Les mers Indonésiennes sont le siège de très fort courants de marée qui interagissent avec la topographie pour créer des ondes internes à la fréquence de la marée que l'on appelle marée interne. Certaines d'entres elles, vont se propager et se dissiper dans l'océan intérieur. Le mélange associé provoque la remontée d'eau plus froide et plus riche en nutriments en surface qui influence le climat tropical et toute la chaine des écosystèmes marins. Surveiller les ressources marines est l'objectif du projet INDESO, dont cette thèse fait partie. Prendre en compte le mélange induit par la marée interne n'est pas facile. En effet, le résoudre entièrement n'est pas possible car les échelles concernées par les différents processus des ondes internes varient de plusieurs milliers de kilomètres (propagation) à quelques centimètres/millimètres (dissipation). De plus en plus de scientifiques introduisent le forçage de la marée dans leur modèle mais sans savoir où va l'énergie et comment les ondes sont dissipées. Dans cette thèse nous cherchons à proposer des outils et des débuts de réponses pour participer à cette meilleure compréhension de la dissipation des ondes internes dans le modèle numérique d'océan NEMO. Nous proposons certaines quantifications que nous comparons aux anciennes paramétrisations. J'ai, tout d'abord, contribué à une étude d'INDESO sur la validation de NEMO grâce à de nombreux jeu de données. Ensuite, j'ai cherché à quantifier et à qualifier le mélange induit par l'introduction de la marée explicite dans le modèle, ainsi que son impact sur les masses d'eau. (c'est redit plus loin)Il produit un refroidissement de surface de 0.3°C avec des maxima atteignant 0.8°C au niveau des sites de génération des ondes internes. Le modèle reproduit 75% de l'énergie attendue de génération des ondes internes, en bon accord avec des études précédentes. L'essentiel de la dissipation a lieu horizontalement (19GW) est proche de celle induite par la paramétrisation couramment utilisée (16GW), alors que, dans la réalité, on s'attend principalement à une dissipation réalisée grâce à des processus verticaux. Le modèle, au dessus des zones de génération, est de façon surprenante en très bon accord avec les mesures in situ de dissipation obtenues lors de la campagne INDOMIX. Par contre, dans les régions distantes des sources de génération, le modèle surestime le mélange par rapport aux observations d'INDOMIX. Dans la dernière partie de cette thèse j'ai commencé à apporter des éléments de réponse à la quantification des puits d'énergie dans NEMO. J'ai pour cela travaillé avec le cas test COMODO, qui est une section d'un fluide stratifié constituée d'une plaine abyssale, d'un talus et d'un plateau, forcée par la marée et sans friction de fond. Le modèle T-UGOm, un modèle hydrodynamique de marée, est comparé au modèle NEMO. Dans ce cadre, nous avons développé une méthode originale pour séparer la marée barotrope de la marée barocline. Elle repose sur la projection en modes normaux. Cette méthode donne, à première vue, des résultats similaires à ceux obtenus grâce à la méthode plus classique de soustraction par la moyenne verticale. Cependant, lorsque l'on regarde plus en détail les diagnostiques d'énergie on trouve que la méthode de projection en modes normaux offre une plus grande précision et un plus grand réalisme pour séparer la marée barotrope de la marée barocline. Plus on monte dans des modes élevés plus les longueurs ondes se raccourcissent dans NEMO par rapport à T-UGOm. Par ailleurs, NEMO dissipe la marée barotrope dans la plaine abyssale, alors qu'il n'y a explicitement pas de friction. Ce ne peut pas être la diffusion verticael ou horizontale qui est à l'œuvre ici, car il n'y a pas de raison physique pour une diffusion sur un fond plat. Le meilleur candidat pour expliquer cette diffusion serait le couplage 2D/3D du time splitting de NEMO. Un travail est en cours pour appliquer cette méthode sur l'ensemble de l'archipel Indonésien. / In the Indonesian seas, large tidal currents interact with the rough topography and create strong internal waves at the tidal frequency, called internal tides. Part of them will eventually propagate and dissipate far away from generation sites. Their associated mixing upwells cold and nutrient-rich water that prove to be critical for climate system and for marine resources. This thesis uses the physical ocean general circulation model, NEMO, as part of the INDESO project that aims at monitoring the Indonesian