Flow cytometry (FCM) is a well established technique used for enumeration and characterization of marine biological particles, which fulfills the scientific demands of rapid cell counting automation. FCM allows the discrimination of pico- and nanoplankton populations regarding its abundance, cell size, and pigment content both by natural or induced fluorescence. The cyanobacterium Prochlorococcus is widespread in the euphotic zone of the tropical and subtropical oceans, and is considered the smallest and most abundant photosynthetic organism in the planet. Synechococcus, other important cyanobacterium genus present in the picoplankton, is highly diverse and is widely distributed in marine ecosystems from cold and mesotrophic, to warm, open ocean oligotrophic waters. Photosynthetic pico- and nanoeukaryotes display a range of physiologies and life strategies. Although its abundance is generally lower, the larger cell size leads to a significant contribution to the epipelagic community biomass. In this thesis I aimed to investigate the abundance and carbon biomass distribution of heterotrophic bacteria, Prochlorococcus, Synechococcus, autotrophic pico- and nanoeukaryotes in the Southwest Atlantic Ocean off Brazil, their relation to the different water masses and the influence of hydrodynamic (South Atlantic Central Water intrusion) and biological processes (Trichodesmium spp. and Mesodinium rubrum blooms) on such distributions. / A citometria de fluxo (FCM, sigla em inglês) é uma técnica bem estabelecida, usada para enumeração e caracterização de partículas biológicas marinhas, a qual supre a demanda científica por automação rápida de contagem de células. A FCM permite a discriminação de populações pico- e nanoplanctônicas no que concerne à sua abundância, tamanho de célula e pigmentação, tanto por fluorescência natural ou induzida. A cianobactéria Prochlorococcus é amplamente disseminada pela zona eufótica dos oceanos tropicais e subtropicais, sendo considerada o menor e mais abundante organismo fotossintético do planeta. Synechococcus, outro importante gênero de cianobactérias presente no picoplâncton, é diverso e amplamente distribuído em ecossistemas marinhos, de águas frias e mesotróficas à regiões oceânicas quentes e de águas oligotróficas. Pico- e nanoeucariotos fotossintéticos apresentam uma grande variedade de fisiologias e estratégias de vida. Embora a abundância destes grupos seja geralmente menor, o maior tamanho de suas células resulta numa contribuição significante dos mesmos para a biomassa da comunidade epipelágica. Na presente tese eu objetivei investigar a abundância e a distribuição da biomassa de carbono de bactérias heterotróficas, Prochlorococcus, Synechococcus, pico- e nanoeucariotos autotróficos no sudoeste do Oceano Atlântico ao largo do Brasil, sua relação com as diferentes massas d\'água e a influência de processos hidrodinâmicos (como a intrusão da Água Central do Atlântico Sul) e biológicos (florações de Trichodesmium spp. e Mesodinium rubrum) em tais distribuições.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_PaleomagnetismoRochasVulcanicas.pdf: 16035981 bytes, checksum: 8ac4102d271a67eee44d9887a3743b3e (MD5) Previous issue date: 1983 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / KFA - Kernforschungsanlage / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / FADESP - Fundação de Amparo e Desenvolvimento da Pesquisa / Na primeira parte deste trabalho foram desenvolvidos estudos de magnetismo de rochas e paleomagnetismo em amostras de rochas vulcânicas do Nordeste brasileiro. As idades das amostras compreende os períodos Jurássico e Cretáceo. Com este objetivo foram amostradas quatro áreas tendo sido estudado um total de 496 amostras em 55 sítios. Para a coleta foi utilizada uma perfuradora portátil que extrai amostras de 2.5 cm de diâmetro. A orientação das amostras foi feita por meio de uma bússola magnética e de um clinômetro. Os espécimes foram submetidos a desmagnetizações por campo magnético alternado e em alguns poucos casos foi empregada a desmagnetização térmica. Atribuindo-se peso unitário a cada sítio foi determinada a direção média da magnetização remanescente característica de cada uma das áreas estudadas. As rochas vulcânicas do período Jurássico, localizadas na borda oeste da Bacia do Maranhão (Porto Franco-Estreito), apresentaram uma direção media em que D= 3.9°, I= -17.9° com α95= 9.3°, k= 17.9, N= 15 e todos os sítios apresentaram polaridade normal. Para esta área foi determinado o polo paleomagnético de coordenadas 85.3°N, 82.5°E (A95= 6.9º) que se localiza próximo a outros polos paleomagnéticos conhecidos para esse período. As rochas da borda leste da Bacia do Maranhão (Teresina-Picos-Floriano) de idade cretácica inferior apresentaram uma direção média de magnetização remanescente característica tal que D= 174.7°, I= +6.0º com α95= 2.8º, k= 122, N= 21 e todos os sítios apresentaram polaridade reversa. O polo paleomagnético associado a elas apresentou por coordenadas 83.6°N, 261.0°E (A95=1.9°) e mostrou concordância com outros polos sul americanos de mesma idade. No Rio Grande do Norte foi estudado um enxame de diques toleíticos também de idade cretácica inferior, cuja direção média da magnetização remanescente característica encontrada foi D= 186.6º, I= +20.6º com α95= 14.0° e k= 12.9, N= 10. Os sítios desta área apresentaram magnetizações com polaridades normal a reversa. O polo paleomagnético obtido se localiza em 80.6°N e 94.8°E com A95= 9.5°. O estudo das rochas vulcânicas da província magnética do Cabo de Santo Agostinho indicou para a região um valor de D= 0.4º, I= -20.6º com α95= 4.8° e k= 114, N= 9 para a magnetização remanescente característica. Todos os sítios apresentaram polaridade normal e o polo paleomagnético determinado apresentou as seguintes coordenadas: 87.6ºN, 135ºE com A95= 4.5º. Foi discutida a eliminação da variação secular das direções obtidas, de forma que cada polo apresentado nesta dissertação é verdadeiramente um polo paleomagnético. A análise dos minerais magnéticos portadores da remanência, efetuada por curvas termomagnéticas ou por difração de Raio-X, indicou na maior parte das ocorrências, a presença de titanomagnetita pobre em titânio. A presença de maguemita e algumas vezes hematita, na maior parte das vezes resultado de intemperismo, não anulou a magnetização termoremanente associada à época de formação