Through analysis of large-scale ocean gyre dynamics from simulation results of the ocean component of the Community Earth System Model version 1 - the Parallel Ocean Program version 2 (CESM1-POP2) - this study builds upon existing research suggesting recent changes in the circulation of global subtropical gyres with respect to the South Atlantic Ocean. Results all point to an increase in the total counterclockwise circulation and a southward displacement of the sub- tropical gyre system. The northern boundary of the South Atlantic Subtropical Gyre (SASG) is represented by the bifurcation of the southern branch of the South Equatorial Current (sSEC) into the North Brazil Undercurrent/Current (NBUC/NBC) to the north and the Brazil Current (BC) to the south. The sSEC Bifurcation Latitude (SBL) dictates the partition between waters flowing poleward and those flowing equatorward. Although a northward migration of the SBL would be expected with the gyre spin up and associated poleward transport increase, the SBL migrates southwards at a rate of 0.051o/yr, in conjunction to a substantial increase in the equatorward advection of waters within the sSEC-SBL-NBUC system, which is included in the upper-branch of the Atlantic Meridional Overturning Circulation. / Através de análises da dinâmica de grande-escala do giro oceânico, proveniente dos resultados de simulação da componente oceânica do Community Earth System Model versão 1 - o Parallel Ocean Program versão 2 (CESM1-POP2) - este estudo se baseia em estudos prévios sugerindo mudanças recentes na circulação dos giros subtropicais globais, com respeito ao oceano Atlântico Sul. Os resultados apontam para uma intensificação da circulação anti-horária e um deslocamento para sul de todo o sistema do giro subtropical. A borda norte do Giro Subtropical do Atlântico Sul (GSAS) é representada pela bifurcação do ramo sul da Corrente Sul Equatorial (CSEs) em Subcorrente/Corrente Norte do Brasil (SCNB/CNB) para norte e Corrente do Brasil (CB) para sul. A Latitude da Bifurcação da CSEs (LBC) determina a partição entre as águas fluindo em direção ao pólo e aquelas fluindo em direção ao equador. Embora seja esperada uma migração para norte da LBC com a aceleração da circulação do giro e consequente aumento do transporte em direção ao pólo, a LBC migra para sul a uma taxa de 0.051o/ano. Esta migração ocorre em conjunto à um aumento substancial na advecção de águas em direção ao equador com o sistema CSEs-LBC-SCNB, o qual está incluso no ramo superior da Circulação de Revolvimento Meridional do Atlântico.

By collocating 10 years (1999-2009) of remotely sensed surface turbulent heat fluxes with satellite altimetry data, we investigate the impact of ocean mesoscale eddies on the latent and sensible heat fluxes in the South Atlantic ocean. Eddies were identified using the method proposed by Chaigneau et al. (2009), which is based on closed contours of sea level anomaly. Most of the identified eddies had a radius of ~70 km and amplitude of ~5 cm. On average, in the South Atlantic, eddies play a minor role on the ocean-atmosphere heat exchange. However, in strongly energetic regions such as the Brazil-Malvinas confluence or Agulhas Current retroflection regions, eddies can account up to 20-30% of the total variance of the surface turbulent heat fluxes with averaged anomalies of ±10-20 W/m2 for both heat flux components. Cyclonic (anticyclonic) eddies, associated with negative (positive) heat fluxes anomalies tend to cool (warm) the overlying atmosphere. A composite analysis of the turbulent heat fluxes anomalies within the eddies reveals a direct relationship between the eddy amplitude and the intensity of the latent and sensible fluxes anomalies, such that large-amplitude eddies have a stronger signature in the turbulent surface heat fluxes. Heat fluxes anomalies are also much stronger near the eddy centers and decay radially to reach minimum values outside the eddies. / Uma combinação de 10 anos (1999-2009) de fluxos turbulentos de calor pela superfície, medidos a partir de satélites, e dados altimétricos de anomalia da altura da superfície do mar, foram o utilizados com objetivo de investigar o impacto de vórtices de meso-escala nos fluxos de calor sensível e latente na bacia do Atlântico Sul. Para a detecção dos vórtices foi aplicado o método proposto por Chaigneau et al. (2009), que baseia-se em contornos fechados de anomalia da altura da superfície do mar. A maior parte dos vórtices identificados possui raio de ~70 km e amplitude de ~5 cm. Em média, no Atlântico Sul, o impacto dos vórtices para as trocas de calor entre oceano e atmosfera é relativamente fraco. Entretanto, em regiões de alta variabilidade energética como na Confluência Brasil- Malvinas e na retroflecção da Corrente das Agulhas, vórtices de meso-escala podem contribuir com anomalias médias de até ±10-20 W/m2 nos fluxos turbulentos. Vórtices ciclônicos (anti-ciclônicos), associados com anomalias negativas (positivas) de fluxos de calor, tendem a esfriar (esquentar) a atmosfera adjacente. Mapas composite foram analisados para milhares de vórtices, mostrando um relação direta entre a magnitude das anomalias dos fluxos e a amplitude dos vórtices, de tal modo que vórtices de maior amplitude contribuem com maiores anomalias de calor latente e sensível. Além disso, os padrões espaciais dos composites médios revelam que as anomalias são significativamente maiores próximo ao centro dos vórtices e decaem radialmente até atingirem valores absolutos mínimos fora dos contornos dos vórtices.

The Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) has a central role in the interhemispheric transport of heat and changes in its intensity are known to have profound impact on global climate. Disturbances in the AMOC are also supposedly associated with the past changes in marine productivity and oceanic uptake of atmospheric carbon dioxide, which contributed to the global climate changes that led to the termination of the last glacial cycle. Although the South Atlantic Ocean constitutes an important pathway for the return flow of the AMOC, the changing impacts of the AMOC especially in the subtropical western South Atlantic still remain elusive. In this study, high-resolution records of upper water column properties and productivity have been applied to reconstruct the evolution of oceanographic conditions in the subtropical western South Atlantic covering the last 40,000 years. The proxy records employed here are based both on faunal assemblages and on the stable oxygen isotopic composition of planktonic foraminifera from a marine sediment core collected off southern Brazilian continental margin (27°S). The main findings of the present study reveal, for the first time, enhanced primary productivity in the subtropical western South Atlantic during Heinrich Stadials along the last glacial, when the AMOC showed reduced strength. Additionally, this study reveals decreased primary productivity over the Last Glacial Maximum and the Younger Dryas, when the AMOC showed only moderate reductions. The most outstanding productivity decline is depicted after the Holocene inception, when the AMOC recovered its strength. Further, the findings of the present work also reveal that rather overall glacial-like conditions prevailed at the onset of the Holocene, before complete reinvigoration of the AMOC. Full interglacial configuration would only establish at approximately 9,000 years, when the AMOC fully recovered; although such interglacial setting would be abruptly interrupted during the Mid Holocene, accompanying a sudden reduction of the AMOC. Those findings suggest that the impact of the AMOC on the subtropical western South Atlantic would have played a critical role not only over the last glacial, but also throughout the glacial-interglacial transition and even under full interglacial conditions. The main hypothesis of this research is that the observed changes were triggered by the dynamics of the Brazil Current primarily driven by disturbances in the AMOC. / A célula de revolvimento meridional do Atlântico (AMOC) desempenha um papel central no transporte inter-hemisférico de calor e mudanças em sua intensidade têm profundo impacto sobre o clima global. Distúrbios na AMOC supostamente também estariam associados a alterações pretéritas na produtividade marinha e absorção oceânica de dióxido de carbono atmosférico, que contribuíram para mudanças no clima global e levaram à terminação do último ciclo glacial. Embora o Atlântico Sul constitua importante rota para o fluxo de retorno da AMOC, impactos de alterações na AMOC especialmente na porção subtropical do Atlântico Sudoeste ainda permanecem elusivos. Neste estudo, registros de alta resolução de propriedades da camada superior da coluna de água e de produtividade foram utilizados para reconstruir a evolução de condições oceanográficas na porção subtropical do Atlântico Sudoeste ao longo dos últimos 40,000 anos. Os indicadores empregados se baseiam na composição de assembleias faunísticas e de isótopos estáveis de oxigênio em foraminíferos planctônicos de testemunho sedimentar marinho coletado na margem continental sul do Brasil (27°S). Os principais resultados deste estudo revelam, pela primeira vez, aumento de produtividade primária na porção subtropical do Atlântico Sudoeste durante Heinrich Stadials ao longo do último glacial, quando a AMOC apresentou reduzida intensidade. Adicionalmente, o presente estudo revela diminuição de produtividade primária durante o Último Máximo Glacial e Younger Dryas, quando a AMOC apresentou apenas moderada redução. O declínio de produtividade mais proeminente é observado após o início do Holoceno, quando a AMOC recuperou sua intensidade. Os resultados do presente trabalho também revelam que, de modo geral, condições similares ao glacial prevaleceram no princípio do Holoceno, antes de completa retomada da AMOC. Plenas condições interglaciais apenas teriam se estabelecido há cerca de 9,000 anos, quando a AMOC foi completamente revigorada; embora plena configuração interglacial tenha sido abruptamente interrompida em meados do Holoceno, acompanhando repentina redução da AMOC. Estes resultados sugerem que o impacto da AMOC na porção subtropical do Atlântico Sudoeste teria desempenhado um papel crítico não apenas durante o último glacial, mas também ao longo da transição glacial-interglacial e mesmo sob plenas condições interglaciais. A principal hipótese deste estudo é de que as mudanças observadas foram ocasionadas por dinâmicas da Corrente do Brasil primariamente induzidas por distúrbios na AMOC.

A variação do nível do mar em relação ao geóide é conhecida como Topografia Dinâmica do oceano, cuja determinação é importante no estudo da circulação geostrófica, vórtices e outros fenômenos. O sinal do geóide predomina na definição da topografia dinâmica em todos os comprimentos de onda, ou seja, o nível do mar está intimamente ligado ao campo geopotencial. Os modelos geoidais globais anteriores ao GRACE eram precisos para comprimentos de onda com centenas de quilômetros, já em curtos comprimentos de onda (menores que 100 km) esses modelos não possuíam resolução suficiente, prejudicando assim a determinação da TD e, conseqüentemente, o estudo de fenômenos com comprimentos de ondas na faixa de 100 a 200 km. No desenvolvimento do modelo EGM96, foram inseridos novos dados gravimétricos de superfície, além de dados de órbitas de satélites e altimetria, obtendo-se assim melhora considerável em relação ao modelo OSO91A (incorporado aos dados do TOPEX/Poseidon); ainda sim, o modelo EGM96 possui erro de aproximadamente 18 cm, que é considerado alto para várias aplicações oceanográficas. Recentemente, foram divulgados os modelos globais do campo de gravidade EIGEN-5C (obtido através dos dados do GRACE) e EGM2008, completos