25,000 17,708 337,5 98,8 6 237 C27 18 Abril 2000 11:04:49 25,001 17,674 4614,2 16,6 6 4596 C28 18 Abril 2000 17:49:55 24,459 16,900 4697,0 16,3 6 4679 C29 19 Abril 2000 03:10:31 24,494 15,431 3995,7 20,0 6 3974 C30 19 Abril 2000 10:18:36 23,937 14,520 4106,7 17,0 6 4088 C31 19 Abril 2000 18:49:04 22,923 13,659 5509,7 17,7 6 5491 C32 20 Abril 2000 03:31:01 22,343 12,702 4427,2 18,8 6 4407 C33 20 Abril 2000 09:00:08 22,218 12,032 5434,0 16,7 6 5416 C34 20 Abril 2000 17:44:17 21,982 10,894 4681,5 18,7 6 4661 C35 21 Abril 2000 01:15:16 21,166 11,482 4070,7 18,0 6 4051 C36 21 Abril 2000 09:32:16 21,515 12,713 4610,4 16,7 6 4592 C37 21 Abril 2000 22:46:03 22,126 13,717 4413,5 17,8 6 4394 C38 22 Abril 2000 06:42:40 22,232 14,926 4474,4 17,1 6 4456 C39 22 Abril 2000 13:49:34 23,019 14,961 4987,9 16,3 6 4970 C40 22 Abril 2000 21:57:25 23,207 16,150 5053,0 18,3 6 5033 C41 23 Abril 2000 06:04:56 23,478 17,367 5275,3 16,8 6 5257 C42 23 Abril 2000 14:54:16 23,686 18,643 5326,4 16,7 6 5308 C43 23 Abril 2000 23:41:44 23,785 19,833 5693,7 18,5 6 5674 C44 24 Abril 2000 08:49:18 24,546 20,947 5107,3 16,8 6 5089 C45 24 Abril 2000 17:46:27 24,477 22,148 5054,8 16,9 6 5036 113 Nome da Estação C46 C47 Dia Mês Ano Hora Lat (S) 25 Abril 25 Abril 2000 01:00:58 24,701 2000 09:31:02 24,551 23,105 Prof da Estação (m) 5463,5 Altímetro (m) 20,1 Prof do dado inicial (m) 6 Prof do dado final (m) 5442 24,333 5673,7 19,5 6 5653 Long (W) C48 25 Abril 2000 18:47:26 24,376 25,534 5731,6 19,9 6 5710 C49 26 Abril 2000 03:41:35 23,222 25,617 5741,1 18,0 6 5722 C50 26 Abril 2000 22:03:57 23,446 24,137 5742,8 16,6 6 5725 C51 27 Abril 2000 06:08:33 23,420 23,038 5631,5 16,3 6 5614 C52 27 Abril 2000 14:26:28 23,298 21,919 5564,2 15,6 6 5547 C53 28 Abril 2000 03:42:38 23,096 20,694 5442,2 40,8 6 5400 C54 28 Abril 2000 12:38:41 22,839 19,438 5188,9 16,0 6 5171 C55 28 Abril 2000 21:58:04 22,458 18,217 5007,2 19,4 6 4986 C56 29 Abril 2000 07:07:37 22,580 17,140 4846,7 13,7 6 4832 C57 29 Abril 2000 14:43:42 22,300 16,136 4526,7 14,1 6 4511 C58 29 Abril 2000 23:57:10 21,200 15,360 5203,6 18,1 6 5184 C59 30 Abril 2000 08:49:27 21,003 14,181 4960,1 17,6 6 4941 C60 30 Abril 2000 17:26:57 20,747 13,033 4483,3 17,2 6 4465 C61 1 Maio 2000 03:00:55 19,785 13,516 3773,2 16,5 6 3755 C62 1 Maio 2000 11:01:10 18,638 13,897 3872,9 14,9 6 3857 C63 1 Maio 2000 19:46:36 19,287 15,065 4256,7 16,2 7 4239 C64 2 Maio 2000 02:13:52 20,090 15,128 4138,0 16,4 6 4120 C65 2 Maio 2000 16:30:03 21,445 16,642 5069,0 16,9 6 5051 C66 3 Maio 2000 02:46:59 21,646 17,810 5164,4 18,1 6 5145 C67 4 Maio 2000 21:17:38 20,222 16,737 4503,0 17,1 6 4484 C68 5 Maio 2000 05:37:15 19,203 17,277 4215,9 16,9 6 4198 C69 5 Maio 2000 14:28:36 20,369 17,956 5179,7 16,6 8 5162 C70 6 Maio 2000 08:22:16 21,768 19,103 5285,9 15,2 6 5269 C71 6 Maio 2000 16:36:40 21,848 20,403 5321,6 19,2 6 5301 C72 7 Maio 2000 01:03:46 22,050 21,672 5149,7 18,4 6 5130 C73 7 Maio 2000 09:44:11 22,069 23,067 6042,5 16,8 6 6024 114 Nome da Estação C74 C75 Dia Mês Ano Hora Lat (S) 7 Maio 8 Maio 2000 17:52:11 22,069 2000 02:33:22 21,977 24,271 Prof da Estação (m) 5880,9 Altímetro (m) 18,7 Prof do dado inicial (m) 6 Prof do dado final (m) 5861 25,603 5681,1 18,2 6 5661 Long (W) C76 8 Maio 2000 11:59:38 21,203 24,550 5843,3 14,5 6 5827 C77 8 Maio 2000 20:57:30 20,623 23,426 5260,5 18,6 6 5240 C78 9 Maio 2000 05:59:16 20,634 22,091 5493,5 15,5 6 5477 C79 9 Maio 2000 15:28:10 20,645 20,683 5433,1 16,3 6 5415 C80 10 Maio 2000 00:17:06 20,356 19,443 5294,0 18,1 6 5274 C81 10 Maio 2000 09:40:57 19,008 19,208 5099,6 14,9 6 5083 C82 10 Maio 2000 17:56:33 18,020 18,630 4396,9 18,6 6 4377 115