marine living resources. Models not taking into account tidal missing are unable to correctly reproduce the vertical structure of watermasses in Indonesian seas. However, taking into account this mixing is no simple task as the phenomena involved in tidal mixing cover a wide spectrum of spatial scales. Internal tides indeed propagate over thousands of kilometres while dissipation and mixing occurs at centimetric to millimetric scales. A model capable of resolving all these processes at the same time does not exist. Until now scientists either parameterised the tidal mixing or used models which only partly resolve internal tides. More and more scientists introduce explicit tidal forcing in their models but without knowing where the energy is going and how the internal tides are dissipated. This thesis intends to quantify energy dissipation in NEMO forced with explicit tidal forcing and compares it to the dissipation induced by the currently used parameterization. This thesis also provides new results about the quantification of the tidal energy budget in NEMO. I first contributed to an INDESO study that aimed at validating the model against several observation data sets. In a second and third study, I investigated the mixing produced in the model by explicit tidal forcing and its impact on water mass. Explicit tides forcing proves to produce a mixing comparable to the one produced by the parameterization. It also produces a significant cooling of 0.3 °C with maxima reaching 0.8°C in the areas of internal tide generation. The cooling is stronger on austral winter. The spring tides and neap tides modulate this impact by 0.1°C to 0.3°C. The model generates 75% of the expected internal tides energy, in good agreement with other previous studies. In the ocean interior, most of it is dissipated by horizontal momentum dissipation (19 GW), while in reality one would expect dissipation through vertical possesses. This value is close to the dissipation induced by the parameterization (16 GW). The mixing is strong over generation sites, and only 20% remains for far field dissipation mainly in the Banda and Sulawesi Seas. The model and the recent INDOMIX cruise [Koch-Larrouy et al. (2015)], which provided direct estimates of the mixing, are surprisingly in good agreement mainly above straits. However, in regions far away from the energy generation sites where INDOMIX found NO evidence of intensified mixing, the model produces too strong mixing. The bias comes from the lack of specific set up of internal tides in the model. More work is thus needed to improve the modeled dissipation, which is a theme of active research for the scientific community. I dedicated the last part of my thesis to the quantification of tidal energy sinks in NEMO. I first worked on a simple academic case: the COMODO internal tides test case, which analyses the behaviour of a vertically stratified fluid forced by a barotropic flow interacting over an idealized abyssal plain/slope/shelf topography without bottom friction. The results of the finite element T-UGOm hydrodynamic model are compared with those of NEMO. The central issue in calculating tidal energy budget is the separation of barotropic and baroclinic precesses.

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.

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.

O Oceano Atlântico tem um papel importante na circulação global e nas influências oceânicas no sistema climático. Na sua porção sudoeste, a South Atlantic Meridional Overturning Circulation representa uma componente regional relevante para a circulação termohalina global. O monitoramento da presença e das características físicas (temperatura potencial, salinidade) das massas d\'água da região se faz necessário para avaliar a variabilidade da dinâmica da região. Neste contexto, da variabilidade, os parâmetros químicos (oxigênio dissolvido, fosfato, silicato e nitrato) tem grande importância, pois mesmo quando utilizados como traçadores complementares das massas d\'água, apresentam variações temporais e espaciais maiores que os parâmetros físicos devido aos processos biogeoquímicos. Em regiões costeiras, com todas as ressalvas, os nutrientes podem ser utilizados como traçadores complementares, como por exemplo, o silicato e fosfato foram considerados bom indicadores da Água de Plataforma do Prata (APP), e o nitrato, da Água Central do Atlântico Sul (ACAS). Na região fora da plataforma foram identificadas pelos parâmetros físicos e complementadas