para grau e ordem 360 e 2159 em termos de coeficientes harmônicos esféricos, respectivamente; estes modelos possibilitaram a estimativa de correntes com resolução e precisão superior ao modelo EGM96. No presente trabalho, os modelos geoidais citados acima, juntamente com o modelo de nível médio do mar DNSC08, foram usados na determinação da topografia dinâmica média e das correntes geostróficas absolutas médias (no período de 2003 a 2008) utilizando o método de filtragem SSA no Atlântico Sul (20o N a 55o S, 80o W a 20o E) . Os resultados foram comparados com produtos do modelo numérico HYCOM, demonstrando que os modelos geoidais recentes (EIGEN-5C e EGM2008) apresentaram resultados satisfatórios na determinação da TDM e correntes, com a plena identificação das principais feições de grande e meso escala, o que não ocorre com a TDM do EGM96. A Corrente do Brasil, entre 20°S e 30°S, na isóbata de 200 m, apresentou velocidades resultantes médias de aproximadamente 0.20 m/s (desvio padrão de 0.09 m/s) quando determinada com a TDM-EGM2008, 0.22 m/s (desvio padrão de 0.12 m/s) vii utilizando a TDM-EIGEN-5C, embora os ruídos interfiram na estimativa, e 0.30 m/s (desvio padrão de 0.17 m/s) considerando a TDM-EGM96; o modelo numérico HYCOM forneceu velocidade de 0.25 m/s (desvio padrão de 0.13 m/s) na mesma região. Estatisticamente, as correntes do modelo TDM-EGM08 possuem maior correlação espacial com o modelo numérico HYCOM, 0.7 para u (componente EW) e 0.69 para v (componente NS); por outro lado, as correntes oriundas da TDM-EIGEN-5C apresentaram uma correlação de 0.62 para u e 0.64 para v, enquanto que as correntes do modelo TDM-EGM96 apresentaram uma correlação de 0.10 para u e 0.11 para v. Uma alternativa no uso de dados de altimetria de satélites (Jason, por exemplo) se encontra em dados de altimetria multi-satélites combinados com resultados de medições in-situ, submetidos a análise objetiva (são portanto dados combinados, MERGED, fornecidos pela AVISO); com esses dados se tem significativo aumento de precisão e resolução dos dados de altimetria, da topografia dinâmica e das correntes geostróficas. Na região que engloba a Confluência Brasil Malvinas (50o S a 20o S , 70 o W a 30o W) foram analisadas as variações temporais da topografia dinâmica e correntes oriundas de altimetria e do modelo geoidal EGM2008. Na análise específica desta região, verificouse que, apesar das principais feições terem sido identificadas, os dados de altimetria ainda carecem de resolução necessária no estudo das mesmas. O modelo EGM2008 apresentou os melhores resultados que os outros modelos (comparando com o modelo HYCOM e dados combinados de AVISO), devido à sua resolução espacial. / The variations of sea level relative to the geoid are known as Dynamic Ocean Topography (DOT), whose determination is important in studies of the geostrophic circulation, eddies and other phenomena. The sign of the geoid predominates in the definition of dynamic topography at all wavelengths, ie, sea level is closely linked to the geopotential field. Global geoid models prior to GRACE were precise for wavelengths of hundreds of kilometers, but in short wavelengths (less than 100 km) these models did not have enough resolution, thus impairing the determination of DOT and therefore the study of phenomena with wavelengths in the range of 100-200 km. In developing the EGM96, new surface gravity data were incorporated into the modeling, from satellite orbits and altimetry, resulting in a considerable improvement over the previous OSO91A (incorporated to TOPEX / Poseidon data); still EGM96 had a standard deviation of about 18 cm, considered too high for many oceanographic applications. Recently, global models of the gravity field were published, EIGEN-5C (obtained from GRACE data) and EGM2008, complete to degree and order 360 and 2159 in terms of spherical harmonic coefficients, respectively; these models allowed the estimation of currents with resolution and accuracy better than model EGM96. In this work, the geoid models mentioned above, along with models of mean sea level such as DNSC08, were used in the determination of DOT and absolute geostrophic currents (in 2003-2008) using the filtering method SSA (Singular Spectrum Analysis) in South Atlantic (20o N - 55o S , 80 o W - 20o E) . The results were compared with products from HYCOM hydrodynamic numerical model and show that recent geoid models (EIGEN-5C and EGM2008) lead to satisfactory results in determining the Average Dynamic Topography (ADT) and currents, with full identification of the main features of large and meso scales, which does not occur with ADT_EGM96. The Brazil Current (20°S-30°S), in the 200 m isobath, had average speed results of approximately 0.20 m/s (standard deviation 0.09 m/s) when computed with ADT-EGM2008, 0.22 m/s (standard deviation 0.12 m/s) by using ADT_EIGEN-5C, despite noise interference with the estimate, and 0.30 m/s (standard deviation 0.17 m/s) considering the ADT_EGM96; the numerical model HYCOM provided speed of 0.25 m/s (standard deviation 0.13 m/s) in the same region. Statistically, the currents based on model ADT_EGM08 have higher correlation with the numerical model HYCOM, 0.70 for u (EW component) and 0.69 for v (NS component); on the other hand, the currents computed with ADT_EIGEN-5C had correlations of 0.62 for u and 0.64 for v, while currents estimated from ADT_EGM96 showed correlations of 0.10 for u and 0.11 for v. An alternative in the use altimetry data (Jason, for example) is found in altimetry multi-satellites data combined with results of measurements in-situ, submitted to objective analysis; with these data, a significant increase of precision and resolution is reached for the altimetry data, dynamic topography and geostrophyc currents. In the region encompassing the Brazil Malvinas Confluence (50o S - 20o S , 70 o W - 30o W) were analyzed temporal variations of DOT and currents derived from altimetry and geoid model EGM2008. In the specific analysis of this region, it was found that although the main features have been identified, the altimetry data still lacks resolution to study them.The model EGM2008 showed the best results (comparing with the HYCOM model and combined data of AVISO), due to their spatial resolutions.

