Águas modais são formações oceânicas caracterizadas por camadas de propriedades praticamente homogêneas. Isso pode ser observada tanto através de baixos gradientes verticais de temperatura e salinidade, quanto de baixos valores de vorticidade potencial (VP). Portanto, para avaliarmos a formação da Água Modal Subtropical do Atlântico Sul (AMSTAS) foi utilizado o conjunto de dados In Situ Analysis System (ISAS - IFREMER) entre 2002 e 2014 para a região de 20ºS a 45ºS. Em conjunto aos critérios de Sato e Polito (2014) para a identificação da AMSTAS foram aplicados um novo intervalo de temperatura (13ºC a 16ºC) e a utilização de um gradiente vertical de temperatura (dT/dz = 0,02ºC m-1), tanto em superfície, de julho a novembro, quanto em subsuperfície durante todo o ano. Desse modo, os perfis selecionados foram utilizados para avaliar a variação do volume das camadas de AMSTAS. Na camada de superfície, buscou-se identificar os perfis que haviam sido recentemente afetados pela convecção local, que representa o principal mecanismo para a formação das águas modais, apenas entre julho e outubro. Para tanto, reduziu-se o valor máximo de VP dos perfis para 1,2 × 10-11 m-1 s-1. A partir da aplicação desse critério mais restritivo, calculou-se a taxa de formação de AMSTAS (Δ f) mensal, entre 2002 e 2009, para compararmos com a taxa de formação estimada (ΔF) pela teoria de Walin (1982), utilizando os dados do projeto Objectively Analyzed air-sea Fluxes (OAFlux). O Δ f apresentou média inferior a ΔF, indicando assim a necessidade de avaliarmos o conjunto de processos que afetam a formação da AMSTAS, em adição ao balanço de calor pela superfície. / Mode waters are oceanic formations characterized by layers of nearly homogeneous properties. This feature can be observed both at low temperature and salinity vertical gradients, as in low potential vorticity (PV) values. Therefore, to evaluate the formation of South Atlantic Subtropical Mode Water (SASTMW) the In Situ Analysis System (ISAS - IFREMER) data set was used for the period between 2002 and 2014 for the 20ºS to 45ºS region. Jointly with the criteria set by Sato e Polito (2014) for the identification of the SASTMW were applied a new temperature range (13ºC a 16ºC) and the use of a vertical temperature gradient (dT/dz = 0.02ºCm-1 both in surface, between June and November, as in the subsurface throughout the year. Thus, the selected profiles were used to evaluate changes in the volume of the layers of SASTMW. Within the surface layer data, we sought to identify profiles that had been recently affected by the local convection, which is the main mechanism for the formation of mode water, only between July to October. Thereby, we reduced the maximum PV value of the profiles to 1.2 × 10-11 m-1 s-1. From the application of this more restrictive criteria, we calculated the SASTMW monthly formation rate (Δf) between 2002 and 2009 to compare with the estimated formation rate (ΔF) from the Walin (1982) theory, using the data from the project Objectively Analyzed air-sea Fluxes (OAFlux). The Δ f showed a mean value lower than the ΔF rate, indicating the need to evaluate a broader set of processes that affect the SASTMW formation, in addition to the heat balance through the surface.