pelos parâmetros químicos as massas já citadas em literatura, Água Tropical (AT), ACAS, Água Intermediária Antártica (AIA) (máximo de oxigênio e nutrientes), Água Circumpolar Superior (ACS) e Água Circumpolar Inferior (ACI) (mínimo de oxigênio e máximo de nutrientes), Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) (máximo de oxigênio e mínimo de nutrientes) e Água de Fundo Antártica (AFA) (máximo de silicato). Além disso, os nutrientes podem ser usados como ferramentas para estudar a dinâmica da região. Ao longo do transecto próximo a 34,5°S, foram observadas variações dos parâmetros físicos e químicos devido a processos de mistura podem indicar alterações na circulação das massas d\'água. O oxigênio dissolvido apresentou as maiores diferenças entre a porção leste e oeste na AT, AIA, ACS e APAN. O fosfato indicou o processo para a AT, ACS e APAN. O silicato apresentou variações mais evidentes para a AIA, ACS e APAN. E o nitrato apresentou uma distribuição mais homogênea, sem variações que permitam indicar alterações dos processos de circulação na região. / The Atlantic Ocean plays an important role in global circulation and in oceanic influences on the climate system. In its southwestern portion, the South Atlantic South Overturning Circulation represents a relevant regional component to the global thermohaline circulation. Monitoring the presence and physical characteristics (potential temperature, salinity) of the region\'s water masses is necessary to evaluate the variability of the region dynamics. In this context, chemical parameters (dissolved oxygen, phosphate, silicate and nitrate) are of great importance because, even when used as complementary tracers of water masses, they present temporal and spatial variations that are bigger than the physical parameters due to the biogeochemical processes. In coastal regions, with all reservations, nutrients can be used as complementary tracers, for example, silicate and phosphate were considered good indicators of Plata Plume Water (PPW) and the nitrate for Central Atlantic South Water (SACW). In the offshore region were identified by the physical parameters and complemented by the chemical parameters the already know water masses: Tropical Water (TW), SACW, Antarctic Intermediate Water (AAIW) (oxygen and nutrients maximum), Upper Circumpolar Deep Water (UCDW) and Lower Circumpolar Deep Water (LCDW) (oxygen minimum and nutrients maximum), North Atlantic Deep Water (NADW) (oxygen maximum and nutrients minimum) and Antarctic Bottom Water (AABW) (silicate maximum). In addition, nutrients can be used as tools to study the dynamics of the region. Along the transect close to 34.5 ° S, differences in physical and chemical parameters due to mixing processes can indicate changes in the circulation of water masses. The dissolved oxygen presented the largest differences between the east and west portions for the TW, AAIW, UCDW and NADW. The phosphate showed the process for the TW, UCDW and NADW. The silicate showed the remarkable variations for the AAIW, UCDW and NADW. And the nitrate presented homogeneous distribution, without variations that allow indicating changes in the circulation process in the region.

O Oceano Atlântico tem um papel importante na circulação global e nas influências oceânicas no sistema climático. Na sua porção sudoeste, a South Atlantic Meridional Overturning Circulation representa uma componente regional relevante para a circulação termohalina global. O monitoramento da presença e das características físicas (temperatura potencial, salinidade) das massas d\'água da região se faz necessário para avaliar a variabilidade da dinâmica da região. Neste contexto, da variabilidade, os parâmetros químicos (oxigênio dissolvido, fosfato, silicato e nitrato) tem grande importância, pois mesmo quando utilizados como traçadores complementares das massas d\'água, apresentam variações temporais e espaciais maiores que os parâmetros físicos devido aos processos biogeoquímicos. Em regiões costeiras, com todas as ressalvas, os nutrientes podem ser utilizados como traçadores complementares, como por exemplo, o silicato e fosfato foram considerados bom indicadores da Água de Plataforma do Prata (APP), e o nitrato, da Água Central do Atlântico Sul (ACAS). Na região fora da plataforma foram identificadas pelos parâmetros físicos e complementadas pelos parâmetros químicos as massas já citadas em literatura, Água Tropical (AT), ACAS, Água Intermediária Antártica (AIA) (máximo de oxigênio