Orientador: Adilson Fransozo / Coorientador: Fúlvio Aurélio de Morais Freire / Banca: Gustavo Monteiro Teixeira / Banca: Giovana Bertini / Banca: Valter José Gobo / Banca: Rogério Caetano da Costa / Resumo: Não disponível / Abstract: Not available / Doutor

A formação de águas profundas na Antártica afeta diretamente o clima global, uma vez que este processo conecta os ramos superior e inferior da circulação termohalina global (MOC). Avaliar os impactos das mudanças climáticas nestes processos é importante para compreensão do transporte global de calor pelos oceanos e para realização de projeções climáticas. Aplicando a forçante interanual Coordinated Ocean-Ice Reference (CORE), foi realizada uma simulação de 60 anos (1948-2007) utilizando o ROMS com módulos de gelo marinho e plataforma de gelo ativos. Uma rodada preliminar de 100 anos foi realizada com forçante do ano normal CORE, para gerar campos estáveis de inicialização da rodada interanual. Para ambos os experimentos adotou-se uma grade circumpolar periódica com resolução variável, alcançando cerca de 5 km na borda sul. Para investigar as massas de água foi aplicada a Análise Multiparamétrica Ótima - OMP. As principais massas de água do Mar de Ross foram identificadas: Água de Superfície Antártica (AASW), Água Circumpolar Profunda (CDW), Água de Fundo Antártica (AABW) e Água de Plataforma (SW), posteriormente separadas em Água da Plataforma de Gelo (ISW) e Água de Plataforma de Alta Salinidade (HSSW). Os resultados são consistentes com observações prévias (Bergamasco, 2002; Orsi & Wiederwohl, 2009; Budillon, 2011). A simulação interanual sugere que o Oceano Austral vem sofrendo um processo de aquecimento e diminuição de salinidade. Houve um aumento do calor advectado pela CDW e uma diminuição da salinidade das águas de plataforma e da AABW, consistente com as observações de Johnson & Doney (2006). A capacidade do modelo regional ROMS de reproduzir as águas de plataforma ISW, HSSW e a AABW é uma importante contribuição para estudos climáticos, visto que os modelos globais não conseguem representar tais processos. A inclusão de parametrizações explícitas dos processos de gelo marinho e plataforma de gelo capacita o ROMS para reproduzir os processos associados a criosfera, possibilitando a obtenção de projeções mais realísticas. / Dense water formation around Antarctica is recognized as a significant process that significantly impacts the global climate, since that\'s where the linkage between the upper and lower limbs of Global Thermohaline Circulation takes place. Assessing whether these processes may be affected by rapid climate changes and all the eventual feedbacks is crucial to fully understand the ocean heat transport and to provide quality future climate projections. Applying the Coordinated Ocean-Ice Reference (CORE) interannual forcing we have run a 50-year simulation (1948-2007) using ROMS with a new sea ice/ice shelf thermodynamics module. Another 100-year simulation forced with CORE normal year was previously run to provide stable starting fields. The normal year consists of single annual cycle of all the data that are representative of climatological conditions over decades and can be applied repeatedly for as many years of model integration as necessary. The 60-year forcing has interannually varying data from 1948 to 2007, which allows validation of model output with ocean observations. Both experiments employed a periodic circumpolar variable resolution grid reaching less than 5 km at the southern border. By applying the OMP water masses separating scheme, we were able to identify the main Ross Sea water masses: Antarctic Surface Water (AASW), Circumpolar Deep Water (CDW), Antarctic Bottom Water (AABW) and Shelf Water (SW), further separated into Ice Shelf Water (ISW) and High Salinity Shelf Water (HSSW). Results are consistent with previous observational studies (Bergamasco, 2002; Orsi & Wiederwohl, 2009; Budillon, 2011). The interannual simulation indicates that the Southern Ocean is becoming warmer and less salty. The CDW poleward heat transport increased while shelf waters salinity as well as the AABW salinity decreased during the simulation period, consistent with Johnson & Doney (2006), who have reported the export of less dense AABW. ROMS capability to represent ISW, HSSW and AABW is an important contribution to climate studies, since IPCC class models seem unable to provide reliable representations of such important processes, which may lead to projections of more realistic scenarios. This is significantly improved in this study by including more explicit sea ice/ice shelf parameretization. ROMS is able to reproduce cryosphere-linked mechanisms of dense water formation around Antarctica.