da rocha, que foi determinada após a aplicação de técnicas de desmagnetização aos espécimes. Pelas curvas termomagnéticas obteve-se, para a maioria das amostras, uma temperatura de Curie entre 500 e 600ºC. Os casos mais freqüentes indicaram a ocorrência de titanomagnetita exsolvida, em que foram observadas a presença de uma fase próxima à magnetita e outra fase rica em titânio, próxima à ilmenita, resultado de oxidação de alta temperatura. A segunda parte do trabalho diz respeito à determinação da época de abertura do oceano Atlântico Sul por meio de dados paleomagnéticos. Entretanto ao invés de se utilizar o procedimento comumente encontrado na literatura, e que se baseia nas curvas de deriva polar aparente de cada continente, foi aplicado um teste estatístico que avalia a probabilidade de determinada posição relativa entre os continentes ser válida ou não, para determinado período em estudo. Assim foi aplicado um teste F a polos paleomagnéticos da África e da América do Sul, dos períodos Triássico, Jurássico, Cretáceo Inferior e Cretáceo Médio-Superior, tendo sido estudadas situações que reconstituem a posição pré-deriva dos continentes e configurações que simulem um afastamento entre eles. Os resultados dos testes estatísticos indicaram, dentro de uma probabilidade de erro de menos de 5%, que a configuração pré-deriva de Martin et al (1981) é compatível com os dados paleomagnéticos do Triássico, mas apresenta uma diferença significativa para os paleopolos de Jurássico, Cretáceo Inferior, Cretáceo Médio-Superior. Outras reconstruções pré-deriva testadas apresentaram o mesmo resultado. A comparação entre os polos paleomagnéticos da América do Sul e da África, segundo uma reconstrução que admite uma pequena abertura entre os continentes, como a proposta por Sclater et al (1977) para 110 m.a. atrás, indicou que os dados do Triássico não são compatíveis com este afastamento. Por outro lado os paleopolos do Jurássico e do Cretáceo Inferior, embora mais antigos que a data sugerida pela reconstrução, são consistentes com esta separação dentro de uma probabilidade de erro de menos de 5%. Os dados do Cretáceo Médio-Superior se mostraram consistentes com a reconstrução sugerida para 80 m.a. atrás por Francheteau (1973) e que propõe uma separação maior entre os continentes. Com base na premissa de deslocamentos de blocos continentais rígidos a análise dos resultados obtidos indicou que América do Sul e África estavam unidas por suas margens continentais opostas no período Triássico e que uma pequena separação entre estes continentes, provavelmente devida a uma rutura inicial, ocorreu no Jurássico e se manteve, então, aproximadamente estacionária até o início do Cretáceo Inferior. Esta conclusão difere da maior parte dos trabalhos que discutem a abertura do oceano Atlântico Sul. Os dados do Cretáceo Médio-Superior são compatíveis com um afastamento rápido e significativo entre os continentes naquele período. / In the first part of this paper palaeomagnetic and rock magnetism investigations were developed in volcanic samples from the Northeast of Brasil. The age of the samples spans the Jurassic and Cretaceous periods. To accomplish this task four areas were studied and a total of 495 samples from 56 cites were analyzed. A portable drilling machine with 2.5 cm core diameter was used to collect the samples. The orientation of the samples were obtained by means of a magnetic compass, and a clinometer. The specimens were submitted to alternating field demagnetization and in, a few cases, to thermal demagnetization. Giving unit weight to each site the mean direction of the characteristic remanent magnetization of each one of the studied areas were determined. The volcanic rocks from Jurassic, lying in the western part of the Maranhão Basin (Porto Franco - Estreito) , yielded the mean direction: declination D=3.9º, inclination I=-17.9°, with the circle of 95% of confidence α95=9.3º, precision parameter k=17.9, number of sites N=15. All sites showed normal polarity. For this area was determined a palaeomagnetic pole with coordinates 85.3°N, 82.5°E (circle of 95% of confidence A95 = 6.9º) that is situated near other known palaeomagnetic poles for this period. The Lower Cretaceous rocks from the eastern part of the Maranhão Basin (Teresina-Picos-Floriano) yielded a mean direction for the characteristic remanent magnetization having D= 174.7º, I=6.0°, α95=2.8º, k=122, N=21. All sites showed reversed polarity. The calculated palaeomagnetic pole associated with these rocks has coordinates 83.6°N, 261.0ºE (A95= 1.9°) and is in agreement with other South American poles of the same age. In Rio Grande do Norte a swarm of Lower Cretaceous tholeiitic dikes was studied having a characteristic mean direction with D= 186.6º, I= 20.6º with α95= 14.0º, k= 12.9, and N= 10. The sites in this area showed mixed polarity. The computed palaeomagnetic pole is located at 80.6ºN and 94.8ºE with A95= 9.5º. The study of the volcanic rocks of the magmatic province of Cape Santo Agostinho yielded the following values for the characteristic remanent magnetization D= 0.4º, I=-20.6º with α95= 4.8º, k=114, N=9. All sites showed normal polarity and the calculated paleomagnetic pole has the coodinates: 87.6ºN 135ºE with A95= 4.5. The secular variation of the obtained directions was discussed so that each pole presented in this paper is really a palaeomagnetic pole. The analysis of the magnetic minerals of these samples was done by thermomagnetic curves and by X-ray diffraction. In most cases the magnetic phase in the rocks is mainly titanomagnetite with poor titanium content. Maghemite and sometimes hematite, usually a product of weathering, did not obscure the initial thermoremanent magnetization of these rocks. Generally the determined Curie temperature lies between 500-600º C. Frequently it was observed that the exsolved titanomagnetite has a phase near magnetite and another phase rich in titanium, near ilmenite, as a result of high temperature oxidation. The second part of this paper deals with the determination of the time of the opening of the South Atlantic ocean by means of palaeomagnetic data. In this paper, however, instead of using the polar wandering paths of the continents (the usual method) statistical tests were applied that give the probability that a certain configuration for the two continents be consistent or not with the palaeomagnetic