e nutrientes), Água Circumpolar Superior (ACS) e Água Circumpolar Inferior (ACI) (mínimo de oxigênio e máximo de nutrientes), Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) (máximo de oxigênio e mínimo de nutrientes) e Água de Fundo Antártica (AFA) (máximo de silicato). Além disso, os nutrientes podem ser usados como ferramentas para estudar a dinâmica da região. Ao longo do transecto próximo a 34,5°S, foram observadas variações dos parâmetros físicos e químicos devido a processos de mistura podem indicar alterações na circulação das massas d\'água. O oxigênio dissolvido apresentou as maiores diferenças entre a porção leste e oeste na AT, AIA, ACS e APAN. O fosfato indicou o processo para a AT, ACS e APAN. O silicato apresentou variações mais evidentes para a AIA, ACS e APAN. E o nitrato apresentou uma distribuição mais homogênea, sem variações que permitam indicar alterações dos processos de circulação na região. / The Atlantic Ocean plays an important role in global circulation and in oceanic influences on the climate system. In its southwestern portion, the South Atlantic South Overturning Circulation represents a relevant regional component to the global thermohaline circulation. Monitoring the presence and physical characteristics (potential temperature, salinity) of the region\'s water masses is necessary to evaluate the variability of the region dynamics. In this context, chemical parameters (dissolved oxygen, phosphate, silicate and nitrate) are of great importance because, even when used as complementary tracers of water masses, they present temporal and spatial variations that are bigger than the physical parameters due to the biogeochemical processes. In coastal regions, with all reservations, nutrients can be used as complementary tracers, for example, silicate and phosphate were considered good indicators of Plata Plume Water (PPW) and the nitrate for Central Atlantic South Water (SACW). In the offshore region were identified by the physical parameters and complemented by the chemical parameters the already know water masses: Tropical Water (TW), SACW, Antarctic Intermediate Water (AAIW) (oxygen and nutrients maximum), Upper Circumpolar Deep Water (UCDW) and Lower Circumpolar Deep Water (LCDW) (oxygen minimum and nutrients maximum), North Atlantic Deep Water (NADW) (oxygen maximum and nutrients minimum) and Antarctic Bottom Water (AABW) (silicate maximum). In addition, nutrients can be used as tools to study the dynamics of the region. Along the transect close to 34.5 ° S, differences in physical and chemical parameters due to mixing processes can indicate changes in the circulation of water masses. The dissolved oxygen presented the largest differences between the east and west portions for the TW, AAIW, UCDW and NADW. The phosphate showed the process for the TW, UCDW and NADW. The silicate showed the remarkable variations for the AAIW, UCDW and NADW. And the nitrate presented homogeneous distribution, without variations that allow indicating changes in the circulation process in the region.

Nous étudions le rôle des processus océaniques à petite échelle dans la formation et transformation des eaux de surface et intermédiaires qui participent à l’échange Indo- Atlantique à travers le Bassin du Cap. La dynamique de cette région est caractérisée par une forte turbulence et nous montrons l’impact que les structures de méso- ou de sous-méso- échelle, leurs interactions dynamiques et leur variabilité saisonnière ont sur les eaux locales de la thermocline. Une série des simulations numériques, allant de ’eddypermitting’ à ’submesoscale resolving’, souligne l’importance d’une résolution verticale adéquate pour bien représenter les propriétés des masses d’eau.Les tourbillons de Aiguilles sont principalement générés par des instabilités baroclines, et sont caractérisés par une saisonnalité, liée aux différentes instabilités dans les couches supérieures. En été, les instabilités symétriques sont plutôt en jeu, tandis qu’en hiver les instabilités de la couche de mélange prédominent.L’instabilité barocline de Charney connecte ces deux régimes de la sous-méso-échelle et joue un rôle majeur dans la formation saisonnière d’un nouveau type d’eaux modales : l’Agulhas Rings Mode Water.Enfin, on montre que tant les cyclones que les anticyclones transportent et mélangent l’Antarctic IntermediateWater, l’étirement de la méso-échelle produisant des filaments et structures thermohalines très fines.Nos résultats suggèrent