A Plataforma Continental do Estado do Ceará (PCCE) foi dividida em: Plataforma Continental Externa (PCE), Plataforma Continental Média (PCM) e Plataforma Continental Interna (PCI). Os critérios físicos adotados levaram em consideração intrusões mais ou menos intensas de água tropical (AT) transportada pela Corrente Norte do Brasil (CNB) em direção à costa; a intensificação dos gradientes de salinidade superficial; e a mistura entre diferentes massas de água. Durante a estação de chuva, observamos que na região da PCE a massa de Água Tropical (AT) ficou aprisionada em níveis verticais maiores que 60 m, enquanto que na PCI observamos a formação de uma pluma estuarina que ocupou os dois primeiros metros da coluna de água e provocou o rebaixamento do topo da massa de água costeira (AC), chegando a 6 km da linha de costa. A variação espaço-temporal das correntes na frequência submaregráfica mostram que a tensão de cisalhamento do vento (TCV) foi o principal agente na transferência de momentum para as águas da PCCE, gerando uma corrente de deriva polarizada para NW, paralela à direção das isóbatas, em resposta ao empilhamento de água na costa. Este comportamento, associado a espessura da camada de Ekman muito maior que a profundidade local, mostra que a dinâmica do primeiro modo de oscilação (barotópico) é dominante, gerando correntes na direção do vento forçante, como resposta à sua ação. O modo barotópico também foi dominante nas correntes de maré, com as componentes semi-diurnas (M2 e S2) caracterizando-se como as mais energéticas. A orientação normal das elipses de maré associada ao sentido horário de rotação, foram responsáveis pelas maiores velocidades de corrente na frequência maregráfica. Os resultados obtidos com o modelo numérico mostram a res\\-posta barotrópica das águas da PC a um vento estacionário com correntes para NW. Os maiores valores das corrente e elevação do nível do mar ocorreram na região mais próxima à costa. As correntes de maré e a orientação das elipses de maré obtidas com a modelagem corroboram o o comportamento dos dados observacionais. Para o estuário do Rio Jaguaribe (CE), o período de grandes descargas fluviais resultou em fluxos unidirecionais transportando volumes de 97 x 106 m3, advectando os processos de mistura para a região da PCI. Entretanto, na estação seca, a minimização dos fluxos fluviais resultou na maior atuação da maré na região, controlando a posição espacial da zona de máxima turbidez. Nesta época do ano o estuário foi classificado de acordo com parâmetros de estratificação e circulação como do tipo 2a, parcialmente misturado. / The Continental Shelf of Ceará State was divided in: External (ECS), Middle (MCS) and Inner (ICS) Continental Shelf. The physical criteria of classification considered intrusions of Tropical Water (TW) transported onshore by the North Brazil Current (NBC); intensification of surface saline gradient; and mixing of different water masses. During the rainy season, the TW was retained the ECS at levels higher than 60 m, while an estuarine plume formation was observed in the PCI, occupying the two first meters of the water column, sinking top of the coastal water mass (CW) to 6 km off coast. The space-time variation of the currents in the subtidal frequency shows that wind stress was the main agent in the momentum transfer to continental shelf waters, generating a current to NW, parallel to the direction of the isobaths, in response to the stacking of water on the coast. This behavior associated to the thickness of the Ekman layer much larger than local depth, shows the dominance of the barotropic dynamic, generating currents in the wind direction, as response to its action. The barotropic mode was also dominant in the tidal currents, with semi-diurnals components (M2 e S2) characterized as the most energetic. The normal orientation of tidal ellipses, associated to clockwise rotation, were responsible for the highest current velocities in tidal frequency in MCS. Numerical model results show a barotropic response of waters to a stationary wind, with currents to NW, and highest values of currents and sea level ocurring closer the coast. Tidal currents and tidal ellipses orientation obtained by numerical model support the observations. In relation to Jaguaribe River estuary, the period of great river input led to unidirectional flows, which transport volumes of 97 x 106 m3, advecting the mixing process to the ICS region. However, during the dry season, river input decrease resulted in a larger tide influence in the region, controlling the spatial position of the mixing zone. For this time, the estuary was classified according to the parameters of estratification and circulation as a 2a type, partially mix

