Submitted by Morgana Andrade (morgana.andrade@ufes.br) on 2016-06-15T20:35:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) tese_8287_SERVINO_Dissertao_DIGITAL.pdf: 3302649 bytes, checksum: dab1f8314488f044d4ee8415c659d58b (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-08-16T18:22:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) tese_8287_SERVINO_Dissertao_DIGITAL.pdf: 3302649 bytes, checksum: dab1f8314488f044d4ee8415c659d58b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-16T18:22:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) tese_8287_SERVINO_Dissertao_DIGITAL.pdf: 3302649 bytes, checksum: dab1f8314488f044d4ee8415c659d58b (MD5) / Agência Nacional do Petróleo (ANP) / A região de transição entre a costa leste e a costa sudeste brasileira, entre 19°S e 21°S, apresenta feições geomorfológicas que caracterizam uma linha de quebra de plataforma complexa. O Banco de Abrolhos e os montes submarinos da Cadeia Vitória-Trindade (CVT) são irregularidades que promovem influências no sistema de correntes de contorno oeste local, em especial ao fluxo da Corrente do Brasil (CB), induzindo a formação de meandramentos e vórtices na região. Confinado por essas estruturas ao seu redor, o Embaiamento de Tubarão (ET) compreende uma região em frente à Vitória (20,3°S; 40,3°W) que abriga vórtices ciclônicos cuja formação foi investigada no presente trabalho como sendo influenciada por uma bifurcação da CB nesse sítio. A bifurcação de uma corrente geostrófica é um processo geofísico de interação de um jato e uma parede continental, com a consequente formação de dois jatos secundários – um em cada direção – e que pode ser responsável pela formação de vórtices em bacias parcialmente confinadas (e.g. Mar de Alborão e Mar do Japão). Esse processo foi encontrado no ET a partir de uma recorrente incidência da CB em seu talude continental, identificada com base em resultados de uma simulação numérica de alta resolução espacial e batimetria tratada. Ao que se tenha conhecimento, esta é a primeira descrição de tal processo na região. Os resultados encontrados sugerem que o jato secundário desviado para o interior do ET tenha um papel indispensável na formação e manutenção de dois tipos de vórtices ciclônicos, diferenciados entre si principalmente em tamanho, duração e período de ocorrência. As características desses vórtices e da própria bifurcação mostraram estar sensivelmente ligadas ao padrão de escoamento da CB pelos canais formados entre os montes da CVT. / The transition region from the east to the southeast Brazilian coast, between 19°S and 21°S, shows remarkable geomorphological features that characterizes a complex shelf-break line. The Abrolhos Banks and the Vitória-Trindade Ridge’s (VTR) seamounts are irregularities that promote influences on the system of western boundary currents in this region, specially to the Brazil Current (BC), inducing its meandering and the developing of eddies locally. Confined by these structures around it, the Tubarão Bight (TB) is a region in front of Vitória (20.3°S; 40.3°W) that shelters cyclonic eddies which formation was investigated in this work as influenced by a bifurcation of the BC in this site. The bifurcation of a geostrophic current is a geophysical process of interaction between a jet and a continental boundary that results in the formation of two secondary jets – one in each direction – and that can be responsible for the developing of eddies inside partially confined oceanic basins (e.g Alboran Sea and Sea of Japan). The occurrence of this process was found inside the TB following the impinging of the BC on its continental slope, identified based on numerical modelling results derived from a high-resolution and refined topography simulation. To the extent of our knowledge, this is the first description of such process in this region. This work’s findings suggest that the secondary jet deflected to the TB’s interior is necessary to the developing and maintenance of two kinds of eddies with different size, duration and date of occurrence. These eddies’ characteristics and the bifurcation’s itself were significantly linked to the flowing pattern of the BC through the VTR’s seamounts.

