A circulação sazonal da Plataforma Continental Leste Brasileira (PCLB) entre 10oS e 16oS é investigada com base em um inédito conjunto de dados in situ e em modelagem hidrodinâmica. Os dados observados possibilitaram a compreensão da dinâmica da circulação em partes específicas da região de estudo e a sua interação com os diversos mecanismos forçantes, ilustrando a forte influência da circulação atmosférica e oceânica de meso/larga escalas, de processos transientes e da topografia local, na circulação regional, apresentando cenários distintos entre as estações do ano. Os resultados da modelagem hidrodinâmica não só complementaram os estudos observacionais, como também permitiram uma maior compreensão da variabilidade sazonal e espaço-temporal da circulação na PCLB, assim como a sua interação com os diversos mecanismos forçantes, para uma região mais ampla (10oS-16oS). A PCLB é fortemente afetada pela sazonalidade de larga escala do regime dos ventos alísios e da latitude da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT). Seguindo esta dinâmica, durante as estações de primavera/verão, as correntes na Plataforma Continental (PC) ao sul de 12oS ficam sujeitas a ventos preferenciais de E-NE e, no oceano, a bifurcação da Corrente Sul Equatorial (bSEC) atinge a sua posição mais ao norte (~13oS em novembro). Nas regiões da quebra da PC e do talude continental, as correntes são também influenciadas pelas Correntes de Contorno Oeste (CCO). No domínio norte (10oS), a circulação na PC interna é para sul, seguindo o campo de ventos preferencial, enquanto a circulação na PC média e na quebra da PC é mais influenciada pelas correntes na região do talude continental, que são claramente dominadas pela dinâmica da Corrente Norte do Brasil/Sub-Corrente Norte do Brasil (CNB/SCNB). No domínio central (14oS), embora a circulação seja de certa forma similar à observada para o domínio norte, a circulação no talude continental apresenta uma maior variabilidade como resposta à presença dos fluxos contrários da Corrente do Brasil (CB) e da SCNB. A circulação no domínio sul (16oS) possui uma clara divisão ao longo da PC/talude continental, apresentando um intenso e organizado fluxo direcionado para sul na PC interna e média, como resposta à forçante remota do vento, e uma circulação polarizada na direção perpendicular à costa nas regiões da quebra da PC/talude continental, sugerindo uma associação com a CCO e com a topografia local do Banco Royal Charlotte. Durante as estações de outono/inverno, seguindo o regime sazonal dos ventos alísios e da latitude da ZCIT, a PC ao norte de ~20oS fica sujeita a ventos preferenciais de E-SE e as correntes sofrem uma reversão do fluxo médio, e a bCSE atinge seu limite sul (~17oS em julho). A circulação na PC interna e média no domínio norte durante estas estações, apresenta um fraco fluxo para norte com uma alta variabilidade. Enquanto na PC interna esta variabilidade está relacionada à entrada mais frequente de frentes frias, na PC média está relacionada com a circulação na região do talude continental. A circulação nesta região possui uma alta correlação com aquela na região da quebra da PC e ambas apresentam um fluxo médio para norte mais intenso e menos variável, que pode estar relacionado com o fluxo da CNB/SCNB, que ocupa toda a região do talude continental durante estas estações do ano. O fluxo médio para norte no domínio central, apresenta uma fraca intensidade e alta variabilidade nas regiões da PC interna e média e na quebra da PC, que pode estar relacionada com o aumento da frequência de sistemas frontais, ao fato desta região ser influenciada pela bifurcação do fluxo médio em superfície e, para a região da quebra da PC, à variabilidade da SCNB, que apresenta maiores episódios em que ocupa esta região. A CNB/SCNB exerce uma clara influência na circulação da região do talude continental. A circulação no domínio sul é principalmente gerada pelo vento remoto nas regiões da PC interna e média, enquanto nas regiões da quebra da PC e talude continental apresenta uma significativa influência da CCO. / The seasonal circulation of the Eastern Brazilian Shelf (EBS) between 10oS and 16oS is investigated based on original in situ data sets and hydrodynamic modeling. The observational data provided an understanding of the circulation dynamics within specific parts of the the study region and its interaction with the various forcing mechanisms, illustrating the strong influence of the large/meso scales atmospheric and oceanic circulation, transient processes and local topography on the regional circulation, presenting very