data for a chosen period. For the Triassic, Jurassic, Lower Cretaceous and Middle-Upper Cretaceous periods the palaeomagnetic poles for Africa were compared with the respective poles of South America in pre-drift configuration by means of an F-test. Other configurations that indicate some separation between the two continents were also tested. The results of the tests showed that the pre-drift reconstruction after Martin et al (1981) is consistent with the palaeomagnetic data for Triassic, but there is a significant difference between the respective Jurassic, Lower Cretaceous and Middle-Upper Cretaceous palaeopoles for the two continents, with a probability of error of less than 5%. Other pre-drift reconstructions were tested and the results were the same. Comparing the pole positions for South America and Africa in a configuration that indicates a small separation between the two continents, as the one suggested by Sclater et al (1977) for 110 m.y.B.P. one finds a significant difference for the Triassic data. For the Jurassic and Lower Cretaceous palaeomagnetic poles, which are, however, earlier than the suggested date of the reconstruction, the results are consistent with that separation of the continents with a probability of error of less than 5%. The reconstruction for 80 m.y.B.P., after Francheteau (1973), indicanting a larger separation between the continents, is consistent with the Middle-Upper Cretaceous palaeomagnetic poles. Assuming the premise of the movements of crustal blocks relative to each other as rigid blocks, the results of the F-test indicated that South America and Africa were close together during Triassic. There was, nevertheless, a small separation between the continents in Jurassic, probably due to an earlier rifting event, and this separation was stationary until Lower Cretaceous time. This result is different from the most part of the papers that discuss the openning of the South Atlantic ocean. The Middle-Upper Cretaceous data are compatible with a fast and significant spreading of the continents in that period.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-18T13:52:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InterpretacaoGravimetricaMagnetica.pdf: 9202895 bytes, checksum: 8901637758bc80645a2afb69a5282b66 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-18T16:52:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InterpretacaoGravimetricaMagnetica.pdf: 9202895 bytes, checksum: 8901637758bc80645a2afb69a5282b66 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-18T16:52:53Z (GMT). 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Com o objetivo de estudar a Zona de Fratura Dupla Bode Verde, e assim conhecer melhor esta feição tão marcante no fundo oceânico e margem continental, foram tratados e interpretados os dados batimétricos, gravimétricos e magnéticos colhidos na operação anteriormente citada. A análise dos dados batimétricos permitiu uma definição para esta zona de fratura, com o seu caráter duplo marcado pela presença de duas calhas contínuas, paralelas entre si, e separadas por um alto que tem o seu próprio "rift-valley". As anomalias gravimétricas encontradas confirmam o caráter duplo, com os dois mínimos observados correspondendo às duas calhas da fratura. Estas calhas separam um bloco crustal de aproximadamente 40 km de largura. Com base nos dados gravimétricos, foram construídas nove seções crustais sobre a zona de fratura, que permitiram observar que a interface crosta-manto sofre um afinamento crustal embaixo das paredes da fratura. Esta interface, que encontra-se normalmente a uma profundidade de 8-9 km, passa a atingir profundidades de 5.5-6.0 km abaixo das paredes da fratura, com a crosta apresentando uma espessura de 2.0 km nestas partes. Este afinamento crustal é causado pela subida de material do manto. A extensiva alteração hidrotermal que ocorre na depressão central da fratura, pode ser a responsável pelo menor afinamento crustal observado nesta parte da zona de fratura. Para a interpretação dos dados magnéticos, foi usada uma escala de tempo de polaridade magnética entre o Cretáceo Inferior e o Cenozóico, e uma taxa de espalhamento oceânico de 2.0 cm/ano. Para a camada de basalto, que é responsável por parte das anomalias magnéticas observadas, foi usada uma espessura média de 0.5 km. Nas paredes da zona de fratura, ocorre uma diminuição na espessura desta camada, havendo uma interrupção da mesma na depressão central da fratura. / In January 1980, the CENTRATLAN Project Bode Verde I was conducted by collecting geophysical and geological data at the central portion of the Middle Atlantic Ridge, south of Ascensão Island. This research was done within an agreement between the US-American and Brazilian Navy. With the objective to describe the geology of the Bode Verde fracture zone and to understand the origins of this feature on the ocean floor and continental margin, bathimetric, gravimetric and magnetic data were collected. The analysis of the bathimetric data allowed to describe this feature as a doubled fractured zone, marked by two continuous troughs, parallel to each other, separated by a high with its own rift-valley. The gravimetric anomalies confirm this double feature, with the two observed gravimetric minimum corresponding to the two troughs of the fracture zone. These troughs separate a crustal block of approximately 40 km width. Based on gravimetric data it was possible to construct nine crustal sections of the fracture zone. They permitted to observe a thinning of the crust-mantle interface beneath the fracture walls. The interface crust-mantle that usually has a depth of 8-9 km, is only 5.5-6.0 km deep beneath the fracture walls with a crust thickness of about 2.0 km. The crustal thinning is caused by the ascent of mantle material. The hidrothermal alteration in the central trough of the fracture can be responsible for the minor crustal thinning observed in this part of the fracture zone. For the interpretation of the magnetic data was used a time scale of magnetic polarity between the Lower Cretaceous and Cenozoic and a spreading rate of the ocean floor of about 2.0 cm/year. For interpretation a thickness of 0.5 km was estimated for the basalt layer, which is responsible for the observed magnetic anomalies. lts thickness decreases in the fracture walls, being interrupted at the central trough fracture.