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

Orientador: Tullo Vigevani / Banca: Marcos Cordeiro Pires / Banca: Gustavo Enrique Santillán / Resumo: As relações sino-americanas serão, talvez, o mais importante conjunto de relações no futuro próximo. Elas tenderão a moldar as relações internacionais nas próximas décadas e quase todos os outros conjuntos de relações poderão ser considerados sob a perspectiva do quadro sino-americano. A Ásia Oriental, sob o impacto da ascensão da China, é um palco de disputa no cenário das relações entre os dois países no novo século. Atualmente, a China é vista como uma potência regional, tem exercido crescente influência no cenário internacional e tem sido alvo de especulações quanto aos possíveis intentos em tornar-se a grande potência mundial hegemônica, substituindo os Estados Unidos, fato este que a liderança chinesa refuta. Com o intuito de criar um clima estável para o seu projeto de desenvolvimento, a China lançou a estratégia de "Desenvolvimento Pacífico". Em contrapartida, os Estados Unidos vem se reposicionando na ordem internacional priorizando a região de maior potencial de crescimento do globo, particularmente no contexto em que a China assume maior proeminência: a Ásia-Pacífico. Daí a divulgação da estratégia de "Pivô para a Ásia", uma maneira de tentar estender sua posição hegemônica por meio da contenção da China. É o choque entre as duas estratégias o centro de nosso trabalho. / Abstract: The Sino-US relations will be perhaps, the most important set of relationships in the near future. They tend to shape international relations in the coming decades and almost all other sets of relations can be considered from the perspective of Sino-American framework. The East Asia under the impact of China's rise, is a stage for disputes in relations between the two countries in the new century. Currently, China is seen as a regional power, it has exerted increasing influence in the international arena and it has been the subject of speculation about possible attempts to become the great hegemonic world power replacing the United States, a fact that the Chinese leadership refutes. In order to create a stable environment for your development project, China launched the strategy of "Peaceful Development". In contrast, the United States has repositioned itself in the international order prioritizing the region which has the greatest potential for growth in the world, particularly in the context in which China takes a greater prominence: the Asia-Pacific. Hence the disclosure of the "Pivot" to Asia strategy, a way to try to extend its hegemonic position through the containment of China. The clash between the two strategies is the center of our thesis. / Mestre

Ondas de Rossby do primeiro modo baroclínico em médias latitudes foram observadas em dados de anomalia da altura da superfície do mar dos radares altimétrico TOPEX/Jason-1 na última década. Entretanto, sinais similares são observados em dados de concentração de clorofila a obtidos através de dados na faixa espectral visível através do sensor SeaWiFs. Anomalias na concentração de clorofila que se propagam para oeste com períodos e comprimentos de onda característicos de ondas de Rossby, indicam que estas ondas induzem parte da variabilidade da produtividade primária em oceano aberto. O foco deste trabalho é o mecanismo de acoplamento físico-biológico causado pela passagem de ondas de Rossby e evidenciado pelos padrões regulares de aumento e diminuição de algas clorofiladas. Levamos em conta dois mecanismos principais: advecção vertical de nutrientes e/ou clorofila a e advecção horizontal de gradientes meridionais de clorofila a. No presente trabalho, nós investigamos esta influência através da correlação entre a anomalia da altura da superfície do mar (AASM) e do logaritmo da concentração de clorofila a (CChl). Foram estimados também a amplitude e a relação de fase entre ambos conjuntos de dados. Para tal, os dois conjuntos de dados foram interpolados numa grade regular de 1° X 1° X 9.9156 dias e selecionados com base numa máscara de continentes que exclui a presença de regiões com menos de 1000 metros de profundidade, ilhas e mares zonalmente fechados para permitir o uso de filtros digitais. Os mapas globais de ambas variáveis foram reorganizados em diagramas zonais-temporais (ou de Hovmöller) para cada grau de latitude. A cada um destes diagramas foi aplicada uma série de