Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-08-28T16:57:40Z No. of bitstreams: 1 MAISSA LUDYMILLA CARVALHO PONTES – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2018.pdf: 4820642 bytes, checksum: e320b4696bcf114846cc43a6004d16a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-28T16:57:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MAISSA LUDYMILLA CARVALHO PONTES – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2018.pdf: 4820642 bytes, checksum: e320b4696bcf114846cc43a6004d16a1 (MD5) Previous issue date: 2017-06-05 / Capes / A qualidade da estação chuvosa no Nordeste pode ser relacionada com a variabilidade que surge em decorrência do fenômeno El Niño-Oscilação Sul (ENOS) que influencia a estação chuvosa tanto pela alteração na célula de Walker quanto, por padrões de teleconexões, sendo este último responsáveis por causar variabilidades na Temperatura da superfície do Mar (TSM) no Atlântico Norte, através de padrões de trem de onda, que pode influenciar no deslocamento e tempo da permanecia da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) nestas latitudes. O deslocamento mais para norte da ZCIT pode ocasionar a formação de uma célula termalmente direta com seu ramo de subsidência ao sul do equador. A precipitação na estação chuvosa no Nordeste ainda pode ser influenciada pela variabilidade da TSM, pressão ao nível do mar (PNM) e vento sobre a bacia do Atlântico, influenciando também o posicionamento da ZCIT, tanto por influenciar o gradiente inter-hemisférico de TSM quanto pelo posicionamento da convergência dos alísios. Neste trabalhou buscou-se melhorar a compreensão da forma como estes mecanismos se combinam, e se há predominância entre eles. Numa etapa inicial foram analisados compostos de um conjunto de variáveis para situações de El Niño, La Niña e neutralidade no Pacífico, com o intuito de investigar os principais mecanismos controlador da variabilidade do Atlântico nesses diferentes casos. Mostrando assim, que nas fases positiva e negativa do ENOS a grande variabilidade nos extratrópicos se sobressai sobre as pequenas variações na região tropical e que as anomalias de fluxo de calor são influenciadas pelo o mecanismo de retroalimentação positiva, para condições de neutralidade a variabilidade nos trópicos parece ser mais notada e a variação do fluxo de calor ocorre pela variação da temperatura na interface oceano-atmosfera. Tais resultados foram seguidos por analises de alguns estudos de casos, para isto, foram analisados anos específicos com relação às anomalias nas células de Hadley, Walker, fluxos de calor, TSM, pressão ao nível (PNM), vento e precipitação mostrando que os efeitos das teleconexões do ENOS são influenciados de maneiras diferentes dependendo da intensidade do fenômeno. Para os anos estudados um dos principais mecanismos de variabilidade para a TSM na região tropical foi o mecanismo de retroalimentação positiva. Todavia, para o ano em que o gradiente inter-hemisférico foi bem defino, a variação da temperatura na interface oceano-atmosfera foi o principal forçante para as anomalias de fluxo de calor. Mostrando que o mecanismo de variabilidade mudará de ano para ano a depender das anomalias da TSM. As bacias do Atlântico Tropical Norte e Sul tendem a responderem a variabilidade com mecanismos diferentes de um ano para outro. / The quality of the rainy season in the Northeast can be related to the variability that arises in from of the phenomenon El Niño-Southern Oscillation (ENSO). That influences the rainy season by both the change in Walker's cell and by teleconnection patterns. The latter are responsible for causing variability in the sea surface temperature (SST) in the North Atlantic, by means of wave train patterns, which may influence the displacement and time of permanence of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) in these latitudes. This further northward shift of the ITCZ may lead to the formation of a thermally direct cell with its branch of subsidence south of the equator. Precipitation in the rainy season in the Northeast can still be influenced by the variability of SST, sea level pressure (PNM) and wind over the Atlantic basin. This variability also affects the positioning of the ZCIT, both because it influences the inter - hemispheric SST gradient and the positioning of the trade-offs. In this work was sought to improve the understanding of how these mechanisms combine, and whether there is predominance between them. In an initial stage we analyzed compounds of a set of variables for situations of El Niño, La Niña and neutral Pacific. The aim was to investigate the main mechanisms controlling the Atlantic variability in these different cases. It is possible to observe that in the positive and negative phases of the ENSO the great variability in the extratropics stands out for the small variations in the tropical region and that the anomalies of the heat flow were influenced by the positive feedback mechanism. For the neutral Pacific the variability in the tropics seemed to be more noticeable and the variation of the heat flow occurred by the temperature variation at the ocean-atmosphere interface. Some case studies were then made. That is, we analyzed specific years with respect to the anomalies in the cells of Hadley, Walker, heat flows, SST, geopotential, wind and precipitation. Thus, the effects of ENSO teleconnections are influenced in different ways depending on the intensity of the phenomenon. For the years studied, one of the main mechanisms of variability for SST in the tropical region was the positive feedback mechanism. However, for the year in which the inter-hemispher ic gradient was well defined, the temperature variation at the ocean-atmosphere interface was the main force for the heat flow anomalies. Showing that the variability mechanism will change from year to year depending on the SST anomalies. The results show that the North Atlantic and Southern Tropical Atlantic basins tend to respond to variability with different mechanisms from year to year.

