Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-03-28T16:36:04Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Beatriz Andrade da Silva Marques.pdf: 4181094 bytes, checksum: 0f82a71603a769606e160fbeabb2e770 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T16:36:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Beatriz Andrade da Silva Marques.pdf: 4181094 bytes, checksum: 0f82a71603a769606e160fbeabb2e770 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / O vulcanismo é um potencial agente fertilizador de via eólica para os oceanos. Para as últimas décadas, o sensoriamento remoto tem sido uma ferramenta importante no sentido de avaliar em tempo quase-real alterações de parâmetros nos oceanos durante os episódios de erupção vulcânica, em geral com alta resolução temporal e espacial. Evidências experimentais ainda são pouco reportadas, sobretudo para o hemisfério sul. Este trabalho investiga a resposta biológica decorrente do aporte das cinzas expelidas durante o evento eruptivo de 2011 do complexo vulcânico andino Puyehue-Cordón Caulle em águas do Atlântico Sul / Oceano Austral. Duas abordagens foram empregadas no estudo: (1) sensoriamento remoto orbital; e (2) experimento de fertilização em microcosmo. A investigação feita por meio de sensoriamento remoto utilizou os parâmetros satelitais Espessura Óptica de Aerossol (AOT), Concentração de Clorofila-a (CHL-a) e Temperatura da Superfície do Mar (SST), aquisitados pelo sensor MODIS/Aqua e acessados através do portal Ocean Color mantido pelo OBPG/NASA. O contexto pós-erupção foi avaliado comparando os valores dos parâmetros para o ano (2011) com o valor da série histórica criada com dados de 2002 à 2010. O bioensaio de fertilização foi realizado com as cinzas vulcânicas do evento eruptivo em questão, com tréplicas do controle e outros três tratamentos, distintos em massa de cinzas inserida, em águas coletadas no centro da Passagem de Drake. Os resultados obtidos a partir das duas abordagens deste trabalho, sensoriamento remoto e bioensaio, não são taxativos sobre o acoplamento entre a deposição das cinzas da erupção do complexo vulcânico Puyehue-Cordón Caulle e a possível ocorrência de um evento de fertilização oceânica. Através da análise por sensoriamento remoto é possível notar para o período de intensificação dos ventos de oeste do mesmo ano – primavera-verão – que há picos nas medidas de espessura óptica da atmosfera e de concentração de clorofila, que atingem valores maiores que a média histórica. Isto indica que houve aporte de material continental e que este foi suficiente para propiciar maior desenvolvimento algal no oceano. Estes resultados indicam que a poeira mineral, constituída por material de erosão continental com a contribuição dos depósitos de composições distintas de cinzas expelidas nas diversas erupções andinas, é capaz de prover micronutrientes escassos na coluna d’água ao fitoplâncton, com aumento de biomassa algal de uma comunidade fitoplanctônica não limitada por outros parâmetros (condições de irradiação suficiente, temperaturas menos baixas, camadas de mistura mais rasas e pressão de predação menos intensa). A hipótese também poderia esclarecer a falta de resultados conclusivos do bioensaio feito apenas com as cinzas, sem qualquer beneficiamento de outras fontes continentais / Volcanism is a potential agent for fertilizing by wind the oceans. In the last decades, remote sensing has been an important tool that allows evaluations of near-real-time changes in oceanographic parameters during episodes of volcanic eruptions, in general with high temporal and spatial resolution. Experimental evidences are still poorly reported, especially for the southern hemisphere. This work investigates the biological response resulting from the input of ash expelled during the 2011 eruptive event of the Andean volcanic complex Puyehue-Cordón Caulle over waters of the Atlantic Ocean / Southern Ocean. Two approaches were employed in the study: (1) remote sensing; and (2) fertilization experiment. The research carried out by means of remote sensing, used the satellite parameters Aerosol Optical Thickness (AOT), Concentration of Chlorophyll-a (CHL-a) and Sea Surface Temperature (SST), acquired by MODIS / Aqua and accessed through the Ocean Color portal maintained by OBPG / NASA. The context of post-eruption was assessed by comparing the values of the parameters for the year (2011) with the value of climatology created with data from 2002 to 2010. The fertilization bioassay was performed with volcanic ash from the considered eruption event, with rejoinders of four treatments, different in volume, in water collected in the Drake Passage. The results from the two approaches this work, remote sensing and bioassay, are not exhaustive of the coupling between the deposition of ash from the eruption of the Puyehue-Cordón volcanic complex Caulle and the possible occurrence of an ocean fertilization event. Through remote sensing analysis it is possible to note that, with the intensification period of westerly winds of the same year - spring and summer, there are peaks in aerosol optical thickness measurements of the atmosphere and in concentration of chlorophyll, which reach values higher than the historical average. This indicates that there has been input of continental material, and that this was sufficient to provide greater algal development in the ocean. These results indicate that the mineral dust, formed by continental erosion material with the contribution of deposits of different compositions of ash expelled in several Andean rash, is capable of providing scarce micronutrients in the water column to phytoplankton, with an increase of algal biomass in a phytoplankton community not limited by other parameters (sufficient irradiation conditions, less low temperatures, shallower mixing layers and less intense predation pressure). The hypothesis could also explain the lack of conclusive bioassay results done only with the ashes without any contribution of other continental sources

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.