filtros bidimensionais de resposta impulsiva finita (FIR-2D). Estes decompõem o sinal de cada variável em bandas espectrais associadas a ondas de Rossby de período aproximado de 24, 12 e 6 meses. A estimativa da velocidade de fase (cp) é baseada no método da transformada Radon; a do período (T) e do comprimento de onda (L) é baseada no ajuste de mínimos quadrados de uma função senoidal. Correlação, fase e amplitude foram obtidas ao longo da extensão zonal das três principais bacias oceânicas (Atlântico, Índico e Pacífico) para cada grau de latitude. As latitudes selecionadas para análise apresentam diferenças nas estimativas de cp24, cp12 e cp6 baseadas na AASM e CChl estatísticamente similares com um intervalo de confiança de 95%. Foram escolhidas latitudes entre os giros subpolar e subtropical e na região central do giro subtropical em ambos hemisférios. Os resultados indicam que nas regiões entre giros oceânicos o processo de advecção horizontal de gradientes meridionais de clorofila predomina em relação ao de advecção vertical de nutrientes e/ou clorofila. Nas regiões centrais dos giros subtropicais a advecção vertical é mais propensa a acontecer em detrimento da advecção horizontal. Os resultados aqui apresentados indicam que as ondas de Rossby do primeiro modo baroclínico tem influência sobre a biomassa fitoplanctônica. Esta influência se dá por advecção horizontal ou vertical, dependendo da região oceânica. / Rossby waves of first baroclinic mode in midlatitudes were observed in sea surface height anomaly data from the TOPEX/Jason-1 radar altimeter in the past decade. Nevertheless, similar signals are observed in clorophyll a concentration estimates based on the visible part of the spectrum collected by the SeaWiFS satellite sensor. Westward propagating anomalies with periods and wavelengths characteristic of first mode baroclinic Rossby waves are evident in satellite--borne chlorophyll a concentration data and suggest that these waves are partially responsible for the primary productivity variability in open ocean. The focus of this study is the physical-biological coupling caused by the passage of Rossby waves, evident in the regular patterns of increase and decrease of chlorophyll--rich algae. We took into account two main mechanisms: vertical advection of nutrients and/or chlorophyll a and horizontal advection of the background gradient of meridional chlorophyll concentration. In this work, these mechanisms were investigated through the correlation between sea surface height anomaly (AASM) and the logarithm of the chlorophyll a concentration (CChl). The amplitude and phase relation between data sets were estimated. To this end, both data sets were gridded to a 1° X 1° X 9.9156 days mesh. A continental maks that excludes areas less than 1000 meters deep, islands, and zonally enclosed seas was applied to allow the use of digital filters. The global maps of both variables were rearranged into zonal-temporal (or Hovmöller) diagrams for each degree of latitude. To each one of these diagrams a series of bidimensional finite impulsive response filters (FIR-2D) was applied. These decompose the signal of each variable in spectral bands associated with Rossby waves with periods of approximately 24, 12 and 6 months. Phase speeds (cp) were estimated based on the Radon transform method; periods (T) and wavelengths (L) were obtained by least squares fit of a sinusoidal function. Correlation, phase and amplitude were obtained along the zonal extension of the three basins (Atlantic, Indian and Pacific) at each degree of latitude. The analyzed latitudes present cp24, cp12 and cp6 estimates based on AASM and CChl that are within the 95% confidence interval of each other. Latitudes between the subtropical and subpolar gyres and in the central region of the subtropical gyre were chosen for further analysis in both hemispheres. Results indicate that the horizontal advection of background meridional gradient of chlorophyll concentration prevails in relation to vertical advection of nutrients and/or chlorophyll a in regions between oceanic gyres. In the central regions of the subtropical gyres the vertical advection prevails over the horizontal advection. The results presented in this study indicate that the first mode baroclinic Rossby waves have influence over the phytoplanktonic biomass. This influence operates through horizontal or vertical advection, depending on the oceanic region.