A Plataforma Continental do Estado do Ceará (PCCE) foi dividida em: Plataforma Continental Externa (PCE), Plataforma Continental Média (PCM) e Plataforma Continental Interna (PCI). Os critérios físicos adotados levaram em consideração intrusões mais ou menos intensas de água tropical (AT) transportada pela Corrente Norte do Brasil (CNB) em direção à costa; a intensificação dos gradientes de salinidade superficial; e a mistura entre diferentes massas de água. Durante a estação de chuva, observamos que na região da PCE a massa de Água Tropical (AT) ficou aprisionada em níveis verticais maiores que 60 m, enquanto que na PCI observamos a formação de uma pluma estuarina que ocupou os dois primeiros metros da coluna de água e provocou o rebaixamento do topo da massa de água costeira (AC), chegando a 6 km da linha de costa. A variação espaço-temporal das correntes na frequência submaregráfica mostram que a tensão de cisalhamento do vento (TCV) foi o principal agente na transferência de momentum para as águas da PCCE, gerando uma corrente de deriva polarizada para NW, paralela à direção das isóbatas, em resposta ao empilhamento de água na costa. Este comportamento, associado a espessura da camada de Ekman muito maior que a profundidade local, mostra que a dinâmica do primeiro modo de oscilação (barotópico) é dominante, gerando correntes na direção do vento forçante, como resposta à sua ação. O modo barotópico também foi dominante nas correntes de maré, com as componentes semi-diurnas (M2 e S2) caracterizando-se como as mais energéticas. A orientação normal das elipses de maré associada ao sentido horário de rotação, foram responsáveis pelas maiores velocidades de corrente na frequência maregráfica. Os resultados obtidos com o modelo numérico mostram a res\\-posta barotrópica das águas da PC a um vento estacionário com correntes para NW. Os maiores valores das corrente e elevação do nível do mar ocorreram na região mais próxima à costa. As correntes de maré e a orientação das elipses de maré obtidas com a modelagem corroboram o o comportamento dos dados observacionais. Para o estuário do Rio Jaguaribe (CE), o período de grandes descargas fluviais resultou em fluxos unidirecionais transportando volumes de 97 x 106 m3, advectando os processos de mistura para a região da PCI. Entretanto, na estação seca, a minimização dos fluxos fluviais resultou na maior atuação da maré na região, controlando a posição espacial da zona de máxima turbidez. Nesta época do ano o estuário foi classificado de acordo com parâmetros de estratificação e circulação como do tipo 2a, parcialmente misturado. / The Continental Shelf of Ceará State was divided in: External (ECS), Middle (MCS) and Inner (ICS) Continental Shelf. The physical criteria of classification considered intrusions of Tropical Water (TW) transported onshore by the North Brazil Current (NBC); intensification of surface saline gradient; and mixing of different water masses. During the rainy season, the TW was retained the ECS at levels higher than 60 m, while an estuarine plume formation was observed in the PCI, occupying the two first meters of the water column, sinking top of the coastal water mass (CW) to 6 km off coast. The space-time variation of the currents in the subtidal frequency shows that wind stress was the main agent in the momentum transfer to continental shelf waters, generating a current to NW, parallel to the direction of the isobaths, in response to the stacking of water on the coast. This behavior associated to the thickness of the Ekman layer much larger than local depth, shows the dominance of the barotropic dynamic, generating currents in the wind direction, as response to its action. The barotropic mode was also dominant in the tidal currents, with semi-diurnals components (M2 e S2) characterized as the most energetic. The normal orientation of tidal ellipses, associated to clockwise rotation, were responsible for the highest current velocities in tidal frequency in MCS. Numerical model results show a barotropic response of waters to a stationary wind, with currents to NW, and highest values of currents and sea level ocurring closer the coast. Tidal currents and tidal ellipses orientation obtained by numerical model support the observations. In relation to Jaguaribe River estuary, the period of great river input led to unidirectional flows, which transport volumes of 97 x 106 m3, advecting the mixing process to the ICS region. However, during the dry season, river input decrease resulted in a larger tide influence in the region, controlling the spatial position of the mixing zone. For this time, the estuary was classified according to the parameters of estratification and circulation as a 2a type, partially mix