O trabalho aqui apresentado utiliza dados da fugacidade de CO2 (fCO2) coletados por onze cruzeiros oceanográficos no Oceano Atlântico Sudoeste (OAS) que fazem parte do banco de dados do SOCAT para analisar a variabilidade espacial da fCO2 e as principais variáveis relacionadas a suas variações. Foram utilizados dados do satélite AQUA para se estudar a fCO2 sobre os campos médios mensais de temperatura da superfície do mar (TSM) e concentração de clorofila. Também foram utilizados dados de reanálise para descrever os campos de vento e pressão atmosférica em superfície durante o período de cada cruzeiro. Através dos dados de vento em superfície foram calculados os campos de bombeamento de Ekman. Os resultados demonstram que a principal variável responsável pelas variações da fCO2 foi a TSM (em geral com coeficiente de correlação r>0,8) e que as distintas massas d'água na região apresentam diferentes fCO2, sendo que as massas d'água mais quentes apresentam valores mais elevados que as mais frias. As águas da Pluma do Rio da Prata apresentam uma fCO2 que chega a ser ate 1,5 vezes maior que as outras massas d'água. Descreve-se, pela primeira vez no OAS, a importância de se considerarem os padrões de vento em superfície (através do bombeamento de Ekman) e não somente os valores de TSM e concentração de clorofila para uma melhor análise da fCO2 em relação às massas d'água no OAS. / The work presented here uses CO2 fugacity data (fCO2) collected by eleven oceanographic cruises in the Southwestern Atlantic Ocean (SAO) that are part of the SOCAT database to analyze the spatial variability of the fCO2 and the main variables related to its variations. AQUA satellite data were used to study the fCO2 over the monthly averaged sea surface temperature (SST) and chlorophyll concentration fields. Reanalysis data were also used to describe the wind and surface atmospheric pressure fields during the period of each cruise. Through the surface wind data, the Ekman pumping fields were calculated. The results show that the main variable responsible for fCO2 variations was SST (in general with a correlation coefficient r> 0.8) and that the different water masses in the region present different fCO2, with the warmer water masses presenting higher values than the cold ones. The waters of the La Plata Plume present a fCO2 that is up to 1.5 times higher than the other water masses. It is described for the first time in OAS the importance of considering the surface wind patterns (through Ekman pumping) and not only the values of SST and chlorophyll concentration for a better analysis of fCO2 in relation to the water masses in the OAS.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sardinella brasiliensis is a marine pelagic fish that belongs to a single fish stock confined at the Brazilian coast, occurs from Rio de Janeiro (22 ° S) to Santa Catarina (29 ° S) states in southern Brazil. Environmental variables influence on the biology of fishes in different ways. Here we investigate the influence of marine environmental variability on the Catch per Unit of Effort (CPUE) of S. brasiliensis in southern Brazil for 10 years. We tested the correlation of the peaks of oscillation of CPUE with variables such as the sea surface temperature (SST), chlorophyll concentration and the Southern Oscillation Index (SOI). CPUE data were obtained from Fisheries Statistics Bulletins, from the University of Vale do Itajai (UNIVALI). The SST data come from the NOAA Pathfinder project, the chlorophyll concentration (CC) from the NASA Giovanni database and the SOI from the Australian Bureau of Meteorology database. We divided the study area into four areas, confined at the southern coast of Brazil down to the 100 m isobath. We calculated the anomalies of sea surface temperature (SSTA). All time series were treated using linear interpolation for missing points, a 3-point moving average filter, then submitted to cross-correlation analysis and wavelet transform. We found that CPUE and SST are inversely correlated while CPUE and CC are directly correlated. There is an annual cycle of CC and biannual for SSTA. The wavelet transform CPUE shows a strong signal in the period of 16 months, all along the time series. In the years 2001 to 2002 and from 2003 to 2006, the period of 21 months is also important and strong. Knowing that the sardine adult stock follows the dynamics of the Brazil Coastal Current, we suggest greater stability of the current in terms of more positive SSTAs and CCs favoring higher spawns more successful and improve conditions for recruitment of S. brasiliensis adult stock to a year later. / A Sardinella brasiliensis, peixe pelágico marinho que tem um único estoque pesqueiro confinado na costa brasileira, ocorre desde o Rio de Janeiro (22° S) até Santa Catarina (29° S). As variáveis ambientais influenciam a biologia dos peixes de diferentes formas. Aqui investigamos a influência de variabilidade ambiental marinha na Captura por Unidade de Esforço (CPUE) da S. brasiliensis no Sul do Brasil durante 10 anos. A CPUE é relacionada com os picos de oscilação da captura da espécie com variáveis como a temperatura da superfície do mar (TSM), concentração de clorofila (CC) e o Índice de Oscilação Sul (SOI). Os dados de CPUE foram obtidos a partir dos Boletins Estatísticos Pesqueiros da Universidade do Vale do Itajaí (UNIVALI). Os dados de TSM provém do projeto NOAA Pathfinder, a CC a partir do banco de dados Giovanni da NASA e o SOI a partir do banco de dados do Bureau of Meteorology australiano. Dividimos o local de estudo em quatro áreas, confinadas na costa sul do Brasil até a isóbata de 100 m. Calculamos as anomalias de temperatura da superfície do mar (ATSM). Todas as séries de tempo foram tratadas utilizando interpolação linear para dados faltantes, filtradas por um filtro de média móvel de três pontos e submetidas à análises de correlação cruzada e transformada de ondeleta. Observamos que CPUE e ATSM são correlacionados inversamente enquanto que CPUE e CC são correlacionados diretamente. Há um ciclo anual para CC e bianual para ATSM. A transformada de ondeleta de CPUE mostra fortes sinais no período de 16 meses, ao longo de toda a série de tempo. Nos anos de 2001 a 2002 e entre 2003 e 2006 o período de 21 meses é igualmente importante e forte. Sabendo que o estoque adulto da sardinha acompanha a dinâmica da Corrente Costeira do Brasil, sugerimos que uma maior estabilidade dessa corrente em termos de ATSMs mais positivas e CCs mais altas favorecem desovas mais bem sucedidas e condições mais propícias para o recrutamento da S. brasiliensis ao estoque adulto um ano mais tarde.