Neste trabalho a variabilidade climatica do oceano Austral e a ocorrencia da Onda Circumpolar Antartica (OCA) sao investigadas. Foram usados os dados de uma simulaçao do modelo numerico acoplado do Nacional Centre for Atmospheric Research/ Community System Model - NCAR CCSM de 150 anos, e um conjunto de dados climatologicos como base de comparaçao dos dados do modelo. estes foram obtidos da Re-analise do NCEP/NCAR (National Center for Envirommental Prediction) para o periodo de janeiro de 1948 a julho de 2002. Com o intuito de analisar o comportamento sazonal e anual foram analisadas as climatologias e utilizada a tecnica de analise harmonica das variaveis de temperatura da superficie do mar (TSM), pressao ao nivel do mar (PNM), componentes meridional (Vy) e zonal (Vx) do vento. Para analisar o comportamento interanual dessas variaveis sao utilizados diagramas Hovmoeller, espectros de potencia, alem de tecnicas estatisticas como Empirical Ortogonal Functions (EOF) e singular Value Decomposition (SVD). / In this study the climatic variability of the Southern ocean and the Antarctic Circumpolar Wave (ACW) are investigated. The National Center for Atmospheric Research/ Community System Model _ NCAR CCSM coupled model 150 years simulation data is compered with the climatology data from the Nacional Center for Envirommental Prediction - NCEP/NCAR Re-analysis, for a period from january/1948 until july/2002. Annual and seasonal climatology and harmonic analysis are used for the following variables: sea surface temperature (SST), sea level pressure (SLP), meridional and zonal wind. Hovmoeller diagrams, potencial spectra and statistics methods such as Empirical Ortogonal Functions (EOF) and Singular Value Decomposition (SVD) are used to analyze changes in interannual behavior of this variables.

Após a viagem inaugural de Vasco da Gama, os portugueses traçaram um projeto ambicioso de controle das rotas e dos entrepostos comerciais do oceano Índico, que previa a instalação de feitorias nas cidades africanas costeiras de Quiloa e Sofala. A importância dessa última residia na sua proximidade com os centros produtores de ouro do interior do continente, principalmente o reino do Monomotapa, identificado pelos contemporâneos como o mais rico e poderoso da região. Se no início de sua presença na costa índica os lusitanos aguardaram os mercadores africanos dentro da fortaleza, a partir da queda do volume nos negócios os comerciantes particulares e representantes da Coroa passaram a prospectar o sertão em busca das fontes de riqueza que escapavam da feitoria, desviadas pelas redes mercantis muçulmanas para a cidade de Angoche. Em duas fases distintas, o movimento português em direção ao sertão do continente africano se desenrolou ao longo de todo o século XVI e seus atores produziram grande volume de documentos sobre as diversas características das sociedades com que travaram contato. A partir do vasto conjunto documental, e partindo do pressuposto de que a aplicação de uma metodologia de leitura crítica das fontes nos permitiria acessar, ainda que não em sua totalidade, características das estruturas sociais, políticas e econômicas shona, o objetivo dessa pesquisa é investigar a história política do reino do Monomotapa ao longo do Quinhentos, tendo como ponto de partida a investigação dos interesses que levaram os mutapas a estabelecer relações amistosas com os lusitanos que penetraram em seu território. Ainda que o foco central não seja a presença dos portugueses em África, entendemos que a história do Monomotapa no século XVI somente pode ser compreendida a partir do contato, uma vez que o encontro dos projetos e interesses shona e português provocou o surgimento de novos contextos e arranjos significativos para as dinâmicas históricas dessa região. / After the inaugural trip of Vasco da Gama, the Portuguese have drawn an ambitious project for the control of routes and trading posts of the Indian Ocean, which included the installation of trading stations in the African coastal cities of Kilwa and Sofala. The importance of the latter lays in its proximity to the gold producers in the outback, especially in the Kingdom of the Monomotapa - identified by contemporaries as the richest and most powerful in the region. At the beginning of its presence on the coast, the Portuguese traders waited for African merchants inside the fortress. As the volume of business decreased, the private traders and agents of the Crown began to explore the wilderness due to the seeking of wealth sources that did not reach the feitoria of Sofala. By that time, Muslims had shifted commercial networks for the city of Angoche. In two different phases, the Portuguese movement towards the hinterland of the continent took place throughout the sixteenth century. This research relies on the vast amount of documents left behind by the Portuguese when they passed that encounter . It is based on the assumption that the use of a methodology of critical reading of the sources allows us to approach Shonas political, social and economic structures. Therefore, the purpose of this research is to investigate the political history of the kingdom of Monomotapa throughout the sixteenth century, starting with the research of the interests which led the Mutapas to establish friendly relations with the Lusitanians who invaded their territory. Even though the Portuguese presence in Africa is not our main focus, we understand that the history of Monomotapa in the sixteenth century can only be understood through the analysis of the contact of this people with the Portuguese. This is to say that the projects and interests of the Shona and the Portuguese led to the rise of new contexts and significant arrangements for the historical dynamics in this region.