A formação de águas profundas na Antártica afeta diretamente o clima global, uma vez que este processo conecta os ramos superior e inferior da circulação termohalina global (MOC). Avaliar os impactos das mudanças climáticas nestes processos é importante para compreensão do transporte global de calor pelos oceanos e para realização de projeções climáticas. Aplicando a forçante interanual Coordinated Ocean-Ice Reference (CORE), foi realizada uma simulação de 60 anos (1948-2007) utilizando o ROMS com módulos de gelo marinho e plataforma de gelo ativos. Uma rodada preliminar de 100 anos foi realizada com forçante do ano normal CORE, para gerar campos estáveis de inicialização da rodada interanual. Para ambos os experimentos adotou-se uma grade circumpolar periódica com resolução variável, alcançando cerca de 5 km na borda sul. Para investigar as massas de água foi aplicada a Análise Multiparamétrica Ótima - OMP. As principais massas de água do Mar de Ross foram identificadas: Água de Superfície Antártica (AASW), Água Circumpolar Profunda (CDW), Água de Fundo Antártica (AABW) e Água de Plataforma (SW), posteriormente separadas em Água da Plataforma de Gelo (ISW) e Água de Plataforma de Alta Salinidade (HSSW). Os resultados são consistentes com observações prévias (Bergamasco, 2002; Orsi & Wiederwohl, 2009; Budillon, 2011). A simulação interanual sugere que o Oceano Austral vem sofrendo um processo de aquecimento e diminuição de salinidade. Houve um aumento do calor advectado pela CDW e uma diminuição da salinidade das águas de plataforma e da AABW, consistente com as observações de Johnson & Doney (2006). A capacidade do modelo regional ROMS de reproduzir as águas de plataforma ISW, HSSW e a AABW é uma importante contribuição para estudos climáticos, visto que os modelos globais não conseguem representar tais processos. A inclusão de parametrizações explícitas dos processos de gelo marinho e plataforma de gelo capacita o ROMS para reproduzir os processos associados a criosfera, possibilitando a obtenção de projeções mais realísticas. / Dense water formation around Antarctica is recognized as a significant process that significantly impacts the global climate, since that\'s where the linkage between the upper and lower limbs of Global Thermohaline Circulation takes place. Assessing whether these processes may be affected by rapid climate changes and all the eventual feedbacks is crucial to fully understand the ocean heat transport and to provide quality future climate projections. Applying the Coordinated Ocean-Ice Reference (CORE) interannual forcing we have run a 50-year simulation (1948-2007) using ROMS with a new sea ice/ice shelf thermodynamics module. Another 100-year simulation forced with CORE normal year was previously run to provide stable starting fields. The normal year consists of single annual cycle of all the data that are representative of climatological conditions over decades and can be applied repeatedly for as many years of model integration as necessary. The 60-year forcing has interannually varying data from 1948 to 2007, which allows validation of model output with ocean observations. Both experiments employed a periodic circumpolar variable resolution grid reaching less than 5 km at the southern border. By applying the OMP water masses separating scheme, we were able to identify the main Ross Sea water masses: Antarctic Surface Water (AASW), Circumpolar Deep Water (CDW), Antarctic Bottom Water (AABW) and Shelf Water (SW), further separated into Ice Shelf Water (ISW) and High Salinity Shelf Water (HSSW). Results are consistent with previous observational studies (Bergamasco, 2002; Orsi & Wiederwohl, 2009; Budillon, 2011). The interannual simulation indicates that the Southern Ocean is becoming warmer and less salty. The CDW poleward heat transport increased while shelf waters salinity as well as the AABW salinity decreased during the simulation period, consistent with Johnson & Doney (2006), who have reported the export of less dense AABW. ROMS capability to represent ISW, HSSW and AABW is an important contribution to climate studies, since IPCC class models seem unable to provide reliable representations of such important processes, which may lead to projections of more realistic scenarios. This is significantly improved in this study by including more explicit sea ice/ice shelf parameretization. ROMS is able to reproduce cryosphere-linked mechanisms of dense water formation around Antarctica.

