Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-05-07T17:51:58Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Josiane Gomes Paulo.pdf: 1636947 bytes, checksum: 8d503526d4afa9fec78dba57c0b17606 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-07T17:51:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Josiane Gomes Paulo.pdf: 1636947 bytes, checksum: 8d503526d4afa9fec78dba57c0b17606 (MD5) Previous issue date: 2016-08-30 / CNPQ / A região oceânica do nordeste do Brasil, entre as latitudes 06,487° e 07,54867°S é influenciada pela Corrente Norte do Brasil, que tem como característica águas superficiais quentes e oligotróficas, esta região está sob influência dos ventos alísios de sudeste que predominam quase todo o ano. A quebra da plataforma marca início do talude, no Nordeste do Brasil, a quebra ocorre a uma profundidade média de 45 m, a base do talude chega a uma profundidade máxima de 3600 m. Para a execução deste trabalho foram coletadas amostras de água e dados físicos, durante as campanhas realizadas no âmbito do projeto “Camadas Finas Oceânicas ao largo do Nordeste do Brasil I e II” nos anos de 2010 e 2012. As áreas estudadas estão situadas na Zona Econômica Exclusiva do Nordeste do Brasil (ZEE-NE), na borda oceânica dos estados do Rio Grande do Norte (6,487°S), Paraíba (7,01817°S) e Pernambuco (7,54867°S), para cada perfil foram estabelecidas 3 estações de coleta, situadas uma no final da plataforma, outra na base do talude e uma outra intermediária entre estas duas estações. As coletas foram realizadas durante nos períodos diurno e noturno, para cada estação em profundidades predefinidas, superfície (1 m), profundidade de máxima clorofila, início, meio e fim da termoclina e 75% da profundidade local. O objetivo principal foi verificar 0 grau de influência do talude continental, na distribuição dos nutrientes inorgânicos dissolvidos (NID). Foram identificadas as seguintes massas d’água: a Água Tropical Superficial (ATS), a Água Central do Atlântico Sul (ACAS) e a Água Intermediária Antártica (AIA). A temperatura na camada superficial variou de 26,14°C a 27,04°C, e a salinidade apresentou um valor mínimo de 36,02 e máximo de 37,03. O núcleo da Corrente Norte do Brasil foi registrado a uma profundidade média de 200 m, com a velocidade variando de 0,8 m.s-1, no transecto da Paraíba, a 1,2 m.s-1 nos perfis do Rio Grande do Norte e Pernambuco. A concentração de clorofila a variou de valores próximos a 0,0 à 1 mg.m-3, estando as maiores concentrações na profundidade de 85 m. O NID e o fosfato apresentaram suas maiores concentrações nas massas d’água mais profundas. As concentrações de oxigênio dissolvido oscilaram de 2,35 ml L-1, equivalendo a uma taxa de saturação de 38,97%, na profundidade de 270 m à 5,17 ml L-1, representando 112,15% de saturação, na superfície. O silicato apresentou uma variação entre >LD, na ATS, a uma concentração de 22,99 µmol L-1, na ACAS. Através de correlação quadrática entre o fosfato e a temperatura e outra entre nitrato e a temperatura obtivemos duas equações para estes nutrientes, que poderão ser utilizadas para estimar valores não medidos nesta área, até a profundidade de 1000 m. Esses resultados mostram que há uma estabilidade térmica característica das áreas tropicais. Consequentemente, a presença de uma termoclina permanente, que resulta da forte estratificação vertical, impedindo o transporte advectivo vertical, entretanto, uma influência da geomorfologia do local é observada, no deslocamento das massas de água para uma profundidade menor. / The oceanic region of northeastern Brazil, between latitudes 06.487 ° and 07.54867 ° S is influenced by the North Brazil Current, which is characterized by warm surface water and oligotrophic, this region is under the influence of the southeast trade winds that predominate almost all year. The breaking of the continental shelf marks the beginning of the slope, in the northeastern Brazil, the break occurs at an average depth of 45 m, the base of the slope reaches a maximum depth of 3600 m. For this work we collected water samples and physical data, during the campaigns carried out under the project "Thin Layers Ocean off northeastern Brazil I and II" in 2010 and 2012, the studied areas are located in the Exclusive Economic Zone of Northeast Brazil (EEZ-NE), the oceanic edge of the states of Rio Grande do Norte(RN), Paraiba(PB) and Pernambuco(PE), in three transects located between the latitudes: 6,487°S (RN), 7.01817°S (PB) and 7.54867°S (PE). for each profile were 3 established collection stations, located one at the end of the continental shelf, one at the base of the slope, and another intermediate between these two stations. Samples were collected over a diurnal cycle, in preset depths, surface (1 m) maximum depth of chlorophyll, beginning, middle and end of the thermocline and 75% of the local depth. The main objective was to determine the degree of influence of the continental slope in the distribution of dissolved inorganic nutrients (DIN). the following water masses were identified: Tropical Water Surface (TWS), South Atlantic Central Water (SACW) and the Antarctic Intermediate Water (AIW). The temperature in the surface layer ranging from 26.14 ° C to 27.04 ° C, and the salinity had a minimum value of 36.02 and a maximum of 37.03. The core of the North Brazil Current was recorded at an average depth of 200 m, with speed ranging from 0.8 m s-1, transect of Paraiba, 1.2 m s-1 in Rio Grande do Norte and Pernambuco profiles. The concentration of chlorophyll a values ranged from near 0.0 to 1 mg.m-3, with the highest concentrations in the depth of 85 m. The DIN and phosphate presented their highest concentrations in the masses deeper layers. The dissolved oxygen concentrations ranged from 2.35 ml L-1, corresponding to a saturation rate of 38.97% at a depth of 270 m to 5.17 ml L-1, representing 112.15% saturation in surface. The silicate had a range between> LOD in the TWS at a concentration of 22.99 nmol -1 , the SACW. Through quadratic correlation between the phosphate and the temperature and another temperature from nitrate and two equations obtained for these nutrients that can be used to estimate values not measured in this area to a depth of 1000 m. These results show that there is a thermal stability characteristic of tropical areas. Consequently, the presence of a permanent thermocline resulting from strong vertical stratification, the vertical preventing advective transport, however, an influence of local geomorphology is observed, displacement of the water masses to a shallower depth.

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.

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.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-02-16T13:22:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertaçãofinal_CynthiaLima.pdf: 1671444 bytes, checksum: a618adc7ce746bd89739101831df619e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-16T13:22:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertaçãofinal_CynthiaLima.pdf: 1671444 bytes, checksum: a618adc7ce746bd89739101831df619e (MD5) Previous issue date: 2016-06-29 / CNPq / Este estudo descreve a distribuição vertical de eufausídeos na presença de uma termoclina permanente em águas oligotróficas do Atlântico Tropical (00º 55 'N, 29º 21' W). A amostragem foi realizada de junho de 2010 à outubro de 2011, com arrastos verticalmente estratificados de 100 a zero m durante o dia e à noite. Densidades foram analisadas quanto a sua relação com a profundidade, estações e sazonalidade. A média total da densidade de eufausídeos foi de 2,65 ind. m-³, com valor máximo de 30,4 ind. m-³. A comunidade foi composta principalmente de larvas (80%). As larvas de Euphausia foram mais abundantes, com 56,4% de todos os indivíduos. Eufausídeos foram sempre mais abundantes durante a noite. A distribuição vertical ontogenética de eufausídeos apresentou três padrões: (i) larvas caliptopis foram mais abundantes na camada de transição (ii) larvas furcilia na camada de mistura superior (iii) e para os adultos, os padrões variaram de acordo com a espécie. Padrões de distribuição distintos podem ser descritos para três espécies de Euphausia (E. americana, E. tenera e E. similis) e duas espécies de Stylocheiron (S. carinatum e S. suhmii), sugerindo que espécies congêneres desses dois gêneros realizam partição de recursos na coluna de água. Os nossos dados suportam a ideia de que a camada de transição na base da camada de mistura superior é um hábitat importante para os eufausídeos na área de estudo. Este estudo revelou que espécies e estágios de desenvolvimento possuem padrões específicos de distribuição vertical para este táxon–chave nos oceanos tropicais oligotróficos. / This study describes the vertical distribution of euphausiid in the presence of a permanent thermocline in the oligotrophic waters of the Tropical Atlantic (00º 55 'N, 29º 21' W). Sampling was conducted from June 2010 to October 2011, from 100 to zero m in vertically stratified hauls during day and the night. Densities were analyzed regarding their relation to depth, temporal variability and station. Mean total euphausiids density was 2.65 ind. m-³ with values up to 30.4 ind. m-³. This community was mainly composed of larvae (80%). Larvae of the Euphausia were most abundant, with 56.4% of all individuals. Euphausiids were always most abundant during the night. The ontogenetic vertical distribution of euphausiids presented three patterns: (i) calyptopis larvae were most abundant in the transition layer (ii) furcilia larvae in the upper mixed layer. (iii) and for adults, patterns varied according to species. Distinct distribution patterns could be described three species of Euphausia (E. americana, E. tenera and E. similis) and two species of Stylocheiron (S. carinatum and S. suhmii), suggesting that congeneric species of these two genera perform resource partition in the water column. Our data support the idea that the transition layer at the base of the upper mixed layer is an important habitat for euphausiids in the study area. This study revealed species- and stage- specific patterns of vertical distribution for these key taxa in the oligotrophic tropical oceans.