The present work focused on the possible influence of the Pacific Decadal Oscillation (PDO) on the positioning and intensity of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) during its annual cycle over the Atlantic Ocean and its impact in the rainfall totals in the northern South American continent. For this purpose, the mean annual fields of outgoing longwave radiation (OLR), sea surface temperature (SST), omega (ω), meridional wind (V) and precipitation rate (P) of Reanalysis data sets (NCEP/NCAR) were analysed. In addition, observed rainfall monthly mean series (INMET and HIDROWEB), the University of Delawere (UDEL) rainfall, interpolated in a 0.5°x0.5° grid, and the PDO indices found in the NOAA/ESRL/PSD site were used to support the analyses. The results were visualized with applets available in the ESRL/PSD/NOAA s site as well as GrADS software. The records period 1948-2005 was divided into PDO cold phase (1948-1976), warm phase (1977- 1998) and current phase (1999-2005), which was used to verify the climate tendency of the last seven years. The results suggested that the ITCZ remained farther north of its mean position during the PDO cold phase. Apparently, the ascending branch of the Hadley Cell was displaced farther north and the descendent branch of the Walker Circulation positioned farther west of their normal positions. This pattern led to a rainfall reduction in parts of Amazonia. In the PDO cold phase, the normalized rainfall indices showed a more noticeable rainfall reduction (increase) western (eastern) of 52°W, in the State of Pará. In the PDO warm phase, opposite circulation patterns and higher climate variability were observed. The results suggested that the PDO, in general, modified the SST patterns in the Atlantic and, as a consequence, the positioning and intensity of the ITCZ. There are evidences that the PDO is experiencing a new cold phase. Thus, one expects that the ITCZ and the Amazonian rainfall present a similar behaviour of previous cold phase. Particular attention should be paid to the Brazilian States of Roraima and Maranhão, eastern Pará State and western Amazonas State, including Colombia, Venezuela e north-eastern Bolivia, that may experience a sensible rainfall reduction during the next 10 years. Another relevant result was relative to a possible enhancement of convection and rainfall over the southern Saharan region (Sahel), Africa, during the present PDO phase. It was noticed that it rained more in the region till 1975, when the SST anomalies of Equatorial Guinea Gulf were negative and the wind south component was stronger. These conditions seem to be returning. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No presente trabalho dissertou-se sobre as possíveis influências da Oscilação Decadal do Pacífico (ODP) no posicionamento e intensidade da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) em seu ciclo anual sobre o Oceano Atlântico e seus impactos na precipitação do norte da América do Sul. Para tanto, foram utilizados os campos médios de radiação de ondas longas emergentes (ROLE), temperatura da superfície do mar (TSM), omega, vento meridional e precipitação, elaborados a partir do conjunto de dados de Reanalises do NCEP/NCAR, além de índices de ODP do ESRL/PSD/NOAA e séries temporais da precipitação média observada de postos pluviométricos (INMET and HIDROWEB) e a interpolada pela University of Delawere (UDEL) numa grade de 0,5°x0,5°. Os aplicativos disponíveis no site do ESRL/PSD/NOAA, bem como o GrADS, foram utilizados para visualizar os resultados das análises. O período de 1948 a 2005, correspondendo às fases fria (1948- 1976), quente (1977- 1998) e atual (1999- 2005) da ODP, foi tomado como base, este último tendo sido utilizado para verificar tendências climáticas contemporâneas. Os resultados indicaram que, durante a fase fria da ODP, a ZCIT esteve mais ao norte de sua posição climatológica. O ramo ascendente da célula de Hadley permaneceu mais deslocado para norte e o descendente da circulação de Walker mais deslocado para oeste. Essa configuração foi responsável pelo decréscimo da precipitação observado em parte da Amazônia. Os índices de precipitação padronizada (IPP) mostraram redução (aumento) mais acentuada da chuva a oeste (leste) de 52°W, no Estado do Pará. Durante a fase quente da ODP, foram observadas configurações opostas e maior variabilidade climática interanual. De maneira geral, as análises mostraram que a ODP mudou a configuração das TSM no Atlântico e influenciou o posicionamento e intensidade da ZCIT. Sugeriram, também, que a ODP parece estar experimentando sua nova fase fria. Com base nesses resultados, espera-se que a ZCIT e a precipitação, apresentem variabilidade semelhante à fase fria anterior. Dessa forma, particular atenção, deve ser atribuída a regiões dos Estados de Roraima, Oeste do Amazonas, leste do Pará e Maranhão, além da Colômbia, Venezuela e nordeste da Bolívia, que deverão sofrer redução em sua precipitação média nos próximos 10 a 15 anos. Outro resultado relevante diz respeito aumento da convecção e precipitação que poderá ocorrer no Sul do Deserto de Sahara (Sahel), África, ao longo da atual fase da ODP. Nessa região, foi notado que choveu mais até 1975, quando o Golfo da Guiné apresentou anomalias negativas de TSM e a componente sul do vento esteve mais forte.Aparentemente, essas condições estão retornando.

