Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The estuarine dynamics in the state of Sergipe favored the formation of tidal plains in all the river mouths, in areas sheltered from the mechanical action of the waves and that are influenced by the tidal regime, totaling an estimated area of about 260 km². The aim of this thesis was to analyze the evolution of the tidal plains on the south-central coast of Sergipe. The research used as methodological procedures, guided by the method of Geoecology of Landscapes: acquisition, processing of satellite images and aerial photographs, creation of the shapes and construction of thematic mappings; Quantification of the area of the subject classes; Fieldwork and data interpretation. The analyzes showed that the energy signatures of the tidal plains that make up the study area are similar, except for the influence of the natural tensor: fluviomarine dynamics and anthropogenic tensors acting on the study area. The evolutionary analysis of the tidal plain between the neighborhoods 13 de Julho and Jardins (Aracaju / SE) showed that the reduction of mangrove vegetation was due to sedimentation promoted by the erosion of the sandy crown of Coroa do Meio and due to the low availability of nutrients in the environmental system; The evolutionary dynamics of the tidal plains at the mouth of the Vaza Barris (Itaporanga D'Ajuda / SE) revealed that the long-term tide plains are in stability, and the short-term tides are in instability with a tendency to reduce by fluvial erosion And low availability of nutrients; The evolutionary analysis of the Piauí / Real river mouths (Estância / SE) revealed the occurrence of long - term tidal plains that suffered severe losses of mangrove vegetation due to fluvial erosion, with total loss of vegetation in this area of 44,000 m². It was concluded from the results that all the tidal plains located in the analyzed mouths have a general tendency to the loss of mangrove vegetation both by fluvial-influenced influence (Vaza Barris) and by fluviomarine and anthropogenic influence (Piauí / Real and Sergipe). The proposed geoecological study serves as an instrument to assist in the environmental planning of the Sergipe coastal zone with regard to the rearrangement of human occupations. These actions should occur in compliance with the variability of the back lines associated with river mouths, and towards the conservation of environmental systems, such as survival security for the communities that depend on mangroves, and for maintaining biodiversity that is reflected in Supply for society as a whole. / A dinâmica estuarina no estado de Sergipe favoreceu a formação de planícies de marés em todas as desembocaduras fluviais, em áreas abrigadas da ação mecânica das ondas e que sofrem a influência do regime de marés, totalizando uma área estimada em cerca de 260 km². O objetivo da presente Tese foi analisar a evolução da paisagem das planícies de marés existentes no litoral Centro-Sul de Sergipe. A pesquisa utilizou como procedimentos metodológicos, norteados pelo método da Geoecologia das Paisagens: aquisição, processamento das imagens de satélite e fotografias aéreas, criação dos shapes e construção dos mapeamentos temáticos; quantificação da área das classes temáticas; trabalho de campo e interpretação dos dados. As análises mostraram que as assinaturas energéticas das planícies de marés que compõem a área de estudo são similares, excetuando-se pela influência do tensor natural: dinâmica fluviomarinha e pelos tensores antropogênicos que atuam sobre a área de estudo. A análise evolutiva da planície de Maré entre os bairros 13 de Julho e Jardins (Aracaju/SE) mostrou que a redução da vegetação de mangue foi decorrente do assoreamento promovido pela erosão do pontal arenoso da Coroa do Meio e devido à baixa disponibilidade de nutrientes no sistema ambiental; A dinâmica evolutiva das planícies de marés da desembocadura do rio Vaza Barris (Itaporanga D’Ajuda/SE) revelou que as planícies de marés desenvolvidas em longo prazo estão em estabilidade, e as de curto prazo estão em instabilidade com tendência à redução pela erosão fluviomarinha e baixa disponibilidade de nutrientes; A análise evolutiva da desembocadura dos rios Piauí/Real (Estância/SE) revelou a ocorrência de planícies de marés de longo prazo que sofreram perdas severas de vegetação de mangue em decorrência da erosão fluviomarinha, com perda total de vegetação neste setor de 44.000 m². Concluiu-se a partir dos resultados que todas as planícies de marés localizadas nas desembocaduras analisadas possuem tendência geral à perda de vegetação de mangue tanto por influência fluviomarinha (Vaza Barris) como por influência fluviomarinha e antropogênica (Piauí/Real e Sergipe). O estudo geoecológico proposto serve de instrumento para auxiliar no planejamento ambiental da zona costeira sergipana no tocante ao reordenamento das ocupações humanas. Essas ações devem ocorrer em observância à variabilidade das linhas de costas associadas a desembocaduras fluviais, e no sentido da conservação dos sistemas ambientais, como segurança de sobrevivência para as comunidades, que dependem dos manguezais, e para manutenção da biodiversidade que se reflete em garantia de oferta alimentar para a sociedade como um todo.

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.

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.