A new oceanic climatology to calculate ocean heat content (OHC) was developed for application year-round in the Atlantic Ocean basin. The Systematically Merged Atlantic Regional Temperature and Salinity (SMARTS) Climatology blends temperature and salinity fields from the World Ocean Atlas 2001 (WOA) and Generalized Digital Environmental Model v.3.0 (GDEM) at 1/4° resolution. This higher resolution climatology better resolves features in the Gulf of Mexico (GOM), including the Loop Current and eddy structures, than the previous coarser 1/2° products. Daily mean isotherm depths of the 20° C (D20) and 26° C (D26) (and their mean ratio), reduced gravity (e.g., 2-layer model), mixed layer depth (MLD), and OHC were estimated from the blended climatology. Using SMARTS with satellite-derived surface height anomaly and SST fields, daily values of D20, D26, MLD, and OHC were calculated from 1998 to 2010 using a two-layer model approach. Airborne and ship-deployed eXpendable BathyThermographs (XBT), long-term moorings, and Argo profiling floats provided the in-situ data to blend and assess the SMARTS Climatology. A clear, direct relationship emerged from the detailed analysis between satellite-derived and in-situ measurements of isotherm depths and OHC. This new climatological approach created a more accurate estimation of isotherm depths and OHC from satellite radar altimetry measurements, which can be used in hurricane intensity forecasts from the Statistical Hurricane Intensity Prediction Scheme (SHIPS). The Mainelli (2000) technique of calculating OHC was reexamined to most accurately project sea surface height anomalies (SSHA) into changes in depths of D20, D26, and MLD. SSHA surface features were tracked to determine realistic drift velocities ingested into the objective analysis algorithm. The former OHC algorithm assumed a climatological MLD, however observations show large temporal variability of MLD. Using a SSHA-dependent MLD for the OHC estimation improves the two-layer model by 5%. Upper ocean thermal structure estimations improved by 25% using the SMARTS Climatology as compared to that of Mainelli (2000).

Dados de altimetria por satélite contêm informações importantes para o mapeamento de estruturas tectônicas em regiões oceânicas, como falhas, zonas de fratura e montes submarinos. A grande disponibilidade e densidade desses dados permitem a identificação de feições do assoalho oceânico com boa precisão. Este trabalho tem como objetivo investigar as características estruturais da Elevação do Rio Grande, no Atlântico Sul, através de elementos do campo de gravidade terrestre. Para isso, são utilizados dados de altura da superfície do mar (SSH) provenientes dos satélites das missões ERS1-GM, Geosat-GM e Seasat. Com o cálculo da derivada direcional da SSH ao longo das trilhas ascendentes e descendentes dos satélites, foram obtidos os gradientes de superfície do mar (SSG), que ressaltam os curtos comprimentos de ondas associados às importantes feições oceânicas estudadas. Também foram calculados os gradientes da altura geoidal (desvio da vertical) para auxiliar na interpretação do sinal da SSG. Através da SSH foi possível identificar estruturas de maior porte, como o rift da elevação, e algumas fraturas e montes submarinos maiores. Por outro lado, a SSG forneceu maiores detalhes sobre as feições já caracterizadas pela SSH e de toda a região, revelando também diversas outras estruturas de menor dimensão. O posicionamento das feições identificadas por ambas as grandezas, SSH e SSG, é bastante preciso. Entretanto, fatores como a direção e a orientação das trilhas dos satélites e a presença de estruturas adjacentes podem influenciar a resposta da SSG para uma determinada feição tectônica, por isso, as trilhas ascendentes e descendentes dos três satélites podem apresentar respostas diferenciadas. Sendo assim, recomenda-se analisar os dois conjuntos de trilhas de várias missões altimétricas para obter maiores informações das características estruturais das feições investigadas. O estudo também permitiu identificar possíveis estruturas com uma resposta característica de montes submarinos, nas trilhas descendentes de SSH, que não foram caracterizados anteriormente na literatura e não possuem correspondente nos modelos topográficos/batimétricos. / Satellite altimetry data contain important information for mapping tectonic structures in oceanic regions, such as faults, fracture zones and seamounts. The great availability and spatial density of these data allow one to identify ocean floor features with good accuracy. This work aims to investigate structural characteristics of the Rio Grande Rise, in South Atlantic, through elements of the terrestrial gravity field. We used sea surface height (SSH) data from satellite missions ERS1-GM, Geosat-GM and Seasat to calculate sea surface gradients (SSG), which are the SSH directional derivative along the ascending and descending satellite tracks. SSG emphasize the short wavelengths associated with the important oceanic features studied. Geoid gradients (deflection of the vertical) were also calculated to assist in the interpretation of the SSG signal. By analyzing sea surface heights, it is possible to identify larger structures, such as the rift of the rise, some fractures and large seamounts. In contrast, sea surface gradients provide greater details of the features characterized by the SSH and the entire area, also revealing several smaller seamounts. The positioning of the structures identified by both SSH and SSG is fairly accurate. However, factors such as direction and orientation of the satellite tracks and the presence of adjacent structures may influence the SSG response to a given tectonic feature. For this reason, the ascending and descending tracks of the three satellites may have different responses. Therefore, it is recommended that one analyzes the two sets of tracks from the several altimetric missions to obtain more information on the structural characteristics of the features. The study also allowed us to identify possible structures with a characteristic response of seamounts on SSH descending tracks, which were not previously characterized in the literature and do not have a similar correspondent in topographic/bathymetric models.