Este trabalho teve como objetivo investigar processos de interação ar-mar na porção leste da América do Sul e Oceano Atlântico adjacente ao longo do Holoceno (últimos 12.000 anos). Para isso, os efeitos de forçantes naturais sobre a variabilidade climática foram investigados em três escalas temporais: (i) milenar-centenária: efeitos de pulsos de degelo no Oceano Atlântico, e de variações nas forçantes solar e orbital sobre o modo dipolar subtropical do Atlântico sul e consequências sobre a precipitação, durante o Holoceno; (ii) cenário médio: efeitos de diferenças na forçante orbital em relação ao clima presente sobre a precipitação média no continente, durante o Holoceno médio (6.000 anos atrás), por meio de uma compilação de dados paleoclimáticos inédita para esse período, e comparação com resultados de simulações numéricas; (iii) multidecadal: efeitos de variações na forçante vulcânica ao longo do último milênio (850 a 1850 da Era Comum) sobre a variabilidade do modo equatorial do Atlântico e consequências sobre a precipitação na América do Sul. Os resultados mostraram efeitos dos eventos de rápido resfriamento do Hemisfério norte na variabilidade do modo dipolar subtropical do Atlântico sul, com consequências principalmente sobre a precipitação do Nordeste do Brasil. O cenário médio para o Holoceno médio apontou déficit hídrico na porção leste da América do Sul durante esse período, relacionado com menor quantidade de insolação de verão recebida pelo Hemisfério sul. A dificuldade na coleta de testemunhos marinhos foi identificada como um dos principais limitantes em estudos paleoclimáticos. O vulcanismo explosivo observado no último milênio resfriou a região tropical no ano da erupção, e enfraqueceu a relação entre a precipitação na porção leste da América do Sul e o modo equatorial do Atlântico. Finalmente, a presente tese demonstrou, por meio de comparações dados-modelo, a importância do Oceano Atlântico no regimes de chuva da América do Sul em diversas escalas temporais para climas onde a forçante antropogênica era pouco significativa. 195 pp. / This work investigates the air-sea interaction processes in eastern South America and the adjacent Atlantic Ocean for the Holocene (past 12,000 years). The effects of the natural forcings on climate variability were investigated in three time-scales: (i) millennial-to-centennial: effects of Atlantic meltwater pulses and changes in the solar and orbital forcings on the South Atlantic subtropical dipole, and rainfall impacts during the Holocene; (ii) mid-Holocene scenario: effects of changes in the orbital forcing, in comparison to the present-day conditions, on mean precipitation over the continent, during the mid-Holocene (6,000 years ago). This was achieved through an unpublished multiproxy compilation and comparison with numerical experiments; (iii) multidecadal: effects of changes in the volcanic forcing along the past millennium (850 to 1850 Common Era) on the variability of the Atlantic equatorial mode and consequences on precipitation over South America. Results show effects of the Northern Hemisphere cooling events on the variability of the South Atlantic subtropical dipole, with impacts mainly over Northeastern Brazil\'s rainfall. The mid-Holocene scenario results indicate a water deficit in eastern South America during this period related to a decrease in Southern Hemisphere summer insolation. The difficulty in marine cores sampling is identified as one of the main problems in current paleoclimate studies. The explosive volcanism observed during the past millennium cooled the tropical regions at the year of the volcanic eruption, and weakened the relation between the precipitation in eastern South America and the Atlantic equatorial mode. This thesis shows through data-model approaches the importance of the Atlantic Ocean on South America precipitation regimes in the climate timescales where the anthropogenic forcing was not so relevant. 195 pp.