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.

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.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Oceanografia Física, Química e Geológica, Instituto de Oceanografia, 2007. / Submitted by Cristiane Silva (cristiane_gomides@hotmail.com) on 2013-02-18T17:26:18Z No. of bitstreams: 1 2007_karina_attisano.pdf: 8850374 bytes, checksum: 292caec84f69bf4efc38580f79e98729 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2013-06-13T18:40:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_karina_attisano.pdf: 8850374 bytes, checksum: 292caec84f69bf4efc38580f79e98729 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-13T18:40:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_karina_attisano.pdf: 8850374 bytes, checksum: 292caec84f69bf4efc38580f79e98729 (MD5) Previous issue date: 2007 / A costa sul do Brasil, constituída pelas áreas costeiras e oceânicas do Rio Grande do Sul e Santa Catarina, é conhecida como uma das regiões de maior potencial pesqueiro de todo o litoral brasileiro. Isto se deve, sobretudo, a presença de várias massas de água que interagem formando um sistema complexo, dinâmico e altamente produtivo. Além dos intensos processos de mistura, essas regiões apresentam frentes termohalinas e ação de ventos. O presente trabalho apresenta um diagnóstico comparativo, de enfoque químico, entre a plataforma das regiões de Santa Marta (SC) e Albardão (RS). Para tanto, são utilizados parâmetros hidroquímicos, amostrados em 33 estações oceanográficas importantes para a avaliação da produção biológica, e também a interpretação dos processos oceanográficos. Ao efetuar a comparação entre as referidas regiões de plataforma, durante o inverno de 2005, observou-se claramente maiores concentrações de nutrientes dissolvidos na região do Albardão, devido a menor influência da Água Tropical, apresentando-se submetida a processos oceanográficos mais intensos resultantes da proximidade à Convergência Subtropical, da intrusão da Água Subtropical de Plataforma (através do paleocanal), da formação da Frente Subtropical de Plataforma, frentes frias e do volume de descarga continental substancial proveniente do Rio do Prata, Lagoa dos Patos e do transporte subterrâneo que potencializam a dinâmica entre as massas de água, elevando a produtividade da região. / The southern Brazilian Coast comprises of the coastal and oceanic areas of Rio Grande do Sul and Santa Catarina and is a region with the highest fishing potential along the Brazilian coast. This is due to the presence of several water masses that interact form a complex, dynamic and highly productive system. Mixing is also provided by thermohaline fronts, upwelling and wind. The present work presents a diagnosis, using hydrochemical data, between Santa Marta Shelf (SC) and Albardão (RS) (33 oceanographic stations) to determine biological production and other oceanographical processes. During the 2005 winter there were higher nutrients concentrations in Albardão zone, due to less influence of Tropical Water. There is high productivity in the region due to mixing of water masses by proximity to Subtropical Convergence, intrusion of the Subtropical Water on to the Shelf (through the paleochannel), formation of Subtropical Shelf Front, groundwater transport, cold fronts discharge from Prata River, Patos Lagoon.