distinct scenarios between seasons. The hydrodynamic modeling results not only complemented the observational studies but also allowed for a broader understanding of the seasonality and time-space variability of the EBS circulation, as well as its interaction with the various forcing mechanisms, in a wider region (10oS-16oS). The EBS is highly affected by large-scale seasonality in the trade wind regime and the latitude of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ). Following this dynamics, during the spring/summer seasons, the currents within the continental shelf south of 12oS are influenced by preferential E-NE winds and, in the ocean, the bifurcation of the South Equatorial Current (bSEC) reaches its northernmost position (~13oS in November). At the shelf break and slope region, the currents are also influenced by the Western Boundary Currents (WBC). At the northern domain (10oS) the inner shelf circulation is to the south following the preferential winds, while the circulation at the mid shelf and shelf break is more influence by the currents at the slope, which are clearly dominated by the North Brazil Current/North Brazil Undercurrent (NBC/NBUC) dynamics. At the central region (14oS), although the circulation is somehow similar to that observed for the northern domain, the slope circulation presents a greater variability in response to the presence of the opposing Brazil Current (BC) and NBUC flow. At the southern domain (16oS) the circulation has a clear division along the continental shelf/slope regions, presenting an intense and organized southward flow at the inner and mid shelves, as a response to the remote wind forcing, and a polarized cross-shelf circulation at the shelf break/slope region, suggesting an association with the WBC and the local topography of the Royal Charlotte Bank. During the autumn/winter seasons, following the seasonal regime of the trade winds and the latitude of the ITCZ, the continental shelf north of ~20oS are influenced by preferential E-SE winds and the currents experience a reversal of the mean flow, and the bSEC reaches its southernmost position (~17oS in July). The circulation during these seasons at the northern domain inner and mid shelves presents a weak northward flow with a strong variability. While at the inner shelf this variability is related to the more frequent cold front passages at the mid shelf it is related to the slope region circulation. The circulation at this region has a high correlation with the circulation at the shelf break and both present a less variable and more intense northward net flow which could be related to the NBC/NBUC flow, that occupies the entire slope region during these seasons. The northward net flow at the central domain presents a weak intensity and high variability at the inner/mid shelves and shelf break regions, which could be related to the increase in the cold fronts frequency, to the fact that this region is under the influence of the bifurcation of the surface net flow and, for the shelf break region, to the NBUC variability which presents more episodes that occupies this region. At the slope region the NBC/NBUC exerts a clear influence in the circulation. The circulation at the southern domain is mainly driven by the remote wind forcing at the inner and mid shelves, while at the shelf break/slope regions presents a significant WBC influence.

Denomina-se Sistema Corrente do Brasil (CB) ao sistema de correntes de contorno oeste formados pela CB, fluindo para sul-sudoeste, e Corrente de Contorno Intermediária (CCI), fluindo para norte-nordeste, associado aos meandros e vórtices. O sistema bordeja a margem continental brasileira sudeste ao longo de 1200-1800 m. A investigação da dinâmica das ondas baroclínicas de vorticidade superpostas ao Sistema Corrente do Brasil é conduzida através exclusivamente de análise de dados hidrográficos de dois cruzeiros de meso-escala (verão e inverno de 1993) do projeto Circulação Oceânica da Região Oeste do Atlântico Sul - COROAS, a componente brasileira do World Ocean Circulation Experiment - WOCE. Estes cruzeiros foram realizados na porção central do Embaiamento de São Paulo (\'23,5 GRAUS\' - \'27 GRAUS\'S). Objetivando-se a aplicação do Método Dinâmico, estimativa quantitativa de um Nível de Referência (NR) é conduzida comparando-se duas metodologias diferentes e independentes. A primeira utiliza o fato de que a CB transporta Água Tropical (AT) e Água Central do Atlântico Sul (ACAS) e de que a CCI transporta dominantemente Água Intermediária Antártica (AIA). Aplica-se então um Critério Termodinâmico, no