Este trabalho teve como objetivo investigar processos de interação ar-mar na porção leste da América do Sul e Oceano Atlântico adjacente ao longo do Holoceno (últimos 12.000 anos). Para isso, os efeitos de forçantes naturais sobre a variabilidade climática foram investigados em três escalas temporais: (i) milenar-centenária: efeitos de pulsos de degelo no Oceano Atlântico, e de variações nas forçantes solar e orbital sobre o modo dipolar subtropical do Atlântico sul e consequências sobre a precipitação, durante o Holoceno; (ii) cenário médio: efeitos de diferenças na forçante orbital em relação ao clima presente sobre a precipitação média no continente, durante o Holoceno médio (6.000 anos atrás), por meio de uma compilação de dados paleoclimáticos inédita para esse período, e comparação com resultados de simulações numéricas; (iii) multidecadal: efeitos de variações na forçante vulcânica ao longo do último milênio (850 a 1850 da Era Comum) sobre a variabilidade do modo equatorial do Atlântico e consequências sobre a precipitação na América do Sul. Os resultados mostraram efeitos dos eventos de rápido resfriamento do Hemisfério norte na variabilidade do modo dipolar subtropical do Atlântico sul, com consequências principalmente sobre a precipitação do Nordeste do Brasil. O cenário médio para o Holoceno médio apontou déficit hídrico na porção leste da América do Sul durante esse período, relacionado com menor quantidade de insolação de verão recebida pelo Hemisfério sul. A dificuldade na coleta de testemunhos marinhos foi identificada como um dos principais limitantes em estudos paleoclimáticos. O vulcanismo explosivo observado no último milênio resfriou a região tropical no ano da erupção, e enfraqueceu a relação entre a precipitação na porção leste da América do Sul e o modo equatorial do Atlântico. Finalmente, a presente tese demonstrou, por meio de comparações dados-modelo, a importância do Oceano Atlântico no regimes de chuva da América do Sul em diversas escalas temporais para climas onde a forçante antropogênica era pouco significativa. 195 pp. / This work investigates the air-sea interaction processes in eastern South America and the adjacent Atlantic Ocean for the Holocene (past 12,000 years). The effects of the natural forcings on climate variability were investigated in three time-scales: (i) millennial-to-centennial: effects of Atlantic meltwater pulses and changes in the solar and orbital forcings on the South Atlantic subtropical dipole, and rainfall impacts during the Holocene; (ii) mid-Holocene scenario: effects of changes in the orbital forcing, in comparison to the present-day conditions, on mean precipitation over the continent, during the mid-Holocene (6,000 years ago). This was achieved through an unpublished multiproxy compilation and comparison with numerical experiments; (iii) multidecadal: effects of changes in the volcanic forcing along the past millennium (850 to 1850 Common Era) on the variability of the Atlantic equatorial mode and consequences on precipitation over South America. Results show effects of the Northern Hemisphere cooling events on the variability of the South Atlantic subtropical dipole, with impacts mainly over Northeastern Brazil\'s rainfall. The mid-Holocene scenario results indicate a water deficit in eastern South America during this period related to a decrease in Southern Hemisphere summer insolation. The difficulty in marine cores sampling is identified as one of the main problems in current paleoclimate studies. The explosive volcanism observed during the past millennium cooled the tropical regions at the year of the volcanic eruption, and weakened the relation between the precipitation in eastern South America and the Atlantic equatorial mode. This thesis shows through data-model approaches the importance of the Atlantic Ocean on South America precipitation regimes in the climate timescales where the anthropogenic forcing was not so relevant. 195 pp.

Submitted by CAMILA CRISTINA RIBEIRO LUIS null (camila.luis@yahoo.com.br) on 2018-03-26T15:44:43Z No. of bitstreams: 1 Tese Camila.pdf: 4455685 bytes, checksum: 49398391cfc7016b7cdf100c729e65e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Satie Tagara (satie@marilia.unesp.br) on 2018-03-26T19:18:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 luis_ccr_dr_mar.pdf: 4455685 bytes, checksum: 49398391cfc7016b7cdf100c729e65e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-26T19:18:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 luis_ccr_dr_mar.pdf: 4455685 bytes, checksum: 49398391cfc7016b7cdf100c729e65e1 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O trabalho tem por objetivo analisar a dimensão do Atlântico Sul na política externa brasileira, considerando como referência teórica os conceitos e práticas da política exterior brasileira, bem como a análise do conceito de Poder Marítimo, na perspectiva de realização de uma Estratégia Marítima. Assim, analisamos o processo de formulação de políticas voltadas para o mar, que ganharam espaço na agenda brasileira a partir da intensificação das discussões internacionais em torno do aproveitamento do espaço marítimo, das quais o Brasil procurou participar ativamente. A partir dessa análise inicial, as