O trabalho aqui apresentado utiliza dados da fugacidade de CO2 (fCO2) coletados por onze cruzeiros oceanográficos no Oceano Atlântico Sudoeste (OAS) que fazem parte do banco de dados do SOCAT para analisar a variabilidade espacial da fCO2 e as principais variáveis relacionadas a suas variações. Foram utilizados dados do satélite AQUA para se estudar a fCO2 sobre os campos médios mensais de temperatura da superfície do mar (TSM) e concentração de clorofila. Também foram utilizados dados de reanálise para descrever os campos de vento e pressão atmosférica em superfície durante o período de cada cruzeiro. Através dos dados de vento em superfície foram calculados os campos de bombeamento de Ekman. Os resultados demonstram que a principal variável responsável pelas variações da fCO2 foi a TSM (em geral com coeficiente de correlação r>0,8) e que as distintas massas d'água na região apresentam diferentes fCO2, sendo que as massas d'água mais quentes apresentam valores mais elevados que as mais frias. As águas da Pluma do Rio da Prata apresentam uma fCO2 que chega a ser ate 1,5 vezes maior que as outras massas d'água. Descreve-se, pela primeira vez no OAS, a importância de se considerarem os padrões de vento em superfície (através do bombeamento de Ekman) e não somente os valores de TSM e concentração de clorofila para uma melhor análise da fCO2 em relação às massas d'água no OAS. / The work presented here uses CO2 fugacity data (fCO2) collected by eleven oceanographic cruises in the Southwestern Atlantic Ocean (SAO) that are part of the SOCAT database to analyze the spatial variability of the fCO2 and the main variables related to its variations. AQUA satellite data were used to study the fCO2 over the monthly averaged sea surface temperature (SST) and chlorophyll concentration fields. Reanalysis data were also used to describe the wind and surface atmospheric pressure fields during the period of each cruise. Through the surface wind data, the Ekman pumping fields were calculated. The results show that the main variable responsible for fCO2 variations was SST (in general with a correlation coefficient r> 0.8) and that the different water masses in the region present different fCO2, with the warmer water masses presenting higher values than the cold ones. The waters of the La Plata Plume present a fCO2 that is up to 1.5 times higher than the other water masses. It is described for the first time in OAS the importance of considering the surface wind patterns (through Ekman pumping) and not only the values of SST and chlorophyll concentration for a better analysis of fCO2 in relation to the water masses in the OAS.