qual a interface que separa ACAS e AIA é estimada para os dois cruzeiros via aplicação dos Teoremas de Shtokman. A outra metodologia consiste na obtenção de padrões verticais de velocidade baroclínica absoluta a partir de simulações numéricas com a versão seccional do Princenton Ocean Model - POM inicializados com 14 campos termohalinos interpolados a partir dos dados - é o Critério Dinâmico. Os dois critérios apresentam resultado médio que difere apenas cerca de 7 dbar um do outro. Assim, adota-se valor de 480 dbar como NR para os cálculos geostróficos como nível isobárico que demarca a interface média entre CB e CCI. Mapas de função de corrente geostrófica são gerados através de mapeamento objetivo. Tais mapas apresentam evidências inequívocas de que os ciclones e anticiclones, observados nos experimentos de verão e inverno de 1993, são estruturas de vórtices associadas a meandros do Sistema CB. Este aparecem como estruturas vorticais postadas em lados diametralmente opostos ao eixo da CB: ciclones no lado costeiro, e anticiclones no lado oceânico. A variação vertical das estruturas dos meandros e a existência de uma única inversão de sentido permite comprovar e concluir que são ondas baroclínicas de primeiro modo, corroborando especulações presentes na literatura. A construção de um modelo quase-geostrófico de duas camadas para um oceano não-viscoso no plano \'beta\' e de fundo plano permite a realização de análise de vorticidade potencial. Tal análise permite concluir que o campo de vorticidade básico devido à CB suplanta o planetário e que estas ondas baroclínicas são ondas que devem sua existência ao cisalhamento vertical e horizontal da corrente. A variação frontal em vorticidade potencial baroclínica do Sistema CB é de \'1,7x10 POT.-5 s POT. -1\'. A dominãncia do termo da vorticidade de estiramento, que responde por 60% da variação de vorticidade na frente, permite estabelecer que as ondas capturadas na malha hidrográfica são ondas longas dentro da classe de meso-escala. O princípio de conservação de vorticidade potencial é invocado numa análise que envolve a superposição dos campos de vorticidade potencial e função de corrente para a primeira camada. Esta análise apresenta tanto evidências robustas de propagação das ondas baroclínicas quanto indícios de crescimento do meandro ciclônico, ou seja, de processo de instabilidade. Face aos achados das análises anteriores, teoria linear e método das perturbações são utilizados para obter uma relação de dispersão para as ondas baroclínicas da CB. Esta relação é dependente da velocidade da CB e do gradiente de vorticidade potencial através da corrente / The Brazil Current System is formed by two western boundary currents that flow along the Southeast Brazil continental margin from surface to 1200-1800 m deep. These two currents are the southward-flowing Brazil Current (BC) and the northward-flowing Intermediate Western Boundary Current (IWBC). The investigation of the dynamics of the barociinic vorticity waves superimposed to the BC system is conducted in this work solely from hydrographic data anaiysis and manipulation from two oceanographic meso-scale surveys that were part of the COROAS Project, the Brazilian arm of the Worid Ocean Circulation Experiment. These two cruises sampled the central portion of the São Paulo Bight (23,5°- 27°S) in the summer and winter seasons of 1993. As it was intended to appiy the classical Dynamic Method to the data, a quantitative estimate of the reference levei (RL) is conducted through the comparison of two different and independent methodoiogies. The first uses the previous knowiedge that the BC transports Tropical Water and South Atlantic Central Water (SACW) as well as that the IWBC transports mainly Antarctic Intermediate Water (AAIW). This method, referred here as the Thermodynamic Criterion applies the Shtokman theorems to estimate the interface depth between SACW and AAIW. The second methodology, designated here as the Dynamic Criterion, consists of modeiing absolute baroclinic velocities for all 14 hydrographic transects using the sectional version of the Princeton Ocean Model. The results of the two methods differ oniy in 7 dbar and a RL of 480 dbar is adopted as to represent the average interface isobaric level between BC and IWBC in the following geostrophic calculations. Horizontal distributions of geostrophic stream function are generated using objective mapping. These distributions present unequivocal evidences of cyclonic and anticyclonic structures in both Summer and Winter 1993 cruises. These features are associated to meanders of