l’existence des deux régimes dynamiques qui affectent les couches supérieures et intermédiaires du Bassin du Cap. Près de la surface, la frontogenèse et une énergique sous-méso-échelle conduisent à un régime agéostrophique. Les profondeurs intermédiaires sont caractérisées par un régime quasi-géostrophique due à l’action prédominante de la méso-échelle. / This study addresses the role of oceanic small-scale processes in the formation and transformation of subsurface waters that participate in the Indo-Atlantic interocean exchange.We focus on the Cape Basin dynamics, characterized by a highly non-linear turbulence.We provide qualitative and quantitative evidence of the direct impact that meso- and submesoscale structures, their dynamical interactions and their seasonal variability have on the local thermocline and intermediate waters. A sequence of numerical simulations, ranging from ’eddy-permitting’ to ’submesoscale resolving’, underlines the importance of an adequate vertical resolution to correctly depict the water masses properties.We point out that Agulhas eddies are mainly generated through baroclinic instabilities and are marked by a clear seasonality. This is linked to the seasonal occurrence of distinct meso-submesoscale instabilities in the upper layers: symmetric instabilities are at play during summer, while mixed-layer instabilities prevail in winter.We also found that Charney baroclinic instability connects these two submesoscale regimes and plays a major role in the seasonal formation of a newly-identified type of mode waters: Agulhas Rings Mode Water. Finally, we show that eddies of both polarity advect, stir and mix Antarctic Intermediate Water, via the mesoscale strain field producing filaments and T-S fine-scale structures.Our results suggest the existence of two dynamical regimes affecting the upper and intermediate layers of the Cape Basin. Near the surface, the submesoscale-driven frontogenesis and their enhanced energetics lead to a predominance of ageostrophic dynamics. The intermediate depths are, instead, characterised by a quasigesotrophic regime due to the prevailing mesoscale effects.

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

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Reconstructing past sea surface temperature conditions is valuable to observe and evaluate the climate of the past. In the SW Atlantic, so far, few studies have exanimated the applicability of paleotemperature equations, which may reflect in fewer reliable SST estimates. This study aimed to evaluate two marine proxies for SST reconstructions: the alkenones unsaturation index (UK\'37) and the ratio Mg/Ca in different planktonic foraminifera species and size fractions (G. ruber pink; G. ruber white senso stricto and senso lato; between 250 - 300 µm and 300 - 355 μm; G. truncatulinoides (d) crusted and non-crusted forms, between 380 - 620 μm; and G. inflata 300 - 425 μm). The samples were collected in the shelf break of South Brazilian Bight (SBB, 22 °S to 27 °S). The proxies were converted into SSTs and then compared to modern SSTs from the World Ocean Atlas and satellite images. The first chapter describes the UK\'37 signals and the applicability of three different paleotemperature equations, and the second chapter describes the Mg/Ca a proxy for past SSTs and water mass conditions after applying the most used paleotemperature equations for the ratio Mg/Ca. The UK\'37 seems to record mostly autumn conditions at 0m, and the most recent Bayspline equation results into more similar temperature averages when compared to modern annual SSTs (p-value of 0.81, n = 47, ΔSST of -0.03°C ± 0.27), while the most used linear equations result into SSTs similar to autumn conditions. In subtropical regions with low-temperature variations (∼4°C), the function UK\'37 versus SSTs works in an exponential relation, and they are related to seasonal temperatures. For the Mg/Ca in planktonic foraminifera species, the Mg/Ca-inferred temperatures agree well with modern ocean temperatures. Our data suggest that in different size fractions the tested species respond differently to the most used species-specific and general species paleotemperature equations. All the upper water column species agree well with temperatures at 0-meter depth. The G. ruber (p) responds well to the SS equation, where the smallest and the largest size results into annual and autumn estimates, respectively (p-value of 0.81 and 0.71, n = 23); the smallest size of G. ruber (w) s.s. provides summer estimates applying the GE equation (p-value of 0.21, n = 7), while the largest size provides annual estimates (p-value of 0.86, n = 13). The G. ruber (w) s.l. has significant averages when compared the largest size with autumn and summer conditions (p-value of 0.21 for both, n = 16); the deep-dwelling species G. inflata and the G. truncatulinoides (d) crusted form reflect the uplift of the SACW, calcifying at 10 and 20 m depth (p-value of 0.89, n = 10 and p-value of 0.06, n = 14, respectively), while the G. truncatulinoides (d) non-crusted form records annual temperature in deep water layers conditions (p-value of 0.06, n = 16). This is the first study to report Mg/Ca ratios in surface-dwelling and deep-dwelling planktonic foraminifera tests obtained in core-top samples at the SBB. This validation will inform the reconstruction of past environmental conditions of SW Atlantic, especially in the SBB. / As reconstruções das condições da temperatura superficial do mar são importantes para avaliar o clima do passado da Terra. No Atlântico SE, no entanto, poucos estudos avaliaram a aplicabilidade das equações de conversão dos indicadores geoquímicos para temperatura, o que pode resultar em estimativas de paleotemperatura de menor acurácia. Este estudo avaliou dois indicadores marinhos de paleotemperatura: o índice de insaturação de alquenonas (UK\'37), e a razão Mg/Ca em testas de foraminíferos planctônicos de diferentes espécies e frações de tamanho (G. ruber pink; G. ruber white senso stricto e senso lato; entre 250 - 300 μm e 300 - 355 μm; G. truncatulinoides (d) encrustadas e não-encrustadas, entre 380 - 620 μm; e G. inflata 300 - 425 μm). As amostras são provenientes da plataforma externa e quebra da plataforma do Embaiamento de São Paulo (22°S a 27°S). Os indicadores foram transformados em TSM e então comparados com as temperaturas obtidas por meio do World Ocean Atlas e de imagens de satélite. O primeiro capítulo apresenta os dados de UK\'37 e a aplicabilidade de três equações de paleotemperatura. O segundo capítulo apresenta dados da razão Mg/Ca como indicador de TSM e condições de massa d\'água após a aplicação das equações de conversão. O UK\'37 apresenta influência do outono em 0 m de profundidade em seus registros, e a mais recente equação Bayspline resulta em médias de TSM mais similares com as condições atuais, principalmente quando comparado com a média anual de TSM (p-valor de 0.81, n = 47, ΔSST de -0.03°C ± 0.27), já as equações lineares mais conhecidas resultam em TSM mais parecidas com condições de outono. No geral, em regiões com pouca variação de TSM (∼1.5 °C), o UK\'37 responde em uma relação exponencial com a temperatura. A razão Mg/Ca em testas de foraminíferos planctônicos, quando convertidas em TSM, resultam em médias similares com as condições atuais de temperatura. Os nossos dados sugerem que as equações específicas para cada espécie (SS) e as equações gerais (GE) resultam em diferentes médias de TSM para cada espécie/fração de tamanho. Todas as espécies de superfície respondem bem com as temperaturas em 0 metros de profundidade. A G. ruber (p) responde bem à equação SS, onde a menor e a maior fração de tamanho resulta em médias similares às TSM anuais e de outono, respectivamente (p-valor de 0.81 e 0.71, n = 23); a menor fração de tamanho da espécie G. ruber (w) s.s. resulta em médias similares às TSM de verão com a equação GE (p-valor de 0.21, n = 7), enquanto a maior fração de tamanho resulta em TSM anual (p-valor de 0.86, n = 13). A maior fração de tamanho da espécie G. ruber (w) s.l. resulta em médias significativas quando comparadas com TSM de outono e de verão (p-valor de 0.21 para ambas, n = 16). Os registros geoquímicos das espécies de subsuperfície, como a G. inflata e a G. truncatulinoides (d) encrustada registram a subida da ACAS para a superfície na área de estudo, calcificando em 10 e 20 metros de profundidade, respectivamente (p-valor de 0.89, n = 10 e de 0.06, n = 14, respectivamente), enquanto a G. truncatulinoides (d) não-encrustada aparenta registrar as condições anuais de temperatura em profundidades mais próximas da ACAS, com médias um pouco mais elevadas que as duas espécies de subsuperfície (p-valor de 0.06, n = 16). Este é o primeiro estudo que relata as razões Mg/Ca em diferentes espécies de foraminíferos planctônicos no ESP. Esta validação auxiliará a aprimorar futuras estimações de TSM com este indicador.

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