Há evidências de que o clima vem sendo alterado pela ação humana desde a época da Revolução Industrial devido à crescente emissão de gases estufa na atmosfera. Inúmeras curvas da variação da temperatura média anual têm sido publicadas com uma característica comum: o crescimento da temperatura durante o último século, totalizando aproximadamente 0,5ºC. Acredita-se que o aumento na concentração atmosférica dos gases responsáveis pelo efeito estufa tenha influência direta na tendência da temperatura dos últimos 100 anos. Este trabalho foi realizado com o intuito de estudar as mudanças no comportamento sazonal e anual da temperatura da superfície do mar (TSM), pressão atmosférica ao nível do mar (PNM) e transporte barotrópico (TB) devido ao aumento na concentração dos gases estufa. Foram utilizadas duas simulações do modelo acoplado NCAR CCSM sob as condições atmosféricas do período pré-industrial e pós-industrial. Os resultados revelam que, na média anual, as variáveis estudadas sofreram intensificação do período pré para o pós-industrial. A temperatura da superfície do mar mostrou aumento no período pós-industrial, principalmente durante o inverno e primavera, quando ocorre um aquecimento superior a 2,5ºC ao sul do continente sul-americano. A pressão atmosférica ao nível do mar na maior parte da região de estudo apresentou aumento no verão e outono e diminuição nas demais estações do ano, indicando uma intensificação no padrão sazonal dessa variável durante o período pós-industrial em relação ao pré-industrial. O transporte barotrópico revelou diferenças significativas entre os dois experimentos, mostrando maiores valores no período pós-industrial. A média da região apresentou um ciclo anual com diferenças de 2,5Sv ao longo do ano entre os dois períodos, com aumento para o pós-industrial. Esse aumento deve-se basicamente à intensificação do transporte barotrópico da Corrente Circumpolar Antártica durante todas as estações do ano. O Giro Subtropical também sofreu aumento de transporte, de menor intensidade, durante o período pós-industrial. Essa mudança no comportamento do transporte barotrópico sugere uma intensificação no padrão do Giro Subtropical e no transporte da Corrente Circumpolar Antártica para o período pós-industrial. As maiores mudanças entre os dois períodos simulados ocorreram nas latitudes mais altas. / The main objective of this research is to study the impacts of the increase in greenhouse gases concentration on variables behavior at the sea-air interface. For this the NCAR CCSM coupled model is used by two climate conditions: the first one to pre-industrial period and the second one, to present day levels. Annual and seasonal climatology differences are analyzed for the of the following variables: air temperature, sea surface temperature, sea level pressure, wind stress, latent and sensible heat fluxes and barotropic transport. Statistics methods such as Empirical Ortoghonal Functions (EOF), Singular Value Decomposition (SVD) and Multi-Taper Method (MTM) are used to analyze changes in interannual behavior of these variables. The main results show that these surface variable are intensified from one period to the next. The air temperature and sea surface temperature showed increase in the pos-industrial period, mainly during the winter and spring. The sea level pressure also showed an increase on the annual mean. The wind stress revealed that the trade winds are intensified in autumn and the meridional wind component increases over the South Atlantic during winter. The winds adjacent to the South American continent also increased. Latent and sensible heat fluxes also increase, but not much, over some regions and decrease over others. Barotropic transport shows significant differences between the two experiments. There was increase of barotropic transport associated with the Subtropical Gyre and on Antartic Circumpolar Current. EOF, SVD and MTM analysis showed significant differences with respect to spatial patterns, behavior of the expansion coeficients time series and their variability.

As células de recirculação interna dos giros subtropicais oceânicos são definidas por subdividilos em feições de circulação anticiclônicas adjacentes ao contorno oeste. A estrutura de recirculação interna do Giro Subtropical do Atlântico Sul (GSAS) difere daquelas originalmente propostas por Tsuchiya (1985), Reid (1989) e Stramma & Peterson (1991). Encontramos que, em termos médios, a recirculação interna é bi-partida na porção central da Bacia de Santos e confinada zonalmente no contorno oeste do GSAS. A célula de recirculação norte (CRN) se estende desde a Cadeia Vitória-Trindade (20º S) até 25-28º S, e é mais rasa e evidente na circulação do oceano superior. A célula de recirculação sul (CRS) se estende de 30º S até 40º S e é mais espessa verticalmente. Estas estruturas apresentam variações sazonais significativas e diferenças no regime de circulação, sendo a CRN mais baroclínica, e a CRS mais barotrópica. O exame de diferentes conjuntos de dados revelou que a recirculação interna do GSAS apresenta intensa atividade de mesoescala que se reflete na circulação oceânica na região do Pólo Pré-sal da Bacia de Santos. Esta atividade predomina, tanto nos domínios da Corrente do Brasil - Corrente de Contorno Intermediária (CB-CCI) quanto no do fluxo de retorno da CRN. Da análise de séries temporais, detectamos que o desvio padrão desses escoamentos é da mesma magnitude que a média, principalmente na região da CRN onde o seu sinal fica mascarado pela variabilidade. Adjacente ao contorno oeste, o desvio padrão da Topografia Dinâmica Absoluta (std-TDA) revela uma área de cisalhamento e, provavelmente, de instabilidade por conta da posição média do escoamento meandrante da CB para sul-sudoeste, com velocidades máximas superficiais de 0,8 m s-1 em jato cuja base se encontra a 600 m de profundidade; e paralelo a esse, um escoamento médio, também meandrante, para nordeste da borda externa da recirculação interna do GSAS, com velocidades máximas superficiais de 0,5 m s-1 em jato cuja base se encontra a 300 m de profundidade. Em 28º S, porção central da Bacia de Santos, a região de cisalhamento entre os jatos da CB e fluxo de retorno da CRN possui 2,5-3º (ou 277-330 km) de largura. Esta região nos mapas de std-TDA configura um \'Corredor de Vorticidade\', em que uma sucessão de pares vorticais ciclônicos e anti-ciclônicos, paralelos e confinados nesta faixa de maior variabilidade de mesoescala, modulam o comportamento horizontal tanto da CB quanto do relativamente menos intenso e mais raso fluxo de retorno da CRN na Bacia de Santos. Verticalmente, a variabilidade está confinada aos primeiros 400-600 m, sem direção predominante, e é essencialmente baroclínica em 1º modo. Por outro lado, as fracas componentes médias de velocidade (0,1-0,2 m s-1) no centro do corredor indicam que a estrutura vertical é majoritariamente de 2º modo baroclínico ao nível de 83 (64) % para o perfil médio zonal (meridional) de velocidades. Em síntese, a área de estudo, caracterizada por escoamentos médios relativamente fracos, é dominada por vórtices cujo ajustamento geostrófico é amplamente dominado pelo 1º modo baroclínico. Análises no domínio da freqüência mostram que as ondas que se propagam pelo Corredor de Vorticidade, vi possuem variabilidade vertical sem período dominante e energia dispersa, característica de espectro de \'ruído vermelho\'. Já a sua variabilidade horizontal superficial mostra periodicidades intra-sazonais, características de processos de larga e meso escalas. Das razões físicas que podem sustentar dinamicamente o processo de recirculação interna do GSAS, focamos no forçamento mecânico do vento, com base em um modelo analítico linear quase-geostrófico (QG) na configuração de 1½ camadas a partir do clássico modelo de Munk (1950). Conseguimos