the BC System. They are depicted in opposing sides of the current core. The cyclone is seen in the BC coastal side as the anticyclone is placed in its oceanic side. The vertical variation of these pattems with a single flow direction inversion confirms that these vortical features are part of a first baroclinic mode wave, which corroborates previous speculations found in the literature. In order to pursue a potential vorticity analysis, a data-derived two-layer quasi-geostrophic model is built assuming an invicid flat-bottomed ocean in the 3-plane. This analysis allowed to conclude that the basic vorticity field associated with both horizontal and vertical shear of the boundary currents are responsible for the baroclinic wave existence. The planetary vorticity gradient is one order of magnitude lower. The frontal variation in baroclinic potential vorticity is 1,7 x i0 s1. The dominance of the stretching vorticity, which accounts for 60% of the gradient variation, leads to classify these oscillatory motions as long meso-scale waves. The potential vorticity conservation principle is invoked on an analysis that consists of superimposing the first layer quasi-gesotrophic potential vorticity and geostrophic stream funtion maps. This analysis revealed that the baroclinic waves are propagating as well as evidences of meander growth, an indication of a possible geophysical instability mechanism, are seen. Given the findings of the previous analyses, linear theory and the perturbation method are used to derive a dispersion relation for the BC System first mode baroclinic waves. The wave frequency is function of the BC velocity as well as the potential vorticity cross-stream gradient.

Denomina-se Sistema Corrente do Brasil (CB) ao sistema de correntes de contorno oeste formados pela CB, fluindo para sul-sudoeste, e Corrente de Contorno Intermediária (CCI), fluindo para norte-nordeste, associado aos meandros e vórtices. O sistema bordeja a margem continental brasileira sudeste ao longo de 1200-1800 m. A investigação da dinâmica das ondas baroclínicas de vorticidade superpostas ao Sistema Corrente do Brasil é conduzida através exclusivamente de análise de dados hidrográficos de dois cruzeiros de meso-escala (verão e inverno de 1993) do projeto Circulação Oceânica da Região Oeste do Atlântico Sul - COROAS, a componente brasileira do World Ocean Circulation Experiment - WOCE. Estes cruzeiros foram realizados na porção central do Embaiamento de São Paulo (\'23,5 GRAUS\' - \'27 GRAUS\'S). Objetivando-se a aplicação do Método Dinâmico, estimativa quantitativa de um Nível de Referência (NR) é conduzida comparando-se duas metodologias diferentes e independentes. A primeira utiliza o fato de que a CB transporta Água Tropical (AT) e Água Central do Atlântico Sul (ACAS) e de que a CCI transporta dominantemente Água Intermediária Antártica (AIA). Aplica-se então um Critério Termodinâmico, no qual a interface que separa ACAS e AIA é estimada para os dois cruzeiros via aplicação dos Teoremas de Shtokman. A outra metodologia consiste na obtenção de padrões verticais de velocidade baroclínica absoluta a partir de simulações numéricas com a versão seccional do Princenton Ocean Model - POM inicializados com 14 campos termohalinos interpolados a partir dos dados - é o Critério Dinâmico. Os dois critérios apresentam resultado médio que difere apenas cerca de 7 dbar um do outro. Assim, adota-se valor de 480 dbar como NR para os cálculos geostróficos como nível isobárico que demarca a interface média entre CB e CCI. Mapas de função de corrente geostrófica são gerados através de mapeamento objetivo. Tais mapas apresentam evidências inequívocas de que os ciclones e anticiclones, observados nos experimentos de verão e inverno de 1993, são estruturas de vórtices associadas a meandros do Sistema CB. Este aparecem como estruturas vorticais postadas em lados diametralmente opostos ao eixo da CB: ciclones no lado costeiro, e anticiclones no lado oceânico. A variação vertical das estruturas dos meandros e a existência de uma única inversão de sentido permite comprovar e concluir que são ondas baroclínicas de primeiro modo, corroborando especulações presentes na literatura. A construção de um modelo quase-geostrófico de duas camadas para um oceano não-viscoso no plano \'beta\' e de fundo plano permite a realização de análise de vorticidade potencial. Tal análise permite concluir que o campo de vorticidade básico devido à CB suplanta o planetário e que estas ondas baroclínicas são ondas que devem sua existência ao cisalhamento vertical e horizontal da corrente. A variação frontal em vorticidade potencial baroclínica do Sistema CB é de \'1,7x10 POT.