A Confluência Brasil-Malvinas (CBM) é formada pelo encontro da Corrente do Brasil (CB) com a Corrente das Malvinas (CM) no Atlântico Sul e, por constituir o encontro de correntes de contorno oeste (CCO), é demarcada por um intenso gradiente horizontal de temperatura. A inclinação das isopicnais na porção mais quente de regiões de encontro de duas CCO favorece a formação de águas modais ao final do inverno. O estudo de águas modais subtropicais ainda é incipiente no Atlântico Sul, quando comparado com os diversos trabalhos versando sobre o fenômeno em outras regiões do mundo. A realização do primeiro cruzeiro oceanográfico especificamente planejado para o estudo de águas modais na região da CBM e de retroflexão da CB permitiu verificar a anisotropia desse extenso corpo d\'água, cuja espessura e profundidades máxima e mínima variam mormente com a latitude em que o fenômeno ocorre. Os dados fornecidos pelos perfiladores Argo lançados durante o cruzeiro, e ainda em operação na região da CBM, corroboraram tal observação e revelaram o limite norte da região de formação da água modal subtropical do sudoeste do Atlântico Sul (AMSTAS) em torno da latitude de 34°S. A comparação dos resultados obtidos in situ com os dados do modelo oceânico HYCOM, numa simulação de 4 anos, permitiu observar a mesma anisotropia e limite norte da área de formação. Embora relativamente curta, a série temporal viabilizou a primeira estimativa de volume da AMSTAS e uma avaliação preliminar dos processos envolvidos na dissipação da AMSTAS recém formada. O emprego de dados de satélites altímetros para o cálculo do calor armazenado (CA) na região de estudo permitiu verificar que a instabilidade apresentada na série temporal de dados do modelo HYCOM se deve sobretudo à dinâmica de mesoescala na região mais próxima do encontro das duas CCO. A análise do CA na região onde foi realizado o cruzeiro oceanográfico do estudo, permitiu identificar mais claramente a existência de diferentes padrões de calor armazenado coincidentes com áreas típicas de formação, os quais não ocorreram em áreas que continham AMSTAS apenas afundada. / The Brazil-Malvinas confluence zone (BMCZ) is an energetic region of the South Atlantic Ocean where the Brazilian Current (BC) and the Malvinas Current (MC) meet. As a convergence area of Western Boundary Currents (WBC), it is marked by intense horizontal temperature gradients. The inclination of isopycnals in the warm side of WBC convergence zone enables the formation of mode water at the end of winter. The study of subtropical mode waters in the South Atlantic is still incipient compared to similar investigations conducted in other regions of the world. The first oceanographic cruise specifically dedicated to the study of mode waters in the BMCZ and the BC retroflection helped verify the anisotropy of such extensive water masses, whose maximum and minimum thickness and depth vary mainly with the latitude where these phenomenon occur. Data derived from Argo profilers released during the cruise and currently still operating in the BMCZ, support this observation and indicate the northern limit of the formation region of the Southwestern Atlantic subtropical mode water (SASTMW) near latitude 34°S. Comparison of in situ results with those obtained from a 4-years simulation with the HYCOM ocean model, indicates similar anisotropy and northern limit of the formation area. Despite its relatively small length, this time series enabled the first estimation of the SASTMW volume, and a preliminary validation of the processes involved in the dissipation of newly formed SASTMW. The use of satellite altimetry data for the computation of heat content in the study area helped conclude that the instability observed in the time series of the HYCOM model output is due to mesoscale dynamics near the convergence zone of the BC and the MC. Analysis of heat content in the region where the oceanographic cruise was conducted helped identify the existence of different patterns in heat content, that coincide with typical formation areas but not with areas where SASTMW is already submerged.