A mistura vertical de águas profundas, ricas em nutrientes e de baixas temperaturas, características da Água Central do Atlântico Sul (ACAS), com águas de baixa d;sponibilidade nutricional, baixa biomassa fitoplanctônica e de temperaturas mais elevadas, características da Água Costeira (AC), da região de Ubatuba, foi simulada através da realização de bioensaios. As águas foram incubadas com as populações fitoplanctônicas naturais, sem enriquecimentos nutricionais, sob diferentes níveis de atenuação radiação solar incidente total (100, 30 e 10% de IL) e temperatura igual a da água do mar de superfície. o potencial quimico e biológico dos dois tipos de água (ACAS e AC) e de uma mistura equitativa de ambas, foi avaliado através do monitoramento diário de aspectos quali- quantitativos do fitoplâncton (Clorofila-a, contagem e identificação das células e taxas de produção primária) e do teor de nutrientes dissolvidos no meio, durante o período de incubação. Foram realizadas três etapas experimentais: em Jul/88, Jan/89 e Jul/89 com durações de 8, 15 e 14 dias, respectivamente. A mistura da ACAS com AC apresentou os melhores rendimentos máximos de Clorofila-a e produção primária, sob os níveis de 100 e 30 % de IL. A 10% de IL, a ACAS mostrou- se mais produtiva do que quando misturada à AC e, em termos de Cl-a integral, teve rendimento superior inclusive ao obtido pela Mistura a 100% de IL. A AC apresentou um rendimento menor que as outras duas águas sob os três niveis de luz utilizados. Sob intensidades luminosas mais altas os nutrientes foram rapidamente assimilados causando uma floração de espécies oportunistas (diatomáceas) logo no inicio do periodo de incubação, o que não foi observado sob intensidades luminosas menores. Os resultados ainda indicam que os \"lag-time\" observados no inverno foram significativamente maiores que os do verão. Foi também possivel observar a existência de uma estratificação fisiológica das populações fitoplanctônicas presentes em uma mesma massa d\' água, em função da profundidade, no inverno. Esta estratificação provavelmente deveu-se à diferentes suprimentos nutricionais de origem orgânica que estariam disponiveis apenas para as populações da água de fundo, possivelmente devido a interação da água com o sedimento. Estes resultados demostram a grande importância da água da ACAS como agente fertilizador para as águas oligotróficas da região, permitindo a ocorrência de produção nova. / The vertical mixing of the rich, low temperature, deep South Atlantic Central Water (SACW), with the low nutrient, low phytoplanktonic biomass and hiSh temperature Coastal Water (CW), irom Ubatuba region, was simulated erforming bioassays. The waters were incubated with the authoctonous phytoplankton without any nutrient addition, under ifferent attenuation levels (100, 30 and 10% ) of the total incident solar radiation and at the same temperature as the urface sea water. The chemical and biological potential of each water (SACW and CW), and of an equivalent mixture of them, wa evaluated by means of a daily monitoring of quali and quantitative phytoplankton aspects (Chl-a, cell counting and photosynthetic rates) and of the dissolved nutrient concentrations durins the incubation period. Three series of experiments were performed: Jul/88, Jan/89 and Jul/89, lasting 8, 15 and 14 days espectively. The mixing of SACW and CW presented the best maximum yield oi chlorophyll and photosyntetic rates under 100 and 30% solar radiation. Under 10% SACW alone waa more productive than mixed with CW and, considering integral chlorophyll-a during the whole period. it preaented a higher yield than the one obtained with Mixed Water under 100% oí solar radiation. CW preaented the lowest yield under the experimental light leveI used. Under high light intensi ties nutrients were quickly assimilated inducing a bloom of opportunist species (diatoms) at the begining of the incubation period, which was not observed under low light intensities.(diatoms) at the begining of the incubation period, which was not observed under low light intensities. Results also indicate that the Ias times observed during winter were ignificantIy higher than those during summer. It was possible to observe the existence of a Physiological atratification among phytoplank.tonic populations from the same water mass, as a function of depht, durins winter. This phenomenon was probably due to diatinct nutricional aupply of orsanic origen that would be avaiIabIe to deep populations only, possibly as a consequence of ater/sediment interactiona. These results demonstrate the great importance of SACW as a fertilizer agent to the oligothrophic waters of the region, allowing the occurrence of new production.