reproduzir as principais feições médias do GSAS com base em um vento idealizado. O exame de campos de função de corrente (? ) gerados a partir do modelo analítico, forçado por 8 diferentes conjuntos de tensão de cisalhamento do vento (TCV) médio zonal, revelou que existe uma variação inter-sazonal entre 30-40º S, o que sugere que a recirculação desloca-se meridionalmente, segundo a variação sazonal desses campos de TCV. Sob condições realistas de contorno e ventos idealizados em experimentos teóricos, observamos a estrutura de larga escala da recirculação interna do GSAS, meridionalmente alongada e zonalmente confinada no contorno oeste, e também a sua partição em dois subgiros. Os resultados modelados indicam que o forçamento pelo vento, a viscosa camada limite oeste gerada pelo atrito lateral e a geometria realista da quebra de plataforma podem ser os mecanismos de primeira ordem que explicam a recirculação interna do GSAS, em termos médios, com uma dinâmica linear simples. Entretanto, reconhecemos que outros fatores/fenômenos não abordados quantitativamente neste trabalho podem colaborar para explicar a bi-partição da recirculação interna do GSAS. O cenário proposto para esta interrupção da recirculação em 25-28º S envolveria o processo de acoplamento entre gradientes de TSM e variações na magnitude da TCV, onde se propagam ondas baroclinicamente instáveis. Este acoplamento incrementaria a taxa de crescimento dos meandros mais instáveis, associados a uma corrente de contorno oeste relativamente fraca, a CB (Spall, 2006). Hipotetizamos que estes processos combinados, recorrentes no tempo, explicariam fisicamente a \'interrupção\' da feição média de recirculação interna do GSAS na Bacia de Santos entre 25-28º S. Adicionalmente, o processo de circulação oceânica na área estudada não seria apenas governado pelo vento médio zonal de larga escala, mas também por uma componente termohalina e pelo forçamento de segunda ordem por clivagens/amálgamas entre feições vorticais. A existência da camada limite lateral de Munk pode ser conseqüência da interação média vortical na região do Corredor de Vorticidade. Estes forçantes poderiam explicar o caráter de alta variabilidade da circulação oceânica observada no Pré-sal da Bacia de Santos. / The inner recirculation cells of the subtropical gyres are defined due to their subdivision into anti-cyclonic circulation features near the western boundary. The mean pattern of the inner recirculation structure of the South Atlantic Subtropical Gyre (SASG) differs from those originally proposed by Tsuchiya (1985), Reid (1989) and Stramma & Peterson (1991). We found the inner recirculation double-partitioned and zonally-confined in the SASG western boundary, in the central portion of the Santos Basin. The northern recirculation cell (NRC) spans from Vitória- Trindade Chain (20º S) to 25-28º S, being shallower and more evident in the upper ocean circulation. The southern recirculation cell (SRC) spans from 30º S to 40º S, being vertically thicker. These recirculation structures show important seasonal variations and slant differences on the circulation pattern: the NRC is more baroclinic while the SRC is more barotropic. The analysis based on different data sets revealed intense mesoescale activity in the SASG inner recirculation that influences the oceanic circulation in the Pre-salt Cluster of the Santos Basin. The mesoescale features prevail on the Brazil Current - Intermediate Western Boundary Current (BC-IWBC) domain as long as on the NRC\'s return flux. The standard-deviation and the mean of these flows have similar magnitudes, respectively. Indeed, the variability of the flow masks the recirculation signal in the NRC area. Maps of standard-deviation from Absolute Dynamic Topography (std-TDA) showed a region adjacent to the western boundary, attributed to the mean flows horizontally sheared and probably their flux instability. The southsouthwestern meandering BC flow has maximum surface velocity of 0,8 m s-1 and 600 m deep base jet. Parallel to it, the north-northeastern meandering NRC return flux of the inner recirculation of the SASG has 0,5 m s-1 maximum surface velocity and 300 m deep base jet. This shearing region between the BC and the NRC return flux jets has 2,5-3º (or 277-330 km) width in the central portion of the Santos Basin at 28º S. Pairs of cyclonic and anti-cyclonic eddies succeed flowing paralleled and confined within it configuring a \'Vorticity Corridor\' likestructure. Therefore, this variability region modules the horizontal behavior of the BC and the relative weaker and shallower NRC return flows in the Santos Basin. Vertically, the variability is essentially of 1st baroclinic mode. Great part of it occupies the first 400-600 m water depth, with no predominant direction. We found seasonal stratification, which the geostrophic adjustment is mainly of 2nd baroclinic mode, with 83 (64) % adjust for the zonal (meridional) mean profile. Albeit of relative weaker mean flows (0,1-0,2 m s-1), the study area is eddy dominated wich are geostrophically adjusted to the 1st baroclinic mode. On the frequency domain, we found that the waves that propagate on the corridor have vertical variability with no dominant period and disperse energy (\'red noise\'), while horizontal surface variability showed intra-seasonal periods characteristic from large and mesoescale processes. Based on the physical reasons that could dynamically support the inner recirculation process, we focused on the mechanical forcing of the wind, by developing a linear quasi-geostrophic viii (QG) 1½ layer analytical model. We followed the classical Munk (1950) wind-driven model. We succeeded on reproducing the main features of the SASG based on an idealized wind. The stream-function (? ) output maps we computed from this model, based on 8 different zonal mean wind shear stress (WSS) climatology data sets, revealed us an inter-seasonal variation between 30-40º S. This suggests that the inner recirculation would dislocate meridionally according to seasonal variations of the WSS fields. Under realistic boundary conditions and by using three theoretical winds we found the inner large-scale recirculation feature of the SASG, meridionally-elongated and zonally-confined in the western boundary, as well as its doublepartition. The modeled results implies that the wind forcing, the western boundary viscous layer, and the realistic geometry of the continental shelf break are the mechanisms that explains in first order the inner recirculation of the SASG in mean terms, by a simple and linear dynamics. However, we recognize that other process not quantitatively evaluated would help to explain the partition of the inner recirculation of the SASG. The proposed scenario for this interruption of the recirculation at 25-28º S would involve the coupling process between sea surface temperature (SST) gradients and changes on the WSS magnitudes, in a baroclinically unstable wave propagation area. This coupling would enhance the most unstable meanders growth rate, which are associated to a weaker western boundary current, the BC (Spall, 2006). We hypothesized that these combined processes, recurring in a time frame, could physically explain the interruption of the inner recirculation of the SASG mean feature in the Santos Basin at 25-28º S. Additionally, the oceanic circulation process in the study area would not only be large scale wind-driven, but also driven by a thermohaline component and by a second order eddy-forcing due to cleavages/amalgams among eddy features. The existence of a Munk boundary layer can be consequence of the mean eddy interaction in the Vorticity Corridor region. These aspects could explain the high variability characteristic on the oceanic circulation we observed in the Pre-salt Cluster of the Santos Basin.