resultantes do processo interno foram confrontadas com o contexto geopolítico do Atlântico Sul, em paralelo à presença de outros atores nessa área marítima. Tal embate analítico aponta para o dualismo entre um “Atlântico Sul regional”, consubstanciado na Zona de Paz e Cooperação do Atlântico Sul, e um “Atlântico Sul global”, marcado pelo contexto da globalização e das novas ameaças, traduzido em diversas iniciativas, que integram a área marítima sul-atlântica à política global. Assim, a política externa brasileira no Atlântico Sul projeta-se em uma área marítima onde coexistem e se sobrepõem estratégias multifacetadas, contrapondo atores globais com ambições em escala mundial e atores regionais, em que prevalece a influência direta do eixo estratégico formado por potências navais do Atlântico Norte. / The objective of this paper is to analyze the South Atlantic dimension in Brazilian foreign policy, considering as theoretical reference the concepts and practices of Brazilian foreign policy, as well as the analysis of the concept of Seapower and Maritime Strategy. From this perspective, the paper analyzes the process of formulating policies concerned to the sea, which have gained space in the Brazilian agenda as a result of the intensification of international discussions about the use of maritime space, that Brazil has actively sought to participate in. From this initial analysis, those resulting from the internal process were confronted with the geopolitical context of the South Atlantic, in parallel with the presence of other actors present in this maritime area. This analytical clash points to the dualism between a “regional South Atlantic”, embodied in the South Atlantic Peace and Cooperation Zone, and a “global South Atlantic”, marked by the context of globalization, new threats, and differentiated initiatives that integrate the South Atlantic in the global politics. Thus, the Brazilian foreign policy in the South Atlantic is projected in a maritime area where multi-faceted maritime strategies coexist and overlap, opposing global players with global ambitions and regional actors, in which prevails the influence of the great powers of North Atlantic. / El trabajo tiene por objetivo analizar la dimensión del Atlántico Sur en la política exterior brasileña, considerando como referencia teórica los conceptos y prácticas de la política exterior brasileña, así como el análisis del concepto de Poder Marítimo, en la perspectiva de realización de una Estrategia Marítima. Así, el trabajo analiza el proceso de formulación de políticas orientadas al mar, que ganaron espacio en la agenda brasileña a partir de la intensificación de las discusiones internacionales en torno al aprovechamiento del espacio marítimo, de las cuales Brasil buscó participar activamente. A partir de ese análisis inicial, las resultantes del proceso interno son confrontadas al contexto geopolítico del Atlántico Sur, en paralelo a la presencia de otros actores presentes en esa área marítima. Tal embate analítico apunta al dualismo entre un “Atlántico sur regional”, consubstanciado en la Zona de Paz y Cooperación del Atlántico Sur, y un “Atlántico Sur global”, marcado por el contexto de la globalización y de las nuevas amenazas, traducido en iniciativas diferenciadas, que integran el área marítima sur-atlántica en la política global. La política exterior brasileña en el Atlántico Sur se proyecta en un área marítima donde coexisten y se superponen estrategias marítimas múltiples, contraponiendo actores globales con ambiciones a escala mundial y actores regionales, en que prevalece la influencia directa del eje estratégico formado por potencias navales del Atlántico Norte.

Oceanic Gyres are the most conspicuous features in the Earth\'s ocean. They are ubiquitous to each basin and hemisphere. In the Atlantic Ocean, there is an uncanny symmetry between the North and South Atlantic Subtropical Gyres. Focusing on their poleward limits, we can think of them as virtually perfect analogues. However, while the North Atlantic Current has been extensively studied, the South Atlantic Current (SAC) still has been very little investigated and its knowledge presents crucial gaps on understanding it ocean\'s mesoscale variability and climate. Very little studies attempted so far to describe the SAC characteristics in terms of water mass properties and volume transports. In addition, there is the presence of recently described Saint Helen Current (StHC), which can be considered as the South Atlantic analogue of the Azores Current. The StHC has its formation tied with the Brazil Current (BC) retroflection. The SAC, on the other hand, is originated at the Brazil-Malvinas Confluence (BMC), and flows crossing zonally the Atlantic Basin. However, the presence of the northern branch of Antarctic Circumpolar Current (ACCn) (without an analogue in the northern hemisphere) brought a few additional challenges to studying the SAC. The ACCn can be thought as the Malvinas Current (MC) Extension, which exits the BMC region via the southern flank of the Zapíola Rise. In this work, we revisit the descriptive oceanography of the SAC system with newly developed climatologies (WOA13 and ARMOR3D) and seek to unravel the pattern associated with the