The aim of this study was to characterize the extreme events of rainfall in Eastern Amazon, to analyze on ocean-atmosphere conditions in global scale associated with intense occurrence periods of these events, to contribute for temporal variation comprehension of rainfall extreme events, as well as of determinant phenomena to its occurrence and to make further projections. For this purpose, Pluviometric Precipitation stations data from Brazilian National Institute for Meteorology (INMET) located in Belém, Breves, Altamira, Tucuruí and Marabá; and monthly data of precipitation from Delaware University (UDEL). In addition, available meteorological series at ESRL/PSD, particularly, sea surface temperature; u and v components; outgoing long wave radiation; atmospheric vertical movements; divergence fields; satellite images and oceanic and atmospheric climatic indices as Multidecadal Atlantic Oscillation, Pacific Decadal Oscillation (PDO), North Atlantic Oscillation, South Oscillation and Multivariated ENOS index. The methodology has included statistical techniques for rainfall analysis and behavior, as well as major phenomena that influence its annual regime, and events diagnostic as well. It was made class distribution of daily rainfall in Belém-PA, Eastern Amazon, and was clear that rainfall yearly total high values in that region were resulting from extreme events of rainfall that contributed, in average, with 37% from rain yearly total. These extreme events corresponded to 10% from total values of rainy days. There was a rising trend of these events in the last 10 years, attributed to upper troposphere cooling during that beginning of new PDO cold phase. Oceanic and atmospheric indices from Pacífic Ocean have shown to be a valuable tool for prediction of periods with extreme event occurrences. Trade winds, and mainly the sea surface temperature, were determinant factors for extreme events occurrence and development in Eastern Amazon, wavelets transform analysis has shown the energy and annual cycle present in precipitation regime of this region, as well as influence of high frequency phenomena as ENOS at rainy season of analyzed stations. Climate perspectives indicated that PDO is already in the new cold phase and its permanence is not known, much less its causes. However, if that new phase remain for more 15 to 20 years, certainly there will be rise in rainfall extreme events in Eastern Amazon, due to slowly cooling of upper troposphere, resulting in most vertical development of cumulonimbus clouds, responsible by high total values of rainfall. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo principal desse estudo foi fazer a caracterização dos eventos extremos de precipitação no leste da Amazônia, a análise das condições oceano-atmosfera em escala global associadas a períodos com intensa ocorrência desses eventos, contribuir para a compreensão da variação temporal dos eventos extremos de chuva, assim como dos fenômenos determinantes para a sua ocorrência e fazer projeções futuras. Para tal, foram utilizados dados de precipitação pluviométrica do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) das estações de Belém, Breves, Altamira, Tucuruí e Marabá e dados de precipitação mensal da Universidade de Delaware (UDEL). Em adição a isso, séries de variáveis meteorológicas disponíveis no ESRL/PSD, em especial, temperatura da superfície do mar, componentes u e v do vento, radiação de onda longa emergente, movimentos verticais atmosféricos, campos de divergência, imagens de satélite e índices climáticos oceânicos e atmosféricos, como a Oscilação Multidecadal do Atlântico, Oscilação Decadal do Pacifico (ODP), Oscilação do Atlântico Norte, Oscilação Sul e Índice Multivariado de ENOS. A metodologia incluiu técnicas estatísticas para análise e comportamento da precipitação, assim como os fenômenos que mais influenciam em seu regime anual, além dos diagnósticos dos eventos. Foi elaborada a distribuição de classes da precipitação diária em Belém (PA), leste da Amazônia, e ficou claro que os altos totais anuais de chuva nessa região foram decorrentes de eventos extremos de precipitação, que contribuíram, em média, com 37% do total anual de chuva. Esses eventos extremos representaram 10% dos totais de dias chuvosos. Houve uma tendência de aumento desses eventos nos últimos 10 anos, o que foi atribuído ao resfriamento da troposfera superior durante esse início da nova fase fria da ODP. Os índices oceânicos e atmosféricos do Oceano Pacifico, mostraram ser uma ferramenta valiosa para a previsão de períodos com ocorrência de eventos extremos. Os ventos Alísios, e principalmente a temperatura da superfície do mar, foram fatores determinantes para o desenvolvimento e ocorrência de eventos extremos no leste da Amazônia, A análise da Transformada de Ondeleta (TO) mostrou a energia e o ciclo anual presente no regime de precipitação dessa região, assim como a influência de fenômenos de alta freqüência como o ENOS no período chuvoso das estações analisadas. As perspectivas climáticas indicaram que a ODP já está em sua nova fase fria. Não se sabe por quanto tempo a ODP irá permanecer em sua nova fase, muito menos as suas causas, porém, se ela perdurar por mais 15 a 20 anos, que é o esperado, certamente haverá um aumento nos eventos extremos de chuva na região Amazônica, devido ao paulatino resfriamento da troposfera superior, resultando em maior desenvolvimento vertical de nuvens tipo cumulonimbo, responsável pelos altos totais pluviométricos.