Vários estudos fornecem evidências de que os oceanos Atlântico e Pacífico desempenham papel significativo nas flutuações climáticas que ocorrem no Brasil. O objetivo desta pesquisa é avaliar a relação entre a temperatura da superfície do mar, TSM, dos oceanos Pacífico e Atlântico e a vazão de rios localizados no oeste do estado de São Paulo. Foram analisados 30 anos de dados, de 1979 a 2008. Os dados de vazão foram obtidos da Agência Nacional de Águas, os dados da temperatura da superfície do mar e radiação de onda longa emergente, do CDC/NOAA, e as variáveis climáticas (temperatura mínima, média e máxima, precipitação e umidade relativa) foram obtidos do INMET e referem-se aos dados observados na estação meteorológica da cidade de Presidente Prudente. Os resultados foram obtidos pela estimativa da correlação linear entre as séries mensais de vazão e dos dados climáticos com a temperatura da superfície do mar nos oceanos, com e sem defasagem temporal. Áreas com correlação alta e significativa foram encontradas no oceano Pacífico e Atlântico. Os padrões oceânicos obtidos para os quatro postos de vazão se assemelham entre si, sugerindo que a variabilidade climática dos postos é parecida. O padrão de ferradura no Oceano Pacífico Tropical está presente em todos os casos avaliados, assim como áreas meridionalmente adjacentes com sinais trocados no setor norte do Atlântico Norte. No Oceano Atlântico, as principais áreas de correlações linear foram encontradas no hemisfério sul, indicando valores positivos. As correlações entre a TSM e as variáveis climáticas (temperaturas, umidade relativa, precipitação e ROLE) também apresentaram correlações significativas no Pacífico Tropical, indicando o padrão de ferradura. O modelo estocástico construído para simulação da vazão trimestral, em Presidente Prudente, com base em regressão linear múltipla forneceu um ajuste com explicação da variância igual a 49%. O modelo construído considerando-se as variáveis oceânicas e continentais fornece uma explicação da variância igual a 69%. Tal resultado sugere que seja possível considerar apenas variáveis oceânicas na elaboração de um modelo prognóstico para a vazão trimestral. Os períodos com anomalias positivas de vazão estiveram associados a maior convergência (divergência) do ar em baixos (altos) níveis, à intensificação do movimento vertical ascendente e movimento vertical ascendente intensificado. / Several studies provide evidence that the Atlantic and Pacific oceans play a significant role inclimate fluctuations that occur in Brazil. The objective of this research is to evaluate the relationship between sea surface temperature, SST, on Pacific and Atlantic oceans, and the observed river outflow in the western state of Sao Paulo. We analyzed 30 years of data, from 1979 to 2008. The river outflow data were obtained from the National Water Agency, the data of sea surface temperature and emergent longwave radiation, from the CDC / NOAA, and climatic variables (minimum, mean and maximum temperature, precipitation and relative humidity) were obtained from INMET. The latter refers to observed data in the meteorological station of the city of Presidente Prudente. The results were obtained by estimating the linear correlation between monthly series of river outflow data, climate data and sea surface temperature in the oceans, with and without lag. Areas with high and significant correlations were found in the Pacific and Atlantic oceans. The ocean patterns obtained for the four river outflow stations resemble each other, suggesting that the variability of the climate stations is similar. The pattern of \"horseshoe\" in the Tropical Pacific Ocean is present in all cases investigated, as well as areas meridionally adjacent and presenting opposite signs at the northern of North Atlantic. In the Atlantic Ocean, the main areas of linear correlations were found at the southern hemisphere, indicating positive values. The correlations between SST and climatic variables (precipitation and ROLE) also presented significant correlations values on Tropical Pacific, depicting the horseshoe pattern. The stochastic model built to simulate the quarterly river outflow, in Presidente Prudente, based on multiple linear regression, provided a fit that explained 49% of river outflow variance. The built model considering oceanic and continental variables provides an explanation of 69%. This result suggests that it is possible to consider only oceanic variables in the development of prognostic models for quarterly river outflow atthe region.The periods with positive river outflow anomalies were associated with greater air convergence (divergence) at low (high) levels and intensified upward movement.

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-06-21T21:50:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Graciela_Redies_Fischer.pdf: 562537 bytes, checksum: e10a16427d8b4f6352c366ea11522b0c (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-06-21T22:45:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Graciela_Redies_Fischer.pdf: 562537 bytes, checksum: e10a16427d8b4f6352c366ea11522b0c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-21T22:45:21Z (GMT). 