current in the Southern limb of the region. Recent literature mentions that there is an important interplay between this three zonal jets as the cross the South Atlantic. However, only kinematics arguments were used to pinpoint this interplay so far. Hence, we opted to employ a statistical correlation method involving temperature, salinity and density vertical profiles (and consequently, T-S curves as well). We also computed volume transport values for the whole zonal domain across the South Atlantic Subtropical Gyre southern limb. In particular, at the longitude that it reaches the Mid-Atlantic Ridge, the major portion of the SAC veers south and merge almost completely with the ACCn. Its smaller northern the StHC. Near the eastern ocean border of the South Atlantic Ocean, the SAC-ACCn as well as a portion of the StHC traverse into the Indian Ocean. The combined analysis of geostrophic streamfunction fields and the temperature-density correlation diagrams do not show sufficient evidence for the StHC being an independent current, and not a branch of the SAC. Since there is also no study regarding the dynamics of the SAC we also constructed a linear QG instability model aiming to evaluate the current system mesoscale activity. We then analyzed the mesoscale activity of the SAC, and discovered that SAC is unstable throughout the whole path domain towards Africa. This instabilities, however, are found to be not as vigorous as the ACC. We also identify a shift in mesoscale vorticity wave regime as the SAC crosses the Mid-Atlantic Ridge. We found it to be less unstable than at the western side. We, however, could not identify the type of instabilities associated with the current. Therefore, we propose as sequential future work to further pursue investigation on the mesoscale dynamics of the ACCn-SAC-StHC system. / Os Giros Oceânicos são os aspectos mais notáveis dos oceano. Eles são ubíquos em todos os hemisférios e bacias oceânicas. No Atlântico, por exemplo, existe uma clara simetria entre os giros subtropicais do Atlântico norte e sul. Nos seus limites mais polar, podemos pensar neles como análogos perfeitos. Entretanto, enquanto a Corrente do Atlântico Norte foi extensamente estudado, a Corrente do Atlântico Sul ainda tem sido muito pouco investigada deixando lacunas cruciais no conhecimento no entendimento do clima e variabilidade de mesoscala nos oceanos. Pouquíssimos estudos foram realizados até agora a fim de descrever a CAS e suas características nos tópicos relacionados às propriedades das massas de água transporte de voluma. Ademais, há a presença de um corrente recentemente descrita, cunhada de Corrente de Santa Helena (CStH) que pode considerada, tal qual a Corrente do Atlântico Sul, uma análoga da Corrente dos Açores. A CStH possui sua formação atrelada à Corrente do Brasil (CB). A CAS, por sua vez, origina-se na confluência Brasil-Malvinas e escoa atravessando zonalmente a bacia do Atlântico. Entretanto, a presença do ramo norte da Corrente Circumpolar Antártica (CCAn) (sem um análogo no hemisfério norte) trouxe desafios adicionais ao estudo da CAS. A CCAn pode ser pensada como uma extensão da Corrente das Malvinas (CM), a qual sai da região da confluência via o flanco sul da Elevação de Zapiola. Nesse trabalho, revisitamo a oceanografia descritiva do sistema CAS com novas climatologias desenvolvidas (WOA13 e ARMOR3D) e procuramos desvendar o padrão associado à corrente no membro sul da região. Estudos recentes apontam uma importante interação entre os três jatos zonais enquanto atravessam o Atlântico Sul. Somente argumentos cinemáticos, entretanto, foram utilizados para identificar essa interação. Consequentemente, optamos em empregar um método de correlação estatística envolvendo perfis verticais de temperatura, salinidade e densidade(e, logo, curvas T-S). Nós também calculamos o transporte de volume para todo o domínio zonal através do ramo sul do Giro Subtropical do Atlântico Norte. Em particular, na longitude que alcança a Cadeia Meso-Atlântica, a maior porção da CAS desvia-se para o sul e dilui-se quanse que por completo à CCAn. Próxima à borda este do Oceano Atlântico Sul, tanto a CAS-CCAn como uma parte da CStH atravessam em direção ao Oceano Índico. A análise combinada dos campos de função de corrente geostróficos e pelos diagramas de correlação de temperatura-densidade não mostra evidências suficientes para que a CStH seja considerada uma corrente independente e não um ramo da CAS. Além disso, já que não há estudos relacionados a dinâmica da CAS, nós tambémconstruímos um modelo de instabilidade QG a fim de avaliar a atividade de mesoscala do sistema de correntes. Analisamos essa atividade da CAS e descobrimos que ela é instável durante todo o seu percurso em direção à África. Essas instabilidades, entretanto, não são tão vigorosas quanto aquelas da CCA. Também identidicamos mudanças no regime de ondas das vorticidades de mesoscala no cruzamento da CAS com a cadeia meso-oceânica. Descobrimos que a corrente é menos instável ao lado leste da cadeia. Não podemos, contudo, identificar os tipos de instabilidades associada à corrente. Por conseguinte, propomos trabalhos futuros que irão auxiliar à investigação da dinâmica de mesoscala do sistema CCAn-CAS-CstH.