During the last 21,000 years, the planet underwent major changes. The atmospheric CO2 concentration increased ∼50% (Monnin et al., 2001) and the mean global temperature increased 4.0±0.8°C until pre-industrial times (Annan and Hargreaves, 2013). As a consequence of this warming, the huge ice sheets that covered North America, Northern Europe and part of Eurasia melted and the polar and subpolar ocean surface received a large amount of freshwater from these retracting ice sheets. The input of freshwater alters pressure gradients on the sea surface and also the density of water masses. Since the ocean circulation is partially driven by density differences, the deglacial meltwater has the potential to affect the ocean circulation. In this PhD thesis, the impacts of meltwater input since the Last Glacial Maximum into the high latitudes, especially of the Atlantic Ocean, are studied using the results of a transient simulation of the last 22 thousand years with NCAR-CCSM3. The main results show that: (1) the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) slowed down during freshwater discharge events near dense water formation regions; (2) North Atlantic Deep Water (NADW) was absent in the beginning of the deglaciation, while its intermediate version -- Glacial North Atlantic Intermediate Water (GNAIW) -- was being formed; (3) GNAIW was a fresh and cold water mass, very similar to the Antarctic Intermediate Water (AAIW) in the thermohaline domain; (4) the deep and abyssal Atlantic basin was dominated by AABW in the first half of the simulation; (5) the transition from GNAIW to NADW occurred after the Heinrich Stadial 1; (6) when the NADW appeared, around 12 thousand years ago (ka), AABW retracted and was constrained to lie near the bottom; (7) the presence of a low-salinity layer in the Southern Ocean surface around ∼14,000 years ago prevented the release of heat from deep waters to the atmosphere, warming the AABW; (8) the Antarctic Coastal Current (ACoC) was reinforced by the meltwater discharge from the Antarctic ice sheet. Using the Indian Ocean as a comparison, it was observed that the North Atlantic affected the western tropical Indian through atmosphere, while climatic variations associated with the Southern Hemisphere were transmitted via ocean -- especially through intermediate waters. Although the initial conditions in the glacial and modern ocean are different, this study may be used to foresee the possible responses of the ocean to the accelerated melting of glaciers and ice sheets, which are associated with dramatic climate changes. / Durante os últimos 21.000 anos, o planeta sofreu grandes mudanças. A concentração de CO2 atmosférico aumentou cerca de ∼50% (Monnin et al., 2001) e a temperatura média global aumentou 4,0±0,8°C até a época pré industrial (Annan and Hargreaves, 2013). Como consequência deste aquecimento, os grandes mantos de gelo que cobriam a América do Norte, o norte da Europa e parte da Eurásia derreteram e o oceano polar e subpolar recebeu grandes quantidades de água doce destes mantos em retração. A entrada de água doce altera gradientes de pressão na superfície do mar e também a densidade de massas de água. Como a circulação oceânica é parcialmente forçada por diferenças de densidade, a água de degelo tem o potencial de afetar esta circulação. Nesta tese de Doutorado, os impactos da entrada de água de degelo no oceano desde o Último Máximo Glacial em altas latitudes, especialmente do Oceano Atlântico, são estudados usando os resultados de uma simulação transiente dos últimos 22 mil anos com o modelo NCAR-CCSM3. Os principais resultados mostram que: (1) a circulação de revolvimento meridional do Atlântico enfraqueceu durante eventos de descarga de água doce próxima a regiões de formação de água densa; (2) a Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) estava ausente no começo da deglaciação, enquanto sua versão intermediária -- Água Glacial Intermediária do Atlântico Norte (AGIAN) -- era formada; (3) AGIAN era uma massa d\'água doce e fria, semelhante à Água Intermediária Antártica (AIA) no domínio termohalino; (4) as camadas profundas e de fundo da bacia do Atlântico eram dominadas pela Água de Fundo Antártica (AFA) na primeira metade da simulação; (5) a transição de AGIAN para APAN ocorreu após o Heinrich Stadial 1; (6) quando a APAN apareceu, cerca de 12 mil anos atrás (ka), a AFA retraiu e ficou limitada às camadas de fundo; (7) a presença de uma camada de baixa salinidade na superfície do Oceano Austral há ∼14 mil anos impedia a liberação de calor das águas profundas para a atmosfera, aquecendo a AFA; (8) a Corrente Costeira Antártica foi intensificada pela descarga de água de degelo proveniente do manto de gelo Antártico. Usando o Oceano Índico como comparação, foi observado que o Atlântico Norte afetou o Índico oeste tropical através de processos atmosféricos, enquanto variações climáticas associadas ao Hemisfério Sul foram transmitidas via oceano -- especialmente através das camadas intermediárias. Embora as condições iniciais dos oceanos glacial e moderno sejam diferentes, este estudo pode ser usado para prever as possíveis respostas do oceano ao presente derretimento acelerado de geleiras e mantos de gelo associado a mudanças climáticas abruptas.

Um conjunto de 15 anos de dados de anomalia da altura da superfície do mar (h) dos altímetros TOPEX/Poseidon e Jason-1 interpolado por um método de médias ponderadas pelos coeficientes de autocorrelação é utilizado para verificar as variações espectrais de ondas de Rossby do primeiro modo baroclínico no Oceano Atlântico. O método de interpolação é inovador e foi desenvolvido especificamente para esta finalidade. Médias, tendência e climatologias mensais são calculadas para todo o globo. As tendências globais mostram regiões com tendência de aumento do nível do mar que podem superar a marca de 10mmano1 e algumas regiões com tendência de rebaixamento de mesma ordem de grandeza. Uma metodologia de análise com base em ondaletas bidimensionais foi desenvolvida inteiramente no curso deste trabalho e é aplicada de forma inédita aos dados altimétricos. Através do filtro de ondaletas bidimensional, diagramas zonais temporais de h são decompostos para obter-se a variação do ciclo sazonal e o sinal propagante associado a estas ondas em determinadas latitudes. A metodologia é inicialmente aplicada no Oceano Pacífico a 28,5±N para validar os resultados com a literatura disponível e em seguida ao Oceano Atlântico e detalhada nas latitudes 32,5±N e 17,5±S. As velocidades de fase calculadas para o Atlântico variam de 20kmdia1 em latitudes de 10± e 2kmdia1 em latitudes de 38±. A variação espectral de ondas de Rossby é analisada em três localidades: 28,5±N 134,3±E, 32,5±N 73,5±W e 17,5±S 35,2±E. Em todos os casos é observada variação espectral no tempo, nas bandas anual, semestral e trimestral tanto de intensidade quanto de persistência. Além disso, através da análise da distribuição zonal-temporal da potência espectral em várias bandas, nota-se variabilidade espacial no espectro das ondas de Rossby. / Fifteen years of sea surface height anomaly (SSHA) from merged TOPEX/Poseidon and Jason-1 datasets gridded using an autocorrelation-based interpolation method are used to test the spectral variability of first mode baroclinic Rossby waves in the Atlantic Ocean. The gridding method is innovative and was specifically developed for this purpose. Mean SSHA, trends and monthly climatologies were determined globally. The global SSHA trends show regions of rising sea level of more than 10mmyr1 and some regions of sinking the same order of magnitude. A two-dimentional wavelet analisys-based methodology was entirely developed for the purpose of this study and is unprecedently applied to the altimetry data. SSHA longitude-time diagrams are filtered through the twodimentional wavelet filter and decomposed to obtain at certain latitudes the variation of the seasonal cycle and of the propagating signal linked to these waves. The methodology is first applied to the Pacific Ocean at 28,5±N to validate the results with the available literature and then applied to the Atlantic Ocean with detail at the latitudes 32,5±N and 17,5±S. The calculated phase velocities for the Atlantic range from 20kmday1 at 10± latitude to 2kmday1 at 38± latitude. The spectral variability of Rossby waves is analysed at three locations: 28,5±N 134,3±E, 32,5±N 73,5±W and 17,5±S 35,2±E. In all cases spectral change is observed in time, at the annual, semi-annual and quarterly spectral bands both in intensity and in persistence. Furthermore, through the longitude-time spectral power distribution analysis in various spectral bands, there is spatial variability in the Rossby wave spectrum.