O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica populacional dos cladóceros e apendiculários em uma estação fixa ao largo de Ubatuba (SP, Brasil). As amostras de zooplâncton foram coletadas mensalmente, de julho de 2005 a dezembro de 2008, com uma rede de malha de 200 ?m. Os apendiculários e os cladóceros foram identificados, classificados em estágios, contados e medidos. Ambos os grupos taxonômicos tiveram maiores densidades nas camadas superficiais, principalmente quando a coluna de água estava estratificada devido às intrusões de fundo da Água Central do Atlântico Sul (ACAS). A temperatura foi a principal variável influenciando na distribuição de Penilia avirostris e dos apendiculários, enquanto para Pseudevadne tergestina e Evadne spinifera a salinidade foi um melhor indicador da variabilidade temporal. A pressão de predação e o alimento disponível também pareceram controlar a distribuição dos apendiculários e dos cladóceros. Indivíduos gamogênicos ocorreram associados aos máximos de abundância; eles foram raros e pouco abundantes, indicando que na costa de Ubatuba os cladóceros podem se propagar apenas por partenogênese durante todo o ano. Os apendiculários tiveram uma produção anual média de ~70% em relação à dos copépodes, confirmando a importância dos apendiculários no fluxo de carbono em regiões costeiras tropicais e subtropicais. / This work aimed to evaluate the population dynamics of cladocerans and appendicularians at a fixed station off Ubatuba (state of São Paulo, Brazil). Zooplankton samples were monthly collected, from July 2005 through December 2008, with a 200 ?m mesh net. Appendicularians and cladocerans were identified, classified into stages, counted and measured. Both taxonomic groups had higher densities at upper layers, especially when the water column was stratified due to bottom intrusions of the South Atlantic Central Water (SACW). Temperature was the main parameter influencing on the distribution of Penilia avirostris and appendicularians, whereas salinity was the principal regulating parameter of Pseudevadne tergestina and Evadne spinifera population dynamics. Predation pressure and avaiable food also seemed to control the distribution of appendicularians and cladocerans. Gamogenic individuals occurred associated with abundance maxima; they were rare and had low abundances, which indicates that in Ubatuba cladocerans may propagate only through parthenogenesis during the entire year. Appendicularians had an annual mean production ~70% of that of copepods, which confirms that appendicularians play a key role in the carbon flow in coastal subtropical and tropical regions

O Oceano Atlântico tem um papel importante na circulação global e nas influências oceânicas no sistema climático. Na sua porção sudoeste, a South Atlantic Meridional Overturning Circulation representa uma componente regional relevante para a circulação termohalina global. O monitoramento da presença e das características físicas (temperatura potencial, salinidade) das massas d\'água da região se faz necessário para avaliar a variabilidade da dinâmica da região. Neste contexto, da variabilidade, os parâmetros químicos (oxigênio dissolvido, fosfato, silicato e nitrato) tem grande importância, pois mesmo quando utilizados como traçadores complementares das massas d\'água, apresentam variações temporais e espaciais maiores que os parâmetros físicos devido aos processos biogeoquímicos. Em regiões costeiras, com todas as ressalvas, os nutrientes podem ser utilizados como traçadores complementares, como por exemplo, o silicato e fosfato foram considerados bom indicadores da Água de Plataforma do Prata (APP), e o nitrato, da Água Central do Atlântico Sul (ACAS). Na região fora da plataforma foram identificadas pelos parâmetros físicos e complementadas pelos parâmetros químicos as massas já citadas em literatura, Água Tropical (AT), ACAS, Água Intermediária Antártica (AIA) (máximo de oxigênio e nutrientes), Água Circumpolar Superior (ACS) e Água Circumpolar Inferior (ACI) (mínimo de oxigênio e máximo de nutrientes), Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) (máximo de oxigênio e mínimo de nutrientes) e Água de Fundo Antártica (AFA) (máximo de silicato). Além disso, os nutrientes podem ser usados como ferramentas para estudar a dinâmica da região. Ao longo do transecto próximo a 34,5°S, foram observadas variações dos parâmetros físicos e químicos devido a processos de mistura podem indicar alterações na circulação das massas d\'água. O oxigênio dissolvido apresentou as maiores diferenças entre a porção leste e oeste na AT, AIA, ACS e APAN. O fosfato indicou o processo para a AT, ACS e APAN. O silicato apresentou variações mais evidentes para a AIA, ACS e APAN. E o nitrato apresentou uma distribuição mais homogênea, sem variações que permitam indicar alterações dos processos de circulação na região. / The Atlantic Ocean plays an important role in global circulation and in oceanic influences on the climate system. In its southwestern portion, the South Atlantic South Overturning Circulation represents a relevant regional component to the global thermohaline circulation. Monitoring the presence and physical characteristics (potential temperature, salinity) of the region\'s water masses is necessary to evaluate the variability of the region dynamics. In this context, chemical parameters (dissolved oxygen, phosphate, silicate and nitrate) are of great importance because, even when used as complementary tracers of water masses, they present temporal and spatial variations that are bigger than the physical parameters due to the biogeochemical processes. In coastal regions, with all reservations, nutrients can be used as complementary