Made available in DSpace on 2016-04-25T20:22:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edson Tomaz de Aquino.pdf: 598711 bytes, checksum: ef991423cd49a8bc280bd6d9542e97a2 (MD5) Previous issue date: 2008-06-20 / The main purpose of this work is to show the growing importance of South Atlantic Ocean to Brazil s foreign policy and security issues, from the seventies to 21st century. The oil crises in the early seventies changed brazilian perception about its maritime frontier. The enlargement of territorial sea to 200 miles and a diplomatic approach to Africa were strategic to assure Brazilian interests in the South Atlantic. The central role of Brazil to build the Zone of Peace and Cooperation of the South Atlantic stresses the choice to the multilateralism and the international law. This choice results from regional and hemispheric context. In the early 21st century, the international system allows Brazil to drawn a military capability towards its maritime frontier. Economic resources as great stocks of oil could turn the South Atlantic a vulnerable zone to Brazilian interests. Idealism and Realism on foreign politics and defense issues tend to combine themselves on Brazil s projection at South Atlantic / O objetivo principal deste trabalho consiste em demonstrar a crescente importância do Atlântico Sul na política externa e nos assuntos de defesa do Brasil, desde a década de 70 até o limiar do século XXI. A crise do petróleo, no início da década de 70 transformou a percepção do Brasil sobre sua fronteira marítima. O alargamento do mar territorial para 200 milhas e a aproximação diplomática da África foram estratégicos para assegurar os interesses do Brasil no Atlântico Sul. O papel central do Brasil em construir a Zona de Paz e Cooperação do Atlântico Sul reforçou a escolha pelo multilateralismo e pelo direito internacional. Essa escolha foi decorrente do contexto regional e hemisférico. No início do século XXI, o Brasil percebe possibilidades de projetar uma capacidade militar para defender sua fronteira marítima. Recursos econômicos, como grandes reservas de petróleo, podem tornar o Atlântico Sul uma área vulnerável para os interesses brasileiros. No entanto, idealismo e realismo em política externa e defesa tendem a combinar-se na projeção do Brasil no Atlântico Sul

Made available in DSpace on 2016-04-26T14:57:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edson Tomaz de Aquino.pdf: 598711 bytes, checksum: ef991423cd49a8bc280bd6d9542e97a2 (MD5) Previous issue date: 2008-06-20 / The main purpose of this work is to show the growing importance of South Atlantic Ocean to Brazil s foreign policy and security issues, from the seventies to 21st century. The oil crises in the early seventies changed brazilian perception about its maritime frontier. The enlargement of territorial sea to 200 miles and a diplomatic approach to Africa were strategic to assure Brazilian interests in the South Atlantic. The central role of Brazil to build the Zone of Peace and Cooperation of the South Atlantic stresses the choice to the multilateralism and the international law. This choice results from regional and hemispheric context. In the early 21st century, the international system allows Brazil to drawn a military capability towards its maritime frontier. Economic resources as great stocks of oil could turn the South Atlantic a vulnerable zone to Brazilian interests. Idealism and Realism on foreign politics and defense issues tend to combine themselves on Brazil s projection at South Atlantic / O objetivo principal deste trabalho consiste em demonstrar a crescente importância do Atlântico Sul na política externa e nos assuntos de defesa do Brasil, desde a década de 70 até o limiar do século XXI. A crise do petróleo, no início da década de 70 transformou a percepção do Brasil sobre sua fronteira marítima. O alargamento do mar territorial para 200 milhas e a aproximação diplomática da África foram estratégicos para assegurar os interesses do Brasil no Atlântico Sul. O papel central do Brasil em construir a Zona de Paz e Cooperação do Atlântico Sul reforçou a escolha pelo multilateralismo e pelo direito internacional. Essa escolha foi decorrente do contexto regional e hemisférico. No início do século XXI, o Brasil percebe possibilidades de projetar uma capacidade militar para defender sua fronteira marítima. Recursos econômicos, como grandes reservas de petróleo, podem tornar o Atlântico Sul uma área vulnerável para os interesses brasileiros. No entanto, idealismo e realismo em política externa e defesa tendem a combinar-se na projeção do Brasil no Atlântico Sul