Águas modais são formações oceânicas caracterizadas por camadas de propriedades praticamente homogêneas. Isso pode ser observada tanto através de baixos gradientes verticais de temperatura e salinidade, quanto de baixos valores de vorticidade potencial (VP). Portanto, para avaliarmos a formação da Água Modal Subtropical do Atlântico Sul (AMSTAS) foi utilizado o conjunto de dados In Situ Analysis System (ISAS - IFREMER) entre 2002 e 2014 para a região de 20ºS a 45ºS. Em conjunto aos critérios de Sato e Polito (2014) para a identificação da AMSTAS foram aplicados um novo intervalo de temperatura (13ºC a 16ºC) e a utilização de um gradiente vertical de temperatura (dT/dz = 0,02ºC m-1), tanto em superfície, de julho a novembro, quanto em subsuperfície durante todo o ano. Desse modo, os perfis selecionados foram utilizados para avaliar a variação do volume das camadas de AMSTAS. Na camada de superfície, buscou-se identificar os perfis que haviam sido recentemente afetados pela convecção local, que representa o principal mecanismo para a formação das águas modais, apenas entre julho e outubro. Para tanto, reduziu-se o valor máximo de VP dos perfis para 1,2 × 10-11 m-1 s-1. A partir da aplicação desse critério mais restritivo, calculou-se a taxa de formação de AMSTAS (Δ f) mensal, entre 2002 e 2009, para compararmos com a taxa de formação estimada (ΔF) pela teoria de Walin (1982), utilizando os dados do projeto Objectively Analyzed air-sea Fluxes (OAFlux). O Δ f apresentou média inferior a ΔF, indicando assim a necessidade de avaliarmos o conjunto de processos que afetam a formação da AMSTAS, em adição ao balanço de calor pela superfície. / Mode waters are oceanic formations characterized by layers of nearly homogeneous properties. This feature can be observed both at low temperature and salinity vertical gradients, as in low potential vorticity (PV) values. Therefore, to evaluate the formation of South Atlantic Subtropical Mode Water (SASTMW) the In Situ Analysis System (ISAS - IFREMER) data set was used for the period between 2002 and 2014 for the 20ºS to 45ºS region. Jointly with the criteria set by Sato e Polito (2014) for the identification of the SASTMW were applied a new temperature range (13ºC a 16ºC) and the use of a vertical temperature gradient (dT/dz = 0.02ºCm-1 both in surface, between June and November, as in the subsurface throughout the year. Thus, the selected profiles were used to evaluate changes in the volume of the layers of SASTMW. Within the surface layer data, we sought to identify profiles that had been recently affected by the local convection, which is the main mechanism for the formation of mode water, only between July to October. Thereby, we reduced the maximum PV value of the profiles to 1.2 × 10-11 m-1 s-1. From the application of this more restrictive criteria, we calculated the SASTMW monthly formation rate (Δf) between 2002 and 2009 to compare with the estimated formation rate (ΔF) from the Walin (1982) theory, using the data from the project Objectively Analyzed air-sea Fluxes (OAFlux). The Δ f showed a mean value lower than the ΔF rate, indicating the need to evaluate a broader set of processes that affect the SASTMW formation, in addition to the heat balance through the surface.

Subtropical mode water is a voluminous body of water in the ocean whose main feature is the homogeneity in both vertical structure and horizontal extension. The subtropical mode water (STMW) of the southwest Atlantic is formed between the months of July and October near the Brazil-Malvinas confluence and along the Brazil Current recirculation gyre. The formation region extends on the order of 3000 km zonally, from 20°W to 50°W, and 1000 km meridionally, from 30°S to 40°S, and it is typically about 170 m thick. In situ data from pressure-equipped inverted echo sounders (PIES) installed in the western portion of the basin, along 34.5°S, are available from 2009 to the present. These data after processed and calibrated can provide an unprecedented description of the STMW involving processes since its formation at the surface until the final stage of its residence in the interior of the ocean. Temperature and salinity data estimated by the PIES are based on empirical look-up tables that relate the acoustic travel time with the baroclinic structure of the ocean. This technique is known as the Gravest Empirical Mode (GEM), and here it is used to detect profiles containing homogeneous segments of temperature and salinity that characterize the mode water. The GEM method was seasonally corrected to reconstruct surface variability necessary for STMW formation. The interannual covariance between STMW layer thickness and the Brazil Current was calculated, but no significant correlation at that time scale was observed. The mode water layer detected was about 220 m ± 55 m thick on all sites, agreeing with previous studies. / A água modal subtropical é um grande volume de água no oceano cuja característica principal é a homogeneidade nas estruturas vertical e horizontal. A água modal subtropical do sudoeste do Atlântico é formada entre os meses de julho e outubro perto da confluência Brasil-Malvinas e ao longo da recirculação da Corrente do Brasil. A região de formação se estende na ordem de 3000 km zonalmente, de 20°W a 50°W e 1000 km meridionalmente, de 30°S a 40°S, e tipicamente tem cerca de 