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Partindo da hipótese de que as escalas dos modelos de previsão de longo prazo, atualmente existentes, não contemplam as diversidades climáticas regionais do Estado do Rio Grande do Sul e que estudos regionalizados podem melhorar as informações demandadas pela sociedade, este trabalho teve como objetivo principal determinar as relações preditivas entre o Número de Dias de Chuva (NDC) de algumas estações meteorológicas do Rio Grande do Sul e as Temperaturas da Superfície do Mar (TSM). Nesta pesquisa foram usados dois conjuntos de dados: o primeiro formado por dados mensais de Número de Dias de Chuva de 17 estações meteorológicas do Estado, para o período de 1982 a 2005; o segundo, composto por dados de Temperatura da Superfície do Mar, para o período de 1982 a 2005. A série foi dividida em dois períodos: o dependente, compreendendo o intervalo de 1982 a 2002, para determinação das equações preditivas, bem como os coeficientes de regressão, e o período independente, cujo intervalo foi de 2003 a 2005, para validação do modelo. Os dados de TSM foram utilizados para, através das equações de regressão, estabelecer as relações entre as variáveis. Depois de estabelecidas as equações, foram calculados os valores previstos de NDC, e então comparados com valores observados, a fim de se verificar a eficiência do modelo. Para todas as regiões e para os meses analisados, obtiveram-se bons resultados na previsão de NDC. A série de dados prevista e a observada seguem um mesmo padrão de distribuição desta variável, embora existam alguns valores previstos que apresentam diferenças dos observados, essas não são significativas. No período independente, a série prevista mostra as maiores diferenças em relação aos valores observados. A região em que o modelo apresenta melhor destreza é a região ecoclimática da Campanha (R9) e o mês de melhor previsão é julho. / A pluvial precipitation measured in meteorologic stations, is not always a good parameter to evaluate the hydric availability in a determined period. The total pluvial precipitation corresponds the whole period considered, not taking into account if they were distributed well or badly. With the Number of Rainfall Days, there is an idea of the intensity of the pluvial precipitation, as analysing the same total of rain in intervals of distinct time, obtaining the intensity as well as the quantitative variability of the same. To know and be able to predict grandeur meteorologics has been the purpose of researchers in the whole world. The forecast must contemplate the temporal scale as much as the spatial. Starting from the theory that the scales of model prediction at long term, now existing, does not contemplate the diverse climatical regions State of Rio Grande do Sul and the regional studies can improve the information demanded by society, this study had as main objective to determine the predicted relations between the Number of Rainfall Days (NRD) of some meteorologic stations of Rio Grande do Sul and the Sea Surface Temperature (SST). In this research, were used two sets of data; the first formed by monthly datas of Number of Rainfall Days in 17 meteorologic stations in the State, from the period of 1982 to 2005. The second, composed of datas of the Sea Surface Temperature, from period 1982 to 2005. The series were divided into two periods, the dependent, comprehending the gap from 1982 to 2002, for determination of predicted equations as well as the factor of regression, and the independent period, which gap was from 2003 to 2005, for validation of the model. The datas of SST were used to, through the equations of regression, establish the relations between the variables. After establishing the equations, the values predicted of NRD were calculated, and them compared with the values observed, in order to verify the efficiency of the model. For all the regions analysed, were obtained good results in the prediction of Number of Rainfall Days for all the months analysed. The series of observed data, proceeds the same standard of distribution of this variable, although there are some foreseen values that present differences in observed values, but are not significant. In the independent period, the foreseen series show the biggest differences in relation to the observed values. The region in which the model presents the best dexterity is the echoclimatic region of Campanha (R9) and the month of best prediction is July.

Esta pesquisa tem como objetivo avaliar a relação existente entre o comportamento anual dos oceanos e o da vazão na Bacia do Rio São Francisco, Brasil, para o período de 1968 a 2004. Foram construídos modelos de regressão linear múltipla para simular o valor da vazão anual em Ponte da Taquara, Alto São Francisco, com base em índices climáticos e no valor médio da Temperatura da Superfície do Mar (TSM) em áreas específicas dos oceanos Pacífico e Atlântico. Os índices climáticos considerados foram a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP), Indice de Oscilação Sul (IOS) e anomalias de TSM nas regiões de Niño. Os padrões oceânicos de correlação linear entre a TSM do Pacífico e a vazão dos postos do Alto São Francisco e o Médio São Francisco, indicam valores positivos em toda a costa oeste da América do Norte e do Sul e região equatorial e fortes sinais negativos na costa leste da Ásia e Austrália. Este padrão é bastante semelhante ao padrão espacial do primeiro modo obtido pela aplicação de análise multivariada à TSM no Oceano Pacífico, que é associado à Oscilação Multidecadal do Pacífico. A consideração de defasagem mensal no cálculo do coeficiente de correlação linear entre os valores de vazão e TSM indicam que a TSM dos meses mais próximos ao da vazão têm maior potencial para serem considerados como seus preditores. Observa-se a diminuição da correlação linear entre TSM do Pacífico e a vazão dos postos do Médio e Baixo São Francisco em relação aos postos do Alto São Francisco. O que sugere que o Oceano Pacífico apresenta maior influência na variabilidade da vazão nos postos localizados mais ao sul da Bacia do São Francisco. Por outro lado, observa-se o aumento