Understanding the interactions between ocean and atmosphere in regions of oceanographic fronts is of vital importance for the improvement of numerical models for weather and climate forecasting. In the South Atlantic Ocean (SAO) the meeting between the warm waters of the Brazil Current (BC) and the cold waters of the Malvinas (Falkland) Current (MC) in the region known as the Brazil-Malvinas Confluence (BMC), results in intense mesoscale oceanic activity and, for this reason, this region is considered one of the most energetic of the Global Ocean. The interactions resulting from the thermal contrast in regions oceanographic fronts of the OAS are investigated in this work through estimates of heat fluxes based on data collected in situ and by satellite. The results of this study show that the response to the thermal contrasts found in the ocean is in the form of heat fluxes and these fluxes are critical in modulating the atmospheric boundary layer (ABL). Estimation based on data collected in situ show that in the warm side (north) of the oceanographic front the fluxes are more intense (latent heat: 62 W/m² and sensible heat: 0.6 W/m²) than in the cold side (south) (latent heat: 5.8 W/m² and sensible heat: -13.8 W/m²). In the South Atlantic Current (SAC) along the 30° S parallel, heat fluxes are directly related to the meandering characteristic of the current. The data collected in situ, in addition to allow heat flux estimates at a better spatial resolution, were used to develop a new method for estimating the heat energy exchanged between the atmosphere and the ocean caused by the presence of mesoscale oceanic structures. This methodology consists in the comparison of a radiosonde profile taken over waters of the structure of interest and another taken over waters which do not belong to this structure. The methodology was used to estimate the heat energy transfer between the atmosphere and the ocean over the top of three structures sampled in the OAS. The estimation of the heat energy transferred by a warm eddy detached from the BC points to an energy in the latent (sensible) form of 1.6 1017 J (-2.8 1016 J) which corresponds to approximately 0.011 % of the total heat energy of the eddy transferred to the atmosphere during the field experiment and 0.78 % transferred during the supposed lifetime of the eddy (3 months). Along the CSA two oceanic structures were studied: (i) a cold meander that receives from the atmosphere energy in the latent (sensible) form of 1.4 106 J/m2 (5.4 105 J/m2), and (ii) warmer waters associated with a detached eddy from the Agulhas Current (AC) that transfer to the atmosphe heat energy of approximately 4 106 J/m2 an 5.7 106 J/m2 in the latent and sensible forms, respectively. The estimation of heat energy transfer on top of mesoscale oceanic structures clearly demonstrate the importance of these structures for the heat exchanges between the ocean and the atmosphere and must be taken into account in future works about this subject in the SAO. / A compreensão das interações entre oceano e atmosfera em regiões de frentes oceanográficas é de vital importância para o melhoramento de modelos numéricos de previsão do tempo e clima. No Oceano Atlântico Sul (OAS) o encontro entre as águas quentes da Corrente do Brasil (CB) com as águas frias da Corrente das Malvinas (CM), na região denominada Confluência Brasil-Malvinas (CBM), resulta em intensa atividade oceânica de mesoescala e, por esse motivo, essa região é considerada uma das mais energéticas do Oceano Global. As interações resultantes do contraste termal ao longo de regiões de frentes oceanográficas no OAS são investigadas neste trabalho através de estimativas de fluxos de calor baseadas em dados de satélite e dados coletados in situ. Os resultados do trabalho demonstram que a resposta aos contrastes termais encontrados no oceano se dá na forma de fluxos de calor e que esses fluxos são fundamentais na modulação da Camada Limite Atmosférica (CLA). As estimativas com base em dados coletados in situ demonstram que no lado quente (norte) da frente oceanográfica os fluxos são mais intensos (calor latente: 62 W/m² e calor sensível: 0,6 W/m²) que nos lado frio (sul) (calor latente: 5,8 W/m² e calor sensível: -13,8 W/m²). Na Corrente Sul Atlântica (CSA), ao longo do paralelo de 30° S, os fluxos de calor estão diretamente relacionados a característica meandrante da corrente. Os dados coletados in situ, além de possibilitarem estimativas de fluxo de calor com uma melhor resolução espacial, foram usados no desenvolvimento de uma nova metodologia para estimativa da energia calorífica trocada entre oceano e atmosfera em virtude da presença de estruturas oceânicas de mesoescala. Essa metodologia consiste na comparação entre um perfil de radiossonda tomado sobre águas da estrutura de interesse e outro tomado sobre águas que não pertencem a essa estrutura. A metodologia desenvolvida foi utilizada para determinar a transferência de energia calorífica entre oceano e atmosfera em três estruturas amostradas no OAS. A estimativa da energia calorífica transferida por um vórtice quente desprendido da CB aponta para uma energia na forma latente (sensível) de 1,6 1017 J (-2,8 1016 J) que corresponde a aproximadamente 0,011 % da energia calorífica total do vórtice transferida durante o experimento de campo e de 0,78 % da energia do vórtice transferidos durante o tempo suposto de vida do vórtice (3 meses). Ao longo da CSA, duas estruturas oceânicas foram estudadas: (i) um meandro frio que recebe da atmosfera uma energia na forma latente (sensível) de 1,4 106 J/m2 (5,4 105 J/m2) e (ii) águas mais quentes associadas a um vórtice desprendido da Corrente das Agulhas (CA) que transferem para a atmosfera uma energia calorífica de aproximadamente 4 106 J/m2 e 5,7 106 J/m2 nas formas latente e sensível, respectivamente. As estimativas da transferência de energia calorífica sobre estruturas oceânicas de mesoescala demonstram claramente a importância destas nas trocas de calor entre o oceano e a atmosfera e devem ser levadas em consideração em trabalhos futuros sobre o tema no OAS.