A mistura vertical de águas profundas, ricas em nutrientes e de baixas temperaturas, características da Água Central do Atlântico Sul (ACAS), com águas de baixa d;sponibilidade nutricional, baixa biomassa fitoplanctônica e de temperaturas mais elevadas, características da Água Costeira (AC), da região de Ubatuba, foi simulada através da realização de bioensaios. As águas foram incubadas com as populações fitoplanctônicas naturais, sem enriquecimentos nutricionais, sob diferentes níveis de atenuação radiação solar incidente total (100, 30 e 10% de IL) e temperatura igual a da água do mar de superfície. o potencial quimico e biológico dos dois tipos de água (ACAS e AC) e de uma mistura equitativa de ambas, foi avaliado através do monitoramento diário de aspectos quali- quantitativos do fitoplâncton (Clorofila-a, contagem e identificação das células e taxas de produção primária) e do teor de nutrientes dissolvidos no meio, durante o período de incubação. Foram realizadas três etapas experimentais: em Jul/88, Jan/89 e Jul/89 com durações de 8, 15 e 14 dias, respectivamente. A mistura da ACAS com AC apresentou os melhores rendimentos máximos de Clorofila-a e produção primária, sob os níveis de 100 e 30 % de IL. A 10% de IL, a ACAS mostrou- se mais produtiva do que quando misturada à AC e, em termos de Cl-a integral, teve rendimento superior inclusive ao obtido pela Mistura a 100% de IL. A AC apresentou um rendimento menor que as outras duas águas sob os três niveis de luz utilizados. Sob intensidades luminosas mais altas os nutrientes foram rapidamente assimilados causando uma floração de espécies oportunistas (diatomáceas) logo no inicio do periodo de incubação, o que não foi observado sob intensidades luminosas menores. Os resultados ainda indicam que os \"lag-time\" observados no inverno foram significativamente maiores que os do verão. Foi também possivel observar a existência de uma estratificação fisiológica das populações fitoplanctônicas presentes em uma mesma massa d\' água, em função da profundidade, no inverno. Esta estratificação provavelmente deveu-se à diferentes suprimentos nutricionais de origem orgânica que estariam disponiveis apenas para as populações da água de fundo, possivelmente devido a interação da água com o sedimento. Estes resultados demostram a grande importância da água da ACAS como agente fertilizador para as águas oligotróficas da região, permitindo a ocorrência de produção nova. / The vertical mixing of the rich, low temperature, deep South Atlantic Central Water (SACW), with the low nutrient, low phytoplanktonic biomass and hiSh temperature Coastal Water (CW), irom Ubatuba region, was simulated erforming bioassays. The waters were incubated with the authoctonous phytoplankton without any nutrient addition, under ifferent attenuation levels (100, 30 and 10% ) of the total incident solar radiation and at the same temperature as the urface sea water. The chemical and biological potential of each water (SACW and CW), and of an equivalent mixture of them, wa evaluated by means of a daily monitoring of quali and quantitative phytoplankton aspects (Chl-a, cell counting and photosynthetic rates) and of the dissolved nutrient concentrations durins the incubation period. Three series of experiments were performed: Jul/88, Jan/89 and Jul/89, lasting 8, 15 and 14 days espectively. The mixing of SACW and CW presented the best maximum yield oi chlorophyll and photosyntetic rates under 100 and 30% solar radiation. Under 10% SACW alone waa more productive than mixed with CW and, considering integral chlorophyll-a during the whole period. it preaented a higher yield than the one obtained with Mixed Water under 100% oí solar radiation. CW preaented the lowest yield under the experimental light leveI used. Under high light intensi ties nutrients were quickly assimilated inducing a bloom of opportunist species (diatoms) at the begining of the incubation period, which was not observed under low light intensities.(diatoms) at the begining of the incubation period, which was not observed under low light intensities. Results also indicate that the Ias times observed during winter were ignificantIy higher than those during summer. It was possible to observe the existence of a Physiological atratification among phytoplank.tonic populations from the same water mass, as a function of depht, durins winter. This phenomenon was probably due to diatinct nutricional aupply of orsanic origen that would be avaiIabIe to deep populations only, possibly as a consequence of ater/sediment interactiona. These results demonstrate the great importance of SACW as a fertilizer agent to the oligothrophic waters of the region, allowing the occurrence of new production.