tracers, for example, silicate and phosphate were considered good indicators of Plata Plume Water (PPW) and the nitrate for Central Atlantic South Water (SACW). In the offshore region were identified by the physical parameters and complemented by the chemical parameters the already know water masses: Tropical Water (TW), SACW, Antarctic Intermediate Water (AAIW) (oxygen and nutrients maximum), Upper Circumpolar Deep Water (UCDW) and Lower Circumpolar Deep Water (LCDW) (oxygen minimum and nutrients maximum), North Atlantic Deep Water (NADW) (oxygen maximum and nutrients minimum) and Antarctic Bottom Water (AABW) (silicate maximum). In addition, nutrients can be used as tools to study the dynamics of the region. Along the transect close to 34.5 ° S, differences in physical and chemical parameters due to mixing processes can indicate changes in the circulation of water masses. The dissolved oxygen presented the largest differences between the east and west portions for the TW, AAIW, UCDW and NADW. The phosphate showed the process for the TW, UCDW and NADW. The silicate showed the remarkable variations for the AAIW, UCDW and NADW. And the nitrate presented homogeneous distribution, without variations that allow indicating changes in the circulation process in the region.

A variação do nível do mar em relação ao geóide é conhecida como Topografia Dinâmica do oceano, cuja determinação é importante no estudo da circulação geostrófica, vórtices e outros fenômenos. O sinal do geóide predomina na definição da topografia dinâmica em todos os comprimentos de onda, ou seja, o nível do mar está intimamente ligado ao campo geopotencial. Os modelos geoidais globais anteriores ao GRACE eram precisos para comprimentos de onda com centenas de quilômetros, já em curtos comprimentos de onda (menores que 100 km) esses modelos não possuíam resolução suficiente, prejudicando assim a determinação da TD e, conseqüentemente, o estudo de fenômenos com comprimentos de ondas na faixa de 100 a 200 km. No desenvolvimento do modelo EGM96, foram inseridos novos dados gravimétricos de superfície, além de dados de órbitas de satélites e altimetria, obtendo-se assim melhora considerável em relação ao modelo OSO91A (incorporado aos dados do TOPEX/Poseidon); ainda sim, o modelo EGM96 possui erro de aproximadamente 18 cm, que é considerado alto para várias aplicações oceanográficas. Recentemente, foram divulgados os modelos globais do campo de gravidade EIGEN-5C (obtido através dos dados do GRACE) e EGM2008, completos para grau e ordem 360 e 2159 em termos de coeficientes harmônicos esféricos, respectivamente; estes modelos possibilitaram a estimativa de correntes com resolução e precisão superior ao modelo EGM96. No presente trabalho, os modelos geoidais citados acima, juntamente com o modelo de nível médio do mar DNSC08, foram usados na determinação da topografia dinâmica média e das correntes geostróficas absolutas médias (no período de 2003 a 2008) utilizando o método de filtragem SSA no Atlântico Sul (20o N a 55o S, 80o W a 20o E) . Os resultados foram comparados com produtos do modelo numérico HYCOM, demonstrando que os modelos geoidais recentes (EIGEN-5C e EGM2008) apresentaram resultados satisfatórios na determinação da TDM e correntes, com a plena identificação das principais feições de grande e meso escala, o que não ocorre com a TDM do EGM96. A Corrente do Brasil, entre 20°S e 30°S, na isóbata de 200 m, apresentou velocidades resultantes médias de aproximadamente 0.20 m/s (desvio padrão de 0.09 m/s) quando determinada com a TDM-EGM2008, 0.22 m/s (desvio padrão de 0.12 m/s) vii utilizando a TDM-EIGEN-5C, embora os ruídos interfiram na estimativa, e 0.30 m/s (desvio padrão de 0.17 m/s) considerando a TDM-EGM96; o modelo numérico HYCOM forneceu velocidade de 0.25 m/s (desvio padrão de 0.13 m/s) na mesma região. Estatisticamente, as correntes do modelo TDM-EGM08 possuem maior correlação espacial com o modelo numérico HYCOM, 0.7 para u (componente EW) e 0.69 para v (componente NS); por outro lado, as correntes oriundas da TDM-EIGEN-5C apresentaram uma correlação de 0.62 para u e 0.64 para v, enquanto que as correntes do modelo TDM-EGM96 apresentaram uma correlação de 0.10 para u e 0.11 para v. Uma alternativa no uso de dados de altimetria de satélites (Jason, por exemplo) se encontra em dados de altimetria multi-satélites combinados com resultados de medições in-situ, submetidos a análise objetiva (são portanto dados combinados, MERGED, fornecidos pela AVISO); com esses dados se tem significativo aumento de precisão e resolução dos dados de altimetria, da topografia dinâmica e das correntes geostróficas. Na região que engloba a Confluência Brasil Malvinas (50o S a 20o S , 70 o W a 30o W) foram analisadas as variações temporais da topografia dinâmica e correntes oriundas de altimetria e do modelo geoidal EGM2008. Na análise específica desta região, verificouse que, apesar das principais feições terem sido identificadas, os dados de altimetria ainda carecem de resolução necessária no estudo das mesmas. O modelo EGM2008 apresentou os melhores resultados que os outros modelos (comparando com o modelo HYCOM e dados combinados de AVISO), devido à sua resolução espacial. / The variations of sea level relative to the geoid are known as Dynamic Ocean Topography (DOT), whose determination is important in studies of the geostrophic circulation, eddies and other phenomena. The sign of the geoid predominates in the definition of dynamic topography at all wavelengths, ie, sea level is closely linked to the geopotential field. Global geoid models prior to GRACE were precise for wavelengths of hundreds of kilometers, but in short wavelengths (less than 100 km) these models did