Ondas de Rossby do primeiro modo baroclínico em médias latitudes foram observadas em dados de anomalia da altura da superfície do mar dos radares altimétrico TOPEX/Jason-1 na última década. Entretanto, sinais similares são observados em dados de concentração de clorofila a obtidos através de dados na faixa espectral visível através do sensor SeaWiFs. Anomalias na concentração de clorofila que se propagam para oeste com períodos e comprimentos de onda característicos de ondas de Rossby, indicam que estas ondas induzem parte da variabilidade da produtividade primária em oceano aberto. O foco deste trabalho é o mecanismo de acoplamento físico-biológico causado pela passagem de ondas de Rossby e evidenciado pelos padrões regulares de aumento e diminuição de algas clorofiladas. Levamos em conta dois mecanismos principais: advecção vertical de nutrientes e/ou clorofila a e advecção horizontal de gradientes meridionais de clorofila a. No presente trabalho, nós investigamos esta influência através da correlação entre a anomalia da altura da superfície do mar (AASM) e do logaritmo da concentração de clorofila a (CChl). Foram estimados também a amplitude e a relação de fase entre ambos conjuntos de dados. Para tal, os dois conjuntos de dados foram interpolados numa grade regular de 1° X 1° X 9.9156 dias e selecionados com base numa máscara de continentes que exclui a presença de regiões com menos de 1000 metros de profundidade, ilhas e mares zonalmente fechados para permitir o uso de filtros digitais. Os mapas globais de ambas variáveis foram reorganizados em diagramas zonais-temporais (ou de Hovmöller) para cada grau de latitude. A cada um destes diagramas foi aplicada uma série de filtros bidimensionais de resposta impulsiva finita (FIR-2D). Estes decompõem o sinal de cada variável em bandas espectrais associadas a ondas de Rossby de período aproximado de 24, 12 e 6 meses. A estimativa da velocidade de fase (cp) é baseada no método da transformada Radon; a do período (T) e do comprimento de onda (L) é baseada no ajuste de mínimos quadrados de uma função senoidal. Correlação, fase e amplitude foram obtidas ao longo da extensão zonal das três principais bacias oceânicas (Atlântico, Índico e Pacífico) para cada grau de latitude. As latitudes selecionadas para análise apresentam diferenças nas estimativas de cp24, cp12 e cp6 baseadas na AASM e CChl estatísticamente similares com um intervalo de confiança de 95%. Foram escolhidas latitudes entre os giros subpolar e subtropical e na região central do giro subtropical em ambos hemisférios. Os resultados indicam que nas regiões entre giros oceânicos o processo de advecção horizontal de gradientes meridionais de clorofila predomina em relação ao de advecção vertical de nutrientes e/ou clorofila. Nas regiões centrais dos giros subtropicais a advecção vertical é mais propensa a acontecer em detrimento da advecção horizontal. Os resultados aqui apresentados indicam que as ondas de Rossby do primeiro modo baroclínico tem influência sobre a biomassa fitoplanctônica. Esta influência se dá por advecção horizontal ou vertical, dependendo da região oceânica. / Rossby waves of first baroclinic mode in midlatitudes were observed in sea surface height anomaly data from the TOPEX/Jason-1 radar altimeter in the past decade. Nevertheless, similar signals are observed in clorophyll a concentration estimates based on the visible part of the spectrum collected by the SeaWiFS satellite sensor. Westward propagating anomalies with periods and wavelengths characteristic of first mode baroclinic Rossby waves are evident in satellite--borne chlorophyll a concentration data and suggest that these waves are partially responsible for the primary productivity variability in open ocean. The focus of this study is the physical-biological coupling caused by the passage of Rossby waves, evident in the regular patterns of increase and decrease of chlorophyll--rich algae. We took into account two main mechanisms: vertical advection of nutrients and/or chlorophyll a and horizontal advection of the background gradient of meridional chlorophyll concentration. In this work, these mechanisms were investigated through the correlation between sea surface height anomaly (AASM) and the logarithm of the chlorophyll a concentration (CChl). The amplitude and phase relation between data sets were estimated. To this end, both data sets were gridded to a 1° X 1° X 9.9156 days mesh. A continental maks that excludes areas less than 1000 meters deep, islands, and zonally enclosed seas was applied to allow the use of digital filters. The global maps of both variables were rearranged into zonal-temporal (or Hovmöller) diagrams for each degree of latitude. To each one of these diagrams a series of bidimensional finite impulsive response filters (FIR-2D) was applied. These decompose the signal of each variable in spectral bands associated with Rossby waves with periods of approximately 24, 12 and 6 months. Phase speeds (cp) were estimated based on the Radon transform method; periods (T) and wavelengths (L) were obtained by least squares fit of a sinusoidal function. Correlation, phase and amplitude were obtained along the zonal extension of the three basins (Atlantic, Indian and Pacific) at each degree of latitude. The analyzed latitudes present cp24, cp12 and cp6 estimates based on AASM and CChl that are within the 95% confidence interval of each other. Latitudes between the subtropical and subpolar gyres and in the central region of the subtropical gyre were chosen for further analysis in both hemispheres. Results indicate that the horizontal advection of background meridional gradient of chlorophyll concentration prevails in relation to vertical advection of nutrients and/or chlorophyll a in regions between oceanic gyres. In the central regions of the subtropical gyres the vertical advection prevails over the horizontal advection. The results presented in this study indicate that the first mode baroclinic Rossby waves have influence over the phytoplanktonic biomass. This influence operates through horizontal or vertical advection, depending on the oceanic region.

Neste trabalho a variabilidade climatica do oceano Austral e a ocorrencia da Onda Circumpolar Antartica (OCA) sao investigadas. Foram usados os dados de uma simulaçao do modelo numerico acoplado do Nacional Centre for Atmospheric Research/ Community System Model - NCAR CCSM de 150 anos, e um conjunto de dados climatologicos como base de comparaçao dos dados do modelo. estes foram obtidos da Re-analise do NCEP/NCAR (National Center for Envirommental Prediction) para o periodo de janeiro de 1948 a julho de 2002. Com o intuito de analisar o comportamento sazonal e anual foram analisadas as climatologias e utilizada a tecnica de analise harmonica das variaveis de temperatura da superficie do mar (TSM), pressao ao nivel do mar (PNM), componentes meridional (Vy) e zonal (Vx) do vento. Para analisar o comportamento interanual dessas variaveis sao utilizados diagramas Hovmoeller, espectros de potencia, alem de tecnicas estatisticas como Empirical Ortogonal Functions (EOF) e singular Value Decomposition (SVD). / In this study the climatic variability of the Southern ocean and the Antarctic Circumpolar Wave (ACW) are investigated. The National Center for Atmospheric Research/ Community System Model _ NCAR CCSM coupled model 150 years simulation data is compered with the climatology data from the Nacional Center for Envirommental Prediction - NCEP/NCAR Re-analysis, for a period from january/1948 until july/2002. Annual and seasonal climatology and harmonic analysis are used for the following variables: sea surface temperature (SST), sea level pressure (SLP), meridional and zonal wind. Hovmoeller diagrams, potencial spectra and statistics methods such as Empirical Ortogonal Functions (EOF) and Singular Value Decomposition (SVD) are used to analyze changes in interannual behavior of this variables.