Made available in DSpace on 2011-05-04T12:36:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009 / A contaminação dos oceanos, associada às atividades antrópicas, tem se tornando biodisponível para diversos organismos, entretanto os mais vulneráveis são aqueles situados no topo da cadeia trófica marinha, incluindo o homem e os mamíferos marinhos, mas principalmente os cetáceos costeiros, como o boto-cinza (Sotalia guianensis). Diversos estudos têm indicado que os cetáceos são excelentes bioindicadores da qualidade dos ambientes marinhos devido a peculiaridades biológicas e ecológicas desta mega-fauna. Desta forma, este trabalho objetivou propor o boto cinza como espécie sentinela da saúde dos ecossistemas costeiros ao longo de sua distribuição (desde Santa Catarina, sul do Brasil até Honduras, América Central). Além disso, este estudo objetivou a utilização desta espécie como bioindicadora da biodisponibilização de Hg total no estuário Amazônico e costa norte do Rio de Janeiro. Na primeira abordagem desta pesquisa a literatura disponível sobre impactos da contaminação e doenças emergentes sobre o boto-cinza foi revisada e discutida. Apesar de a literatura pesquisada ser incipiente se comparada com estudos realizados no hemisfério norte, estudos recentes têm revelado altos níveis de contaminantes nesta espécie (e.g. metais pesados, organoclorados, PCBs, compostos organoestânicos, PFOS e PBDE). A presença de doenças emergentes, tais como doenças cutâneas e ósseas, além da identificação de infecções causadas por organismos potencialmente patogênicos (e.g. giardíase, lobomicose,toxoplasmose e presença de Vibrio sp.) tem sido notificadas em S. guianensis. Para o estudo das concentrações de Hg total, amostras de músculo de 20 botos-cinza da costa norte do Rio de Janeiro e 29 da costa do Amapá foram analisadas. A concentração média de Hg foi 0,38 (0,07-0,79) para a costa do Amapá (AP) e 1,07 microgramas/g-1 pu (0,20-1,66) para a costa do Rio de Janeiro (RJ). Os baixos níveis de Hg para a costa do AP é provavelmente devido à ausência de fontes antrópicas deste elemento para o ambiente, entretanto, os níveis detectados para a costa do RJ estão possivelmente associados à liberação ambiental deste poluente ao longo da costa. Os níveis de ambas as áreas de estudos mostraram baixos níveis de Hg quando comparados com estudos em diversas regiões do mundo. Não houve diferença significativa de Hg para machos e fêmeas e as concentrações tenderam a se elevar com o aumento do comprimento total. Com base nos resultados desta pesquisa, propõe-se a espécie Sotalia guianensis como organismo sentinela da saúde dos ecossistemas costeiros. Além disso, esta pesquisa aponta a necessidade de estudos adicionais sobre contaminantes e a possível associação destes com as doenças emergentes e organismos patogênicos detectados nesta espécie ameaçada. / The pollution of the oceans, associated to human activities, is affecting several marine organisms. However, the most vulnerable species are those situated on the top of the marine trophic web, including the humans and marine mammals, but principally costal cetaceans, as marine tucuxi dolphins (Sotalia guianensis). Studies have indicated that cetaceans are excellent bioindicators for the quality of the marine environment because of their biological and ecological properties. Hence,the aim of this scientific work is to use the marine tucuxi dolphin as sentinel species for the marine ecosystem health along its distribution (from Santa Catarina, South Brasil to Honduras, Central America). Furthermore, this study aims to point out this species as a useful tool for the bioavailability of total Hg of the Amazon estuary and north coast of Rio de Janeiro. In the first approach of this research, the literature available about impacts of the contamination and emerging diseases on the S. guianensis were reviewed and discussed. Despite little literature available compared with studies carried out in the north hemisphere, recent studies have indicated elevated levels of chemical contaminants in this species (e.g. heavy metals, organochlorines, PCBs, organotin compounds, PFOS, PBDE). The presence of emerging diseases, such as skin and bone diseases, and the infections caused by organisms potentially dangerous (e.g. giardiasis,lobomycosis, toxoplasmosis, presence of Vibrio spp.) have been notified in S. guianensis. For the development of the study of the concentrations of total Hg, muscle samples of 20 marine tucuxi dolphins from the north Rio de Janeiro State and 27 from the coast of Amapá (Amazonian coast)were analyzed. The average concentration of Hg was 0,38 (0,07-0,79) at the coast of Amapá (AP) and 1,07 μg/g-1 pu (0,20-1,66) at the coast of Rio de Janeiro (RJ). The low levels of Hg detected in dolphins from the AP coast were probably due to the absence of human source of this element. On the other hand, the levels of Hg detected in dolphins from the RJ coast reflect the release of this element to the marine environment through the human activities conducted along the coast. Both of the study areas showed low levels of the Hg compared with studies conducted over the world. No statistic correlation was found between the levels of Hg for males and females and the concentrations of this element tended to elevate with increasing total body length. According to the results presented in this research, the species Sotalia guianensis is a potential sentinel for the health of the coastal marine environment. Furthermore, this research points out the necessity of additional studies about chemical contaminants and their possible association to the emerging diseases and pathogenic organisms frequently detected in this threatened species.