dos valores do coeficiente de correlação linear no Atlântico Sul principalmente para a vazão dos postos do Médio e Sub-Médio, indicando possivelmente a maior influência do Oceano Atlântico na vazão de postos localizados mais a nordeste da bacia hidrográfica considerada. O padrão oceânico indicado pelos valores de correlação linear entre a TSM e os postos do Sub- Médio São Francisco indica a presença de um dipolo meridional, com anomalias negativas e positivas na bacia do Atlântico Sul tropical e subtropical. O IOS e ODP apresentam maior valor de correlação para a vazão observada no Alto e Médio São Francisco. As regiões selecionadas nos oceanos Pacífico, Atlântico e Índico e os índices Niño1+2, Niño 3 e Niño 4 para a construção do modelo linear para a simulação da vazão anual suavizada explicam 96% da variância total da vazão. No caso da vazão sem suavização as variáveis selecionadas pelo modelo elaborado explicam 52% da variância total. O padrão atmosférico anômalo associado aos dois primeiros subperíodos da vazão em Ponte da Taquara, de 1968 a 1978 e de 1979 a 1988, caracterizados em média por anomalias negativas e positivas, respectivamente, apresenta condições atmosféricas específicas às anomalias observadas da vazão. Em geral, anomalias negativas (positivas) de vazão em Ponte da Taquara são acompanhadas por ODP negativa, com anomalias negativas (positivas) de TSM no Pacífico Equatorial. / This research concerned to propose a valuation about the relationship between annual oceanic behavior and river outflow at São Francisco Hydrographic Basin, in Brazil, for the period from 1968 to 2004. Linear model based on multiple regression were built for annual river outflow at Ponte da Taquara, located at High São Francisco sub-basin. Climatic indexes and Sea Surface Temperature (SST) averages for selected areas over Pacific and Atlantic oceans were taken as independent variables in the modeling. Pacific Decadal Oscillation (PDO), Southern Oscillation Index (SOI) and SST anomalies at the Niño regions were also considered as independent variables in the modeling. The specific oceanic areas were selected through linear correlation calculation between river outflow at High São Francisco and SST. Oceanic patter represented by linear correlation between Pacific SST and river outflow at High São Francisco and Medium São Francisco shows positive values throughout the west coast of North and South America and the equatorial areas and, high negative values at oceanic areas to the east of Asia and Australia. This patter is quite similar to that obtained as the first mode of multivariate analysis applied over Pacific basin, and is related to the PDO. The consideration of temporal lag between SST river outflow monthly values showed that the smaller interval provide the best linear correlation. Linear correlation patter over Pacific is more significant for river outflow observed at the southern area of São Francisco Basin in relation to those located at northern areas. This aspect suggests that Pacific Ocean plays a more significant role to determination of river outflow observed at the south of the hydrographic basin. On the other hand, linear correlation values are greater at South Atlantic when river outflow for Sub-Medium São Francisco is considered. This result suggests that South Atlantic Ocean can play a greater role for the determination for climatic variability for river outflow observed at northern areas of São Francisco Basin. The oceanic correlation pattern for South Atlantic Ocean also shows a dipole mode, between tropical and subtropical latitudes, for fluvial stations located at the northern areas of the hydrographic basin. SOI and PDO present greater correlation values for river outflow observed at High and Medium São Francisco Basin. Ocean Pacific, Atlantic and Indian and the indexes Niño1+2, Niño 3 e Niño 4 variables, selected for the linear model elaboration to river outflow simulation, explain 96% of the total variance. In the case of not smoothed data, the variance explained by the linear model is equal to 52%. The atmospheric averaged patterns for the considered two first subperiods, from 1968 to 1978 and from 1979 to 1988, that are characterized by negative and positive river outflow anomalies at High São Francisco, present atmospheric conditions closely related to the observed river outflow anomalies. In general, river outflow negative (positive) anomalies at High São Francisco are related to negative PDO and SST negative anomalies (positive) at equatorial Pacific.

O objetivo deste estudo foi analisar a variabilidade climática espectral da temperatura da superfície do mar, TSM, global associada a oscilações de 1-12 meses, 1-2 anos, 2-4 anos, 4-8 anos e 8-12 anos, entre1854 e 2014, e, as possíveis relações com a variabilidade climática na América do Sul. A análise espectral da TSM foi obtida com a aplicação da técnica de ondeletas a dados mensais. Em termos globais, as bacias tropicais do Pacífico Norte e Sul apresentam os sinais mais intensos da variância de TSM, em todas as faixas espectrais consideradas, e, portanto, valores mais próximos da média global para os trópicos, indicando a importância do oceano Pacífico no clima global. Nesta ordem, as bacias do Pacífico Sul, Pacífico Norte, Atlântico Norte, Indico e Atlântico Sul apresentam valores decrescente de variância da TSM. A análise da tendência linear ao longo do período considerado mostra que, globalmente, fenômenos tropicais com oscilações nas escalas de frequências mais altas, 1-12 meses, 1-2 anos e 2-4 anos, têm apresentado decréscimo de energia e que fenômenos com oscilações nas escalas de frequências mais baixas, 4-8 e 8-12 anos, têm