170 m de espessura. Dados in situ de ecossondas invertidas com sensor de pressão (PIES) instaladas na porção ocidental da bacia, ao longo de 34,5°S, estão disponíveis a partir de 2009 até o presente. Estes dados após o processamento e calibração podem fornecer uma descrição sem precedentes da Água Modal Subtropical do Atlântico Sul envolvendo processos desde sua formação na superfície até o estágio final de sua permanência no interior do oceano. Os dados de temperatura e salinidade estimados pelos PIES são baseados em tabelas de referência (look-up tables) que relacionam o tempo de retorno do sinal acústico com a estrutura baroclínica do oceano. Esta técnica é conhecida como o Gravest Empirical Mode (GEM),e aqui é usado para detectar perfis contendo segmentos homogêneos de temperatura e salinidade que caracterizam a água modal. Foi aplicada uma correção sazonal ao método GEM para reconstruir a variabilidade da superfície necessária para a formação STMW. A covariância interanual entre a espessura da camada STMW e a corrente do Brasil foi calculada, mas não foi observada correlação significativa naquela escala de tempo. A camada de água em modo detectada foi de cerca de 220 m ± 55 m de espessura em todos os sites, concordando com estudos prévios.

A Confluência Brasil-Malvinas (CBM) é formada pelo encontro da Corrente do Brasil (CB) com a Corrente das Malvinas (CM) no Atlântico Sul e, por constituir o encontro de correntes de contorno oeste (CCO), é demarcada por um intenso gradiente horizontal de temperatura. A inclinação das isopicnais na porção mais quente de regiões de encontro de duas CCO favorece a formação de águas modais ao final do inverno. O estudo de águas modais subtropicais ainda é incipiente no Atlântico Sul, quando comparado com os diversos trabalhos versando sobre o fenômeno em outras regiões do mundo. A realização do primeiro cruzeiro oceanográfico especificamente planejado para o estudo de águas modais na região da CBM e de retroflexão da CB permitiu verificar a anisotropia desse extenso corpo d\'água, cuja espessura e profundidades máxima e mínima variam mormente com a latitude em que o fenômeno ocorre. Os dados fornecidos pelos perfiladores Argo lançados durante o cruzeiro, e ainda em operação na região da CBM, corroboraram tal observação e revelaram o limite norte da região de formação da água modal subtropical do sudoeste do Atlântico Sul (AMSTAS) em torno da latitude de 34°S. A comparação dos resultados obtidos in situ com os dados do modelo oceânico HYCOM, numa simulação de 4 anos, permitiu observar a mesma anisotropia e limite norte da área de formação. Embora relativamente curta, a série temporal viabilizou a primeira estimativa de volume da AMSTAS e uma avaliação preliminar dos processos envolvidos na dissipação da AMSTAS recém formada. O emprego de dados de satélites altímetros para o cálculo do calor armazenado (CA) na região de estudo permitiu verificar que a instabilidade apresentada na série temporal de dados do modelo HYCOM se deve sobretudo à dinâmica de mesoescala na região mais próxima do encontro das duas CCO. A análise do CA na região onde foi realizado o cruzeiro oceanográfico do estudo, permitiu identificar mais claramente a existência de diferentes padrões de calor armazenado coincidentes com áreas típicas de formação, os quais não ocorreram em áreas que continham AMSTAS apenas afundada. / The Brazil-Malvinas confluence zone (BMCZ) is an energetic region of the South Atlantic Ocean where the Brazilian Current (BC) and the Malvinas Current (MC) meet. As a convergence area of Western Boundary Currents (WBC), it is marked by intense horizontal temperature gradients. The inclination of isopycnals in the warm side of WBC convergence zone enables the formation of mode water at the end of winter. The study of subtropical mode waters in the South Atlantic is still incipient compared to similar investigations conducted in other regions of the world. The first oceanographic cruise specifically dedicated to the study of mode waters in the BMCZ and the BC retroflection helped verify the anisotropy of such extensive water masses, whose maximum and minimum thickness and depth vary mainly with the latitude where these phenomenon occur. Data derived from Argo profilers released during the cruise and currently still operating in the BMCZ, support this observation and indicate the northern limit of the formation region of the Southwestern Atlantic subtropical mode water (SASTMW) near latitude 34°S. Comparison of in situ results with those obtained from a 4-years simulation with the HYCOM ocean model, indicates similar anisotropy and northern limit of the formation area. Despite its relatively small length, this time series enabled the first estimation of the SASTMW volume, and a preliminary validation of the processes involved in the dissipation of newly formed SASTMW. The use of satellite altimetry data for the computation of heat content in the study area helped conclude that the instability observed in the time series of the HYCOM model output is due to mesoscale dynamics near the convergence zone of the BC and the MC. Analysis of heat content in the region where the oceanographic cruise was conducted helped identify the existence of different patterns in heat content, that coincide with typical formation areas but not with areas where SASTMW is already submerged.