In this work, formulations of ocean data assimilation methods and numerical experiments focusing on the tropical Atlantic Ocean are presented. A methodology of correction of salinity, which takes the temperature analysis and a local relation between temperature and salinity, and numerical experiments are also presented. The methods used here were: the Bergthorsson and Döös (B&D) method; the method of Successive Corrections, both with fixed weights; and a version of the Kalman filter based on the Fokker-Plank equation with prognostic weights. The global circulation model MOM version 3 from GFDL/NOAA was used for the realization of experiments with inter-annual and seasonal variabilities. These experiments used observational data from the PIRATA project and from the climatological Levitus Atlas, respectively. The experiments were performed after 15 years of spin up. Several sensitivity experiments were realized to identify the impact of data assimilation on the model results, particularly in relation to: (i) the number of model vertical levels with assimilation, (ii) assimilation of only vertical profiles of temperature; (iii) assimilation of only vertical profiles of salinity; (iv) assimilation of vertical profiles of both temperature and salinity; (v) assimilation of only vertical profiles of temperature but with salinity correction. The results showed that the use of the assimilation methods reduced the model errors in relation to the observational data. The analysis increments by the data assimilation methods heated the surface ocean and cooled the region below the thermocline. The Kalman filter version produced localized corrections around the observational data, while the methods with prescribed weights produced smooth analysis with large-scale impacts. The assimilation of only temperature with the B&D method conducted for 1 year imposed perturbations that caused the degradation of the solution in the second half of the experiment. The assimilation of both temperature and salinity or the assimilation of only temperature with salinity correction produced the best model estimate with respect to observation. For the implementation of an operational ocean data assimilation system with the methods investigated in the present work, it is recommended the use of the B&D method and assimilation of both temperature and salinity. / Neste trabalho são apresentadas formulações de métodos de assimilação de dados oceanográficos e experimentos numéricos enfocando o Oceano Atlântico tropical. É apresentada ainda uma metodologia e experimentos de correção da salinidade a partir de análises de temperatura usando uma relaçãolocal entre a temperatura e salinidade. Foi utilizado o método de Bergthorsoon e Döös (B&D), o método de correções sucessivas, ambos com pesos prescritos, e uma versão do filtro de Kalman baseada na equação de Fokker-Planck com pesos prognosticados. Foi empregado o modelo de circulação geral dos oceanos MOM3 do GFDL/NOAA para a realização de experimentos com variabilidade interanual e com variabilidade sazonal usando dados observados do projeto PIRATA e climatologia do Atlas de Levitus, respectivamente. As integrações foram feitas após 15 anos de integração de spin up. Diversos experimentos de sensibilidade foram realizados para identificar o impacto da assimilação de dados na simulação do modelo, particularmente em relação a: (i) número de níveis verticais do modelo com assimilação; (ii) assimilação com perfis verticais de temperatura; (iii) assimilação com perfis verticais de salinidade; (iv) assimilação de ambos perfis verticais de temperatura e salinidade; e (v) assimilação de somente perfis verticais de temperatura mas com correção da salinidade. Os resultados obtidos indicam que os métodos de assimilação reduziram os erros do modelo em relação às observações. Os incrementos da análise produzidos pelos métodos de assimilação aqueceram o oceano superficial e esfriaram a região abaixo da termoclina. A versão do filtro de Kalman produziu correções localizadas ao redor dos pontos de dados observacionais, enquanto os métodos com pesos prescritos produziram análises mais suaves com correções em áreas maiores. A assimilação de somente temperatura com o método de B&D conduzida por 1 ano impôs perturbações que causaram a degradação da qualidade da simulação na segunda metade do experimento. A assimilação de ambos temperatura e salinidade ou somente assimilação de temperatura com correção da salinidade produziram a melhor estimativa do modelo em relação às observações. Para a implementação de um sistema de assimilação de dados oceanográficos operacional com os métodos aqui investigados recomenda-se o uso do método de B&D e assimilação de ambos temperatura e salinidade.

Through analysis of large-scale ocean gyre dynamics from simulation results of the ocean component of the Community Earth System Model version 1 - the Parallel Ocean Program version 2 (CESM1-POP2) - this study builds upon existing research suggesting recent changes in the circulation of global subtropical gyres with respect to the South Atlantic Ocean. Results all point to an increase in the total counterclockwise circulation and a southward displacement of the sub- tropical gyre system. The northern boundary of the South Atlantic Subtropical Gyre (SASG) is represented by the bifurcation of the southern branch of the South Equatorial Current (sSEC) into the North Brazil Undercurrent/Current (NBUC/NBC) to the north and the Brazil Current (BC) to the south. The sSEC Bifurcation Latitude (SBL) dictates the partition between waters flowing poleward and those flowing equatorward. Although a northward migration of the SBL would be expected with the gyre spin up and associated poleward transport increase, the SBL migrates southwards at a rate of 0.051o/yr, in conjunction to a substantial increase in the equatorward advection of waters within the sSEC-SBL-NBUC system, which is included in the upper-branch of the Atlantic Meridional Overturning Circulation. / Através de análises da dinâmica de grande-escala do giro oceânico, proveniente dos resultados de simulação da componente oceânica do Community Earth System Model versão 1 - o Parallel Ocean Program versão 2 (CESM1-POP2) - este estudo se baseia em estudos prévios sugerindo mudanças recentes na circulação dos giros subtropicais globais, com respeito ao oceano Atlântico Sul. Os resultados apontam para uma intensificação da circulação anti-horária e um deslocamento para sul de todo o sistema do giro subtropical. A borda norte do Giro Subtropical do Atlântico Sul (GSAS) é representada pela bifurcação do ramo sul da Corrente Sul Equatorial (CSEs) em Subcorrente/Corrente Norte do Brasil (SCNB/CNB) para norte e Corrente do Brasil (CB) para sul. A Latitude da Bifurcação da CSEs (LBC) determina a partição entre as águas fluindo em direção ao pólo e aquelas fluindo em direção ao equador. Embora seja esperada uma migração para norte da LBC com a aceleração da circulação do giro e consequente aumento do transporte em direção ao pólo, a LBC migra para sul a uma taxa de 0.051o/ano. Esta migração ocorre em conjunto à um aumento substancial na advecção de águas em direção ao equador com o sistema CSEs-LBC-SCNB, o qual está incluso no ramo superior da Circulação de Revolvimento Meridional do Atlântico.