The intrusion pathways and physical mechanisms associated with intrusions of cold, nutrient-rich South Atlantic Central Water (SACW) onto the continental shelf of the Espírito Santo Basin (ESB), off southeast Brazil (18°S-22°S), are investigated. The approach consists of analyses of a set of simplified, process-oriented, primitive-equation numerical models supported by the analyses of an independent, more realistic numerical model and available observations. The cross-isobath circulation is found to be strongly dominated by wind-driving, consistent with previous findings. In the model experiments, SACW enters the ESB shelf through two preferential pathways along the Tubarão Bight area (TB, 19.5°S-22°S). These pathways are found to be locations where an equatorward along-isobath pressure gradient force (PGFy∗) of ∼2 x 10-6 m s-2 develops in response to steady wind forcing. This equatorward PGFy∗ is essentially in geostrophic balance, and therefore induces onshore flow across the shelf edge and most of the shelf proper. The Brazil Current (BC) imparts an additional equatorward PGFy∗ on the shelf. The momentum budget reveals that the ageostrophic residue of the PGFy∗ is compensated mostly by momentum advection and bottom friction. Buoyancy arrest might be important under more intense SACW intrusion events, as suggested by the maximum observed values of the slope Burger number (0.32-0.92). Among the deep ocean forcing mechanisms considered, the intrinsic pycnocline uplifting effect of the BC seems to be responsible for ∼1.4°C colder upwelled water under steady, upwelling-favorable wind forcing, relative to a flat stratification scenario. The BC also seems to induce local intrusions by inertially overshooting the shelf edge, consistent with Rossby numbers of ∼0.3-0.5, as estimated for the area along the TB shelf edge. Finally, the planetary β-effect is also related to a background equatorward PGFy∗. In addition, the steady response of the continental shelf to a periodic (in the along-shelf direction) pressure forcing at the shelf edge is compared with the BC-forced primitive-equation numerical solutions. A simple Arrested Topographic Wave (ATW) analytical model is found to be successful in representing the general features of the numerical solutions. The cross-shelf e-folding scales of the cross-shelf velocity estimated from the numerical solutions agree in order of magnitude with the cross-shelf penetration scale q-1 = [-2r/(lfs)]½ = 10 km predicted by the ATW, where r is a linear bottom resistance parameter, l is the along-shelf wavenumber of the forcing at the shelf edge, f is the Coriolis parameter and s is the bottom slope. Furthermore, the use of quadratic bottom stress accounts for some of the relative increase in the numerical onshore penetration scales, which are predicted to be qquadratic-1 = [-2CD/(lfs)]½ [Ubot]½, where CD is a quadratic bottom friction parameter and Ubot is the near-bottom velocity magnitude. The kind of steady response to periodic deep ocean forcing examined here may provide insight into other continental shelves under the influence of western boundary currents. / Os caminhos e os mecanismos físicos associados ao fenômeno de intrusão da Água Central do Atlântico Sul (ACAS) na plataforma continental da Bacia do Espírito Santo (BES) ao largo da costa sudeste (18°S-22°S) são investigados nesta dissertação. A abordagem consiste da análise de experimentos numéricos de equações primitivas simplificados, combinados com a análise de um modelo numérico mais completo, e com análise de observações disponíveis. Conclui-se que a circulação na direção perpendicular às isóbatas é fortemente dominada pelo vento, de acordo com resultados pretéritos. Nos experimentos numéricos, a ACAS ingressa na plataforma da BES através de dois caminhos preferenciais de intrusão no Embaiamento de Tubarão (ET, 19,5°S-22°S). Estes caminhos de intrusão coincidem com áreas em que uma Força do Gradiente de Pressão na direção paralela às isóbatas (PGFy∗), com magnitude de ∼2 x 10-6 m s-2, se forma em resposta ao vento. A PGFy∗ se encontra essencialmente em balanço geostrófico, e impulsiona um escoamento na direção da costa. A Corrente do Brasil (CB) induz uma PGFy∗ adicional favorável à intrusão. O balanço de momentum revela que o resíduo ageostrófico da PGFy∗ é balanceado principalmente pela advecção de momentum e pelo atrito de fundo. O mecanismo de desligamento da camada de Ekman de fundo por empuxo (tradução livre de buoyancy arrest) pode ser importante em eventos mais intensos de intrusão de ACAS, em razão das estimativas do número de Burger de inclinação (tradução livre de slope Burger number) observado (0,32-0,92). O efeito de soerguimento da termoclina ligado à CB aparenta diminuir em ∼1,4 °C a temperatura da água que aflora em eventos de ressurgência costeira. A CB também parece produzir intrusões locais na borda da plataforma por efeitos inerciais, de acordo com as estimativas de ∼0,3-0,5 para o número de Rossby ao longo da borda da plataforma. Por fim, o efeito β planetário também é associado a uma PGFy∗ básica na direção do equador. Adicionalmente, a resposta estacionária da plataforma continental a um campo de pressão periódico ao longo da borda da plataforma é comparada com as soluções numéricas. Um simples modelo analítico do tipo Onda Topográfica Aprisionada (OTA, tradução livre de Arrested Topographic Wave) representa as características gerais das soluções numéricas. As escalas de decaimento Neperiano (e) na direção perpendicular à plataforma estimadas a partir das soluções numéricas são comparáveis à escala de penetração q-1 = [-2r/(lfs)]½ = 10 km prevista pela OTA, onde r é um coeficiente linear de atrito de fundo, l é o número de onda da forçante, f é o parâmetro de Coriolis e s é a inclinação do fundo. O uso de uma parametrização quadrática para o atrito de fundo prevê parte da diminuição da e. A escala de penetração quadrática é qquadratic-1 = [-2CD/(lfs)]½[Ubot]½, onde CD é um coeficiente quadrático de atrito de fundo e Ubot é a magnitude da velocidade próxima ao fundo. Este tipo de resposta estacionária da plataforma a uma forçante periódica ligada ao oceano profundo pode ajudar a elucidar processos físicos em outras plataformas continentais que se encontram sob a influência de correntes de limite oeste.