Subtropical mode water is a voluminous body of water in the ocean whose main feature is the homogeneity in both vertical structure and horizontal extension. The subtropical mode water (STMW) of the southwest Atlantic is formed between the months of July and October near the Brazil-Malvinas confluence and along the Brazil Current recirculation gyre. The formation region extends on the order of 3000 km zonally, from 20°W to 50°W, and 1000 km meridionally, from 30°S to 40°S, and it is typically about 170 m thick. In situ data from pressure-equipped inverted echo sounders (PIES) installed in the western portion of the basin, along 34.5°S, are available from 2009 to the present. These data after processed and calibrated can provide an unprecedented description of the STMW involving processes since its formation at the surface until the final stage of its residence in the interior of the ocean. Temperature and salinity data estimated by the PIES are based on empirical look-up tables that relate the acoustic travel time with the baroclinic structure of the ocean. This technique is known as the Gravest Empirical Mode (GEM), and here it is used to detect profiles containing homogeneous segments of temperature and salinity that characterize the mode water. The GEM method was seasonally corrected to reconstruct surface variability necessary for STMW formation. The interannual covariance between STMW layer thickness and the Brazil Current was calculated, but no significant correlation at that time scale was observed. The mode water layer detected was about 220 m ± 55 m thick on all sites, agreeing with previous studies. / A água modal subtropical é um grande volume de água no oceano cuja característica principal é a homogeneidade nas estruturas vertical e horizontal. A água modal subtropical do sudoeste do Atlântico é formada entre os meses de julho e outubro perto da confluência Brasil-Malvinas e ao longo da recirculação da Corrente do Brasil. A região de formação se estende na ordem de 3000 km zonalmente, de 20°W a 50°W e 1000 km meridionalmente, de 30°S a 40°S, e tipicamente tem cerca de 170 m de espessura. Dados in situ de ecossondas invertidas com sensor de pressão (PIES) instaladas na porção ocidental da bacia, ao longo de 34,5°S, estão disponíveis a partir de 2009 até o presente. Estes dados após o processamento e calibração podem fornecer uma descrição sem precedentes da Água Modal Subtropical do Atlântico Sul envolvendo processos desde sua formação na superfície até o estágio final de sua permanência no interior do oceano. Os dados de temperatura e salinidade estimados pelos PIES são baseados em tabelas de referência (look-up tables) que relacionam o tempo de retorno do sinal acústico com a estrutura baroclínica do oceano. Esta técnica é conhecida como o Gravest Empirical Mode (GEM),e aqui é usado para detectar perfis contendo segmentos homogêneos de temperatura e salinidade que caracterizam a água modal. Foi aplicada uma correção sazonal ao método GEM para reconstruir a variabilidade da superfície necessária para a formação STMW. A covariância interanual entre a espessura da camada STMW e a corrente do Brasil foi calculada, mas não foi observada correlação significativa naquela escala de tempo. A camada de água em modo detectada foi de cerca de 220 m ± 55 m de espessura em todos os sites, concordando com estudos prévios.