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2017-04-26T19:32:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_B_Macena_Full_Tubaleia_oficial_FINAL_BIB.pdf: 3006322 bytes, checksum: 3a1ffaf6152b8966edc8c3989913e65f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T19:32:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_B_Macena_Full_Tubaleia_oficial_FINAL_BIB.pdf: 3006322 bytes, checksum: 3a1ffaf6152b8966edc8c3989913e65f (MD5) Previous issue date: 2016-12-01 / CNPQ / Compreender detalhadamente a história de vida do tubarão-baleia é fundamental para assegurar a sua conservação. No entanto, apesar da espécie possuir distribuição circumglobal e ser relativamente bem estudada entre os elasmobrânquios, ainda existe uma grande escassez de informações relacionadas a muitos dos seus aspectos ecológicos e biológicos em todo o mundo, principalmente no que diz respeito aos seus movimentos migratórios e ciclo reprodutivo. No Oceano Atlântico, particularmente, a espécie vem sendo investigada majoritariamente no Golfo do México/ Mar do Caribe, permanecendo uma grande lacuna para o restante dessa bacia oceânica. O presente estudo representa a primeira iniciativa de investigação da distribuição espacial do tubarão-baleia em escala oceânica no sudoeste do Atlântico baseada em registros de ocorrências na costa do Brasil, além de ter sido o primeiro trabalho também sobre o rastreamento de tubarões-baleia na região equatorial. Com o objetivo de complementar o conhecimento acerca da distribuição geográfica e movimentação do tubarão-baleia nas regiões sudoeste e equatorial do oceano Atlântico, foram empregadas técnicas modernas de modelagem ecológica e rastreamento via satélite, além da utilização do método tradicional de censo visual para identificação de aspectos populacionais no Arquipélago de São Pedro e São Paulo (ASPSP). Primeiramente, foram realizadas predições referentes à distribuição espacial de habitats adequados para alimentação e inferências sobre a influência de variáveis ambientais específicas para ocorrência do tubarão-baleia na costa do Brasil/ sudoeste do oceano Atlântico. Em seguida, a sazonalidade, a abundância relativa e a estrutura populacional dos tubarões-baleia que visitam o ASPSP foram investigadas, incluindo inferências acerca da importância de ecossistemas insulares oceânicos para a parcela madura da espécie. Por fim, na terceira parte da Tese, os deslocamentos horizontais e verticais de tubarões-baleia marcados com transmissores via satélite no ASPSP foram descritos e o comportamento de mergulho avaliado com relação a fatores biofísicos e ambientais específicos. Os resultados obtidos no presente estudo são relevantes não somente para a conservação do tubarão-baleia, mas para o ecossistema marinho na costa do Brasil, de uma forma geral, posto que o mapeamento de habitats ideais para alimentação da espécie também serve para identificar áreas ecologicamente importantes para outras espécies. Ademais, a identificação do ASPSP como uma área importante para a parcela adulta dos tubarões-baleia ressalta sua importância ecológica no ciclo de vida da espécie, destacando a necessidade de se envidar maiores esforços para a conservação do local. / Understanding the life history of the whale shark is fundamental to assure its conservation. However, in spite of the circumglobal distribution of the species and the fact that it is relatively well studied among elasmobranchs, there is still a serious lack of information concerning its biology in the entire world, mainly regarding its migratory movements and reproductive cycle. In the Atlantic Ocean, particularly, the whale sharks have been predominantly studied in the Gulf of Mexico/Caribbean Sea, with a big gap still remaining for the rest of this ocean basin. Aiming to help to fill this gap on geographical distribution and movement patterns of whale sharks in the Equatorial and Southwest Atlantic regions, modern techniques of ecological modelling and satellite tracking were used, in addition to the use of scientific traditional method of visual census to describe the population aspects of the species in the archipelago of São Pedro and São Paulo (ASPSP). Firstly, geographical predictions of suitable habitats for whale shark feeding and inferences of the influence of specific environmental variables on the occurrence distribution in the Brazilian coast/southwestern Atlantic Ocean were conducted to describe the potential spatial distribution of the species. Then, the seasonality of occurrence, relative abundance and population structure of the whale sharks visiting the ASPSP were investigated, including a discussion regarding the importance of the insular oceanic ecosystems to the mature portion of the species. Finally, in the third part of the thesis, the horizontal and vertical displacements of whale sharks satellite tagged off ASPSP were described and the diving behavior assessed in relation to specific biophysical and environmental factors. The present study represents the first oceanic-scale spatial distribution investigation effort in the southwest Atlantic on whale shark presence records from the Brazilian coast, besides of being the first study using satellite tracking on the species in the equatorial Atlantic as well. The results presented here are of great relevance not only for the whale shark conservation but also for the Brazilian marine ecosystem, as the mapping of suitable feeding habitats could contribute to the identification of areas of ecological importance to other marine species. Moreover, the identification of the ASPSP as an important area for the mature part of whale shark populations highlights its ecological relevance on the species life cycle, emphasizing the need of increasing the conservation efforts in this habitat.

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.