not have enough resolution, thus impairing the determination of DOT and therefore the study of phenomena with wavelengths in the range of 100-200 km. In developing the EGM96, new surface gravity data were incorporated into the modeling, from satellite orbits and altimetry, resulting in a considerable improvement over the previous OSO91A (incorporated to TOPEX / Poseidon data); still EGM96 had a standard deviation of about 18 cm, considered too high for many oceanographic applications. Recently, global models of the gravity field were published, EIGEN-5C (obtained from GRACE data) and EGM2008, complete to degree and order 360 and 2159 in terms of spherical harmonic coefficients, respectively; these models allowed the estimation of currents with resolution and accuracy better than model EGM96. In this work, the geoid models mentioned above, along with models of mean sea level such as DNSC08, were used in the determination of DOT and absolute geostrophic currents (in 2003-2008) using the filtering method SSA (Singular Spectrum Analysis) in South Atlantic (20o N - 55o S , 80 o W - 20o E) . The results were compared with products from HYCOM hydrodynamic numerical model and show that recent geoid models (EIGEN-5C and EGM2008) lead to satisfactory results in determining the Average Dynamic Topography (ADT) and currents, with full identification of the main features of large and meso scales, which does not occur with ADT_EGM96. The Brazil Current (20°S-30°S), in the 200 m isobath, had average speed results of approximately 0.20 m/s (standard deviation 0.09 m/s) when computed with ADT-EGM2008, 0.22 m/s (standard deviation 0.12 m/s) by using ADT_EIGEN-5C, despite noise interference with the estimate, and 0.30 m/s (standard deviation 0.17 m/s) considering the ADT_EGM96; the numerical model HYCOM provided speed of 0.25 m/s (standard deviation 0.13 m/s) in the same region. Statistically, the currents based on model ADT_EGM08 have higher correlation with the numerical model HYCOM, 0.70 for u (EW component) and 0.69 for v (NS component); on the other hand, the currents computed with ADT_EIGEN-5C had correlations of 0.62 for u and 0.64 for v, while currents estimated from ADT_EGM96 showed correlations of 0.10 for u and 0.11 for v. An alternative in the use altimetry data (Jason, for example) is found in altimetry multi-satellites data combined with results of measurements in-situ, submitted to objective analysis; with these data, a significant increase of precision and resolution is reached for the altimetry data, dynamic topography and geostrophyc currents. In the region encompassing the Brazil Malvinas Confluence (50o S - 20o S , 70 o W - 30o W) were analyzed temporal variations of DOT and currents derived from altimetry and geoid model EGM2008. In the specific analysis of this region, it was found that although the main features have been identified, the altimetry data still lacks resolution to study them.The model EGM2008 showed the best results (comparing with the HYCOM model and combined data of AVISO), due to their spatial resolutions.

O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica populacional dos cladóceros e apendiculários em uma estação fixa ao largo de Ubatuba (SP, Brasil). As amostras de zooplâncton foram coletadas mensalmente, de julho de 2005 a dezembro de 2008, com uma rede de malha de 200 ?m. Os apendiculários e os cladóceros foram identificados, classificados em estágios, contados e medidos. Ambos os grupos taxonômicos tiveram maiores densidades nas camadas superficiais, principalmente quando a coluna de água estava estratificada devido às intrusões de fundo da Água Central do Atlântico Sul (ACAS). A temperatura foi a principal variável influenciando na distribuição de Penilia avirostris e dos apendiculários, enquanto para Pseudevadne tergestina e Evadne spinifera a salinidade foi um melhor indicador da variabilidade temporal. A pressão de predação e o alimento disponível também pareceram controlar a distribuição dos apendiculários e dos cladóceros. Indivíduos gamogênicos ocorreram associados aos máximos de abundância; eles foram raros e pouco abundantes, indicando que na costa de Ubatuba os cladóceros podem se propagar apenas por partenogênese durante todo o ano. Os apendiculários tiveram uma produção anual média de ~70% em relação à dos copépodes, confirmando a importância dos apendiculários no fluxo de carbono em regiões costeiras tropicais e subtropicais. / This work aimed to evaluate the population dynamics of cladocerans and appendicularians at a fixed station off Ubatuba (state of São Paulo, Brazil). Zooplankton samples were monthly collected, from July 2005 through December 2008, with a 200 ?m mesh net. Appendicularians and cladocerans were identified, classified into stages, counted and measured. Both taxonomic groups had higher densities at upper layers, especially when the water column was stratified due to bottom intrusions of the South Atlantic Central Water (SACW). Temperature was the main parameter influencing on the distribution of Penilia avirostris and appendicularians, whereas salinity was the principal regulating parameter of Pseudevadne tergestina and Evadne spinifera population dynamics. Predation pressure and avaiable food also seemed to control the distribution of appendicularians and cladocerans. Gamogenic individuals occurred associated with abundance maxima; they were rare and had low abundances, which indicates that in Ubatuba cladocerans may propagate only through parthenogenesis during the entire year. Appendicularians had an annual mean production ~70% of that of copepods, which confirms that appendicularians play a key role in the carbon flow in coastal subtropical and tropical regions