apresentado aumento de energia, o que sugere a troca de energia entre fenômenos de alta e baixa frequência . As oscilações de 2-4 anos e de 4-8 anos na região equatorial do Pacífico são as que apresentam os maiores valores de energia, em especial nas regiões de Ninõ1+2, Niño3, Niño3.4 e Niño4. Os resultados permitem verificar que eventos fortes de El Niño sempre estiveram associados a sinais intensos da variância de TSM nas faixas espectrais de 2-4 anos e 4-8 anos e que os eventos mais fracos de El Niño estiveram associados à faixa de oscilações mais rápidas, 1-2 anos. O início do aumento do valor da variância de TSM para oscilações de 2-4 anos e 4-8 anos na região equatorial do Pacífico apresenta, em todos os casos, antecedência significativa em relação à ocorrência de um evento de El Niño forte, indicando a possibilidade de usar este sinal como preditor da ocorrência de eventos quentes de ENOS. A associação entre a variabilidade da variância espectral de TSM e a variabilidade climática na América do Sul foi verificada com base nos dados precipitação do GPCC, dados de vento das reanálises I e II do NCEP-NCAR e da reanálise do JRA-55. A análise de ondeletas da TSM tropical para a faixa de oscilações de 4-8 anos possibilitou a divisão do período todo em fases distintas: fases positivas, 1948 a 1960 e 1982 a 2003 e fases negativas, 1961 a 1981 e 2004 a 2014. Observou-se que as fases positivas e negativas apresentam um padrão bipolar da precipitação entre as regiões nordeste e sudeste da América do Sul, o que está associado a anomalias contrárias da circulação atmosférica em altos e baixos níveis sobre a região central do continente, constituindo um resultado inédito na área de climatologia. As fases positivas da variância de TSM para oscilações de 4-8 anos estão associadas a anomalias negativas e positivas de precipitação, respectivamente, sobre as regiões nordeste e sudeste da América do Sul enquanto que as fases negativas estão associadas a padrões contrários. O padrão do 4º modo da Análise de Componentes Principais aplicada aos dados de vento em 200 hPa contribui para explicar fisicamente o padrão bipolar da precipitação observado no setor leste do continente na escala decadal, por meio da propagação de ondas de baixa frequência entre o Pacífico Sul e a América do Sul. / The aim of this study is to analyze the global SST spectral climate variability for 1-12 month, 1-2 year, 2-4 year, 4-8 year, and 8-12 year oscillations, in the period from 1854 to 2014, and the possible relations with the climatic variability in South America. The spectral analysis of SST was obtained with the application of the wavelet technique to the monthly data. In global terms, the North and South Pacific basins show the most intense signs of SST variance in all the spectral ranges considered, and therefore, values closer to the global average, indicating the importance of the Pacific Ocean in the global climate. Then, in order of importance, come the basins of the South Pacific, the North Pacific, the North Atlantic, the Indian Ocean and the South Atlantic. The analysis of the linear trend throughout the period considered shows that globally within the tropical range, phenomena with oscillations in the scales of higher frequencies, 1-12 months, 1-2 years, and 2-4 years, have decreased energy and that phenomena with oscillations at lower frequency scales, 4-8 and 8-12 years, have presented increased energy through the course of time, suggesting energy exchange between high frequency phenomena and low frequency phenomena. The 2-4 year and 4-8 year oscillations in the equatorial Pacific region are those with the highest energy values, especially in the Nin1 + 2, Niño3, Niño3.4 and Niño4 regions. It is also possible to verify that strong El Niño events have always been associated with intense SST variance signals in the 2-4 year and 4-8 year spectral bands, and the weaker El Niño events were associated with the 1-2 year spectral bands. The beginning of the increase in the SST variance value for 2-4 year and 4-8 year oscillations in the equatorial region of the Pacific presents, in all cases, significant antecedence in relation to the occurrence of a strong El Niño event, indicating the possibility of using this signal as a predictor of the occurrence of hot ENSO events. The association between SST spectral variance variability and climatic variability in South America was verified based on GPCC precipitation data and wind data from NCEP-NCAR I and II reanalyses and of the JRA-55 reanalysis. The analysis of tropical SST wavelets for the 4-8 year oscillation range allowed the division of the whole period into distinct phases: positive phases, 1948 to 1960 and 1982 to 2003; and negative phases, 1961 to 1981 and 2004 to 2014. It was observed that positive and negative phases present a bipolar precipitation pattern between the Northeast and Southeast regions of the AS, which is associated with anomalies of atmospheric circulation at high and low levels over the central region of the continent, which is an unprecedented result area of climatology. The positive phases of the SST variance for 4-8 year oscillations are associated with negative and positive precipitation anomalies respectively over the northeast and southeast regions of South America while the negative phases are associated with contrary precipitation patterns. The 4th mode pattern of the Principal Component Analysis applied to wind data at 200 hPa contributes to physically explaining the bipolar pattern of precipitation observed in the eastern sector of the continent on the decadal scale by propagating low frequency waves between the South Pacific and South America.