-5 s POT. -1\'. A dominãncia do termo da vorticidade de estiramento, que responde por 60% da variação de vorticidade na frente, permite estabelecer que as ondas capturadas na malha hidrográfica são ondas longas dentro da classe de meso-escala. O princípio de conservação de vorticidade potencial é invocado numa análise que envolve a superposição dos campos de vorticidade potencial e função de corrente para a primeira camada. Esta análise apresenta tanto evidências robustas de propagação das ondas baroclínicas quanto indícios de crescimento do meandro ciclônico, ou seja, de processo de instabilidade. Face aos achados das análises anteriores, teoria linear e método das perturbações são utilizados para obter uma relação de dispersão para as ondas baroclínicas da CB. Esta relação é dependente da velocidade da CB e do gradiente de vorticidade potencial através da corrente / The Brazil Current System is formed by two western boundary currents that flow along the Southeast Brazil continental margin from surface to 1200-1800 m deep. These two currents are the southward-flowing Brazil Current (BC) and the northward-flowing Intermediate Western Boundary Current (IWBC). The investigation of the dynamics of the barociinic vorticity waves superimposed to the BC system is conducted in this work solely from hydrographic data anaiysis and manipulation from two oceanographic meso-scale surveys that were part of the COROAS Project, the Brazilian arm of the Worid Ocean Circulation Experiment. These two cruises sampled the central portion of the São Paulo Bight (23,5°- 27°S) in the summer and winter seasons of 1993. As it was intended to appiy the classical Dynamic Method to the data, a quantitative estimate of the reference levei (RL) is conducted through the comparison of two different and independent methodoiogies. The first uses the previous knowiedge that the BC transports Tropical Water and South Atlantic Central Water (SACW) as well as that the IWBC transports mainly Antarctic Intermediate Water (AAIW). This method, referred here as the Thermodynamic Criterion applies the Shtokman theorems to estimate the interface depth between SACW and AAIW. The second methodology, designated here as the Dynamic Criterion, consists of modeiing absolute baroclinic velocities for all 14 hydrographic transects using the sectional version of the Princeton Ocean Model. The results of the two methods differ oniy in 7 dbar and a RL of 480 dbar is adopted as to represent the average interface isobaric level between BC and IWBC in the following geostrophic calculations. Horizontal distributions of geostrophic stream function are generated using objective mapping. These distributions present unequivocal evidences of cyclonic and anticyclonic structures in both Summer and Winter 1993 cruises. These features are associated to meanders of the BC System. They are depicted in opposing sides of the current core. The cyclone is seen in the BC coastal side as the anticyclone is placed in its oceanic side. The vertical variation of these pattems with a single flow direction inversion confirms that these vortical features are part of a first baroclinic mode wave, which corroborates previous speculations found in the literature. In order to pursue a potential vorticity analysis, a data-derived two-layer quasi-geostrophic model is built assuming an invicid flat-bottomed ocean in the 3-plane. This analysis allowed to conclude that the basic vorticity field associated with both horizontal and vertical shear of the boundary currents are responsible for the baroclinic wave existence. The planetary vorticity gradient is one order of magnitude lower. The frontal variation in baroclinic potential vorticity is 1,7 x i0 s1. The dominance of the stretching vorticity, which accounts for 60% of the gradient variation, leads to classify these oscillatory motions as long meso-scale waves. The potential vorticity conservation principle is invoked on an analysis that consists of superimposing the first layer quasi-gesotrophic potential vorticity and geostrophic stream funtion maps. This analysis revealed that the baroclinic waves are propagating as well as evidences of meander growth, an indication of a possible geophysical instability mechanism, are seen. Given the findings of the previous analyses, linear theory and the perturbation method are used to derive a dispersion relation for the BC System first mode baroclinic waves. The wave frequency is function of the BC velocity as well as the potential vorticity cross-stream gradient.