This thesis contributes to the development of dinoflagellate cysts as indicators of past environmental change in the Northeastern Pacific coastal ocean, and investigates past variations in sea-surface temperature, salinity and primary productivity encoded in dinoflagellate cyst sedimentary records from the Santa Barbara Basin (SBB, southern California) and Effingham Inlet (Vancouver Island, British Columbia) over the last millennium. The dinoflagellate cyst records extracted from the SBB and Effingham Inlet predominantly laminated sediments and analysed at sub-decadal resolutions, constitute some of the most detailed records of cyst-producing dinoflagellate populations in the world. A two year-long sediment trap study from the SBB documents the seasonality in dinoflagellate cyst production for the first time on the Pacific coast of the United States. The study shows that dinoflagellate cyst data can be used as indicators of changes in sea-surface temperature and primary productivity associated with seasonal upwelling in the SBB. In particular, several dinoflagellate cyst taxa such as Brigantedinium spp. and Lingulodinium machaerophorum are identified as indicators of “active upwelling” (typically occurring in spring and early summer) and “relaxed upwelling” conditions (fall and early winter) at the site, respectively. Analysis of a dinoflagellate cyst record from the SBB spanning the last ~260 years at biannual resolution documents the response of cyst-producing dinoflagellates to instrumentally-measured warming during the 20th century, and reveals decadal scale variations in primary productivity at the site that are coherent with phases of the Pacific Decadal Oscillation (PDO). The cyst assemblages are dominated by cysts produced by heterotrophic dinoflagellates (in particular Brigantedinium spp.), but the turn of the 20th century is marked by an abrupt increase in concentrations of L. machaerophorum and Spiniferites ramosus, two cyst taxa of autotrophic affinity. Their increasing abundances during the 20th century are interpreted to reflect warmer conditions and possibly stronger stratification during summer and fall. The dinoflagellate cyst data suggest a warming pulse in the early 1900s and provide further evidence that persistently warmer and/or more stratified conditions were established by the late 1920s. The dinoflagellate cyst record from Effingham Inlet, spanning the last millennium, is characterized by the proportionally equal contribution of cysts produced by autotrophic and heterotrophic dinoflagellates in most samples. The cyst data indicate variations in sea-surface temperature, salinity and primary productivity that are associated with local expressions of the Medieval Climate Anomaly (from the base of the record to ~1230), the Little Ice Age (from ~1230 to ~1900) and warming during the second half of the 20th century. Both dinoflagellate cyst records reveal that since the beginning (in the SBB) and mid-20th century (in Effingham Inlet), autotrophic dinoflagellates contribute to a greater portion of the primary production in the region, whereas heterotrophic dinoflagellates, as indicators of diatom populations, decline. Variability in the dinoflagellate cyst data is coherent at both sites and suggest a reduced expression of decadal scale variability associated with the PDO during the 19th century. / Graduate / 0416 / 0427 / mbringue@uvic.ca

Variabilidade climática é um sistema complexo gerado pela participação de diversos atores e sua atuação na dinâmica atmosférica, a (TSM) Temperatura da Superfície do Mar tem papel fundamental de influencia nas diversas características dos índices climáticos: Southern Hemisphere Anular Mode Index (SAM), Southern Oscillation Index (SOI), El Nino / Oscilação Sul (ENSO), (TNA) Tropical North Atlantic Index, (PDO) Pacific Decada Oscillation, North Atlantic Oscillation Index (NAO). Os Índices com variações climáticas e suas implicações, possuem um espectro de atuação e formação do clima, que se inicia nos macro-sistemas através de suas influências extraterrestres, pelos períodos de atividade solar e outros, que nos convidam a buscar um melhor entendimento sobre o clima e suas forças resultantes. Portanto essa é uma pesquisa simplista, procura demonstrar os entes envolvidos nos processos de variabilidade climática, realçando muito mais o papel dos oceanos e sua influencia de correlação sobre os regimes fluviométricos, estimando definir também a sua grande importância e um melhor entendimento do ciclo hidrológico da escala espaço-temporal na região da bacia Amazônica, partindo de uma leitura do sistema atmosférico e sua influencia dinâmica resultante sobre o ciclo hidrológico. A pesquisa adquiriu através da (ANA) Agencia Nacional de Águas os dados de vazão fluvial dos rios Solimões/Amazonas e Negro, e junto ao Earth System Research Laboratory Physical Sciences Division da NOAA, foram adquiridos os valores de TSM e Índices climáticos, já para os dados de precipitação foram solicitados junto Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC/INPE). Todos estes dados foram tratados em processamento no Software GrADS e ainda compilados em FORTRAN, para a analise estatística através de (R) Analise e Planejamento de Experimentos, para fornecer os dados de correlação linear, Test-t e regressão linear com o objetivo de sustentar e apoiar a analise dos resultados que possam prognosticar a partir da defasagem entre as variáveis TSM e o comportamento resultante da vazão fluvial. / Climate variability is a complex system generated by the participation of various actors and their role in atmospheric dynamics, the Sea Surface Temperature(SST) plays a key role in influencing the several features of the climate indexes: Southern Hemisphere Cancel Index Mode (SAM), Southern Oscillation Index (SOI), El Nino / Southern Oscillation (ENSO), (TNA) Tropical North Atlantic Index (PDO) Pacific Decade Oscillation, North Atlantic Oscillation Index (NAO). The climate changes indexes and their implications have a spectrum in the activity and formation of the climate, which begins in macro-systems through their extraterrestrial influences, during periods of solar activity and others, who urges us to search a better understanding of the climate and its resultant forces. Therefore, this is a simplistic research, seeking to show the entities involved in the climate variability processes, emphasizing much more the role of the oceans and its influence on the fluvial routines correlation, and estimating also define a major and also a better understanding of the hydrological cycle spatiotemporal scale in the region of the Amazon basin, starting from a reading of the atmospheric system and its resulting dynamic influence on the hydrological cycle, acquired through this research (ANA) National Water Agency data flow of the rivers Solimões / Amazonas and Negro River, and with the Earth System Research Laboratory - Physical Sciences Division of NOAA, which acquired values of SST and climate indexes. The precipitation data was requested from Center for Weather Forecasting and Climate Studies (CPTEC / INPE). All these data were processed in the processing software GrADS and also compiled in FORTRAN for statistical analysis using (R) - Analysis and Design of Experiments, to provide data for linear correlation, T-test and linear regression in order to sustain and support the analysis of the results which could predict from the discrepancy between the SST variables and the resulting conduct of river flow.