Dados de altimetria por satélite contêm informações importantes para o mapeamento de estruturas tectônicas em regiões oceânicas, como falhas, zonas de fratura e montes submarinos. A grande disponibilidade e densidade desses dados permitem a identificação de feições do assoalho oceânico com boa precisão. Este trabalho tem como objetivo investigar as características estruturais da Elevação do Rio Grande, no Atlântico Sul, através de elementos do campo de gravidade terrestre. Para isso, são utilizados dados de altura da superfície do mar (SSH) provenientes dos satélites das missões ERS1-GM, Geosat-GM e Seasat. Com o cálculo da derivada direcional da SSH ao longo das trilhas ascendentes e descendentes dos satélites, foram obtidos os gradientes de superfície do mar (SSG), que ressaltam os curtos comprimentos de ondas associados às importantes feições oceânicas estudadas. Também foram calculados os gradientes da altura geoidal (desvio da vertical) para auxiliar na interpretação do sinal da SSG. Através da SSH foi possível identificar estruturas de maior porte, como o rift da elevação, e algumas fraturas e montes submarinos maiores. Por outro lado, a SSG forneceu maiores detalhes sobre as feições já caracterizadas pela SSH e de toda a região, revelando também diversas outras estruturas de menor dimensão. O posicionamento das feições identificadas por ambas as grandezas, SSH e SSG, é bastante preciso. Entretanto, fatores como a direção e a orientação das trilhas dos satélites e a presença de estruturas adjacentes podem influenciar a resposta da SSG para uma determinada feição tectônica, por isso, as trilhas ascendentes e descendentes dos três satélites podem apresentar respostas diferenciadas. Sendo assim, recomenda-se analisar os dois conjuntos de trilhas de várias missões altimétricas para obter maiores informações das características estruturais das feições investigadas. O estudo também permitiu identificar possíveis estruturas com uma resposta característica de montes submarinos, nas trilhas descendentes de SSH, que não foram caracterizados anteriormente na literatura e não possuem correspondente nos modelos topográficos/batimétricos. / Satellite altimetry data contain important information for mapping tectonic structures in oceanic regions, such as faults, fracture zones and seamounts. The great availability and spatial density of these data allow one to identify ocean floor features with good accuracy. This work aims to investigate structural characteristics of the Rio Grande Rise, in South Atlantic, through elements of the terrestrial gravity field. We used sea surface height (SSH) data from satellite missions ERS1-GM, Geosat-GM and Seasat to calculate sea surface gradients (SSG), which are the SSH directional derivative along the ascending and descending satellite tracks. SSG emphasize the short wavelengths associated with the important oceanic features studied. Geoid gradients (deflection of the vertical) were also calculated to assist in the interpretation of the SSG signal. By analyzing sea surface heights, it is possible to identify larger structures, such as the rift of the rise, some fractures and large seamounts. In contrast, sea surface gradients provide greater details of the features characterized by the SSH and the entire area, also revealing several smaller seamounts. The positioning of the structures identified by both SSH and SSG is fairly accurate. However, factors such as direction and orientation of the satellite tracks and the presence of adjacent structures may influence the SSG response to a given tectonic feature. For this reason, the ascending and descending tracks of the three satellites may have different responses. Therefore, it is recommended that one analyzes the two sets of tracks from the several altimetric missions to obtain more information on the structural characteristics of the features. The study also allowed us to identify possible structures with a characteristic response of seamounts on SSH descending tracks, which were not previously characterized in the literature and do not have a similar correspondent in topographic/bathymetric models.

A Confluência Brasil-Malvinas (CBM) é formada pelo encontro da Corrente do Brasil (CB) com a Corrente das Malvinas (CM) no Atlântico Sul. Esta é uma das áreas mais energéticas do oceano global e é demarcada por um intenso gradiente meridional de temperatura. Imagens de satélites e observações in situ mostram a presença de meandros e vórtices, tanto ciclônicos como anticiclônicos, na região da CBM. Com o conhecimento de campos de anomalia da altura da superfície do mar (AASM) e campos de temperatura da superfície do mar (TSM) para a região da Frente Brasil-Malvinas (FBM) é possível se estimar a variação da energia associada às ondas de Rossby anuais e bianuais existentes em seu entorno e detectar a posição da frente termal existente nesta região. Nesse contexto, foi realizado o estudo do deslocamento meridional da FBM numa escala de tempo interanual, da variação do espectro de ondas de Rossby na CBM e da variabilidade associada ao campo médio de velocidades geostróficas absolutas. A comparação do espectro de ondas de Rossby na CBM para o período de 2001-2008 apresentou aumento da energia associada aos períodos anual e bianual em relação aos valores obtidos da análise do período de 1993-2000. Essa alteração do espectro não teve relação com a alteração média da frente termal detectada porém, houve aumento significativo da variabilidade meridional da posição da frente média, possivelmente devido a um aumento do fluxo da CB. Maior variabilidade também foi observada nos mapas de velocidade geostrófica para o mesmo período de 2001-2008. Estes mapas exibiram ainda um possível posicionamento mais austral da CB, corroborando o aumento da variabilidade oriundo da maior instabilidade gerada por ondas planetárias na região da CBM. / The Brazil-Malvinas Confluence (BMC) is formed by the encounter of the Brazil Current (BC) with the Malvinas Current (MC) at the South Atlantic ocean. This is one of the most energetic regions of the world oceans and it is characterized by intense meridional sea surface temperature gradients. Satellite data and in situ observations often reveal the presence of cyclonic and anticyclonic meanders and vortices at the BMC region. The sea surface height anomaly (SSHA) and the sea surface temperature (SST) fields of the Brazil-Malvinas Frontal (BMF) region can be used to determine the energy variations associated with the annual and bi-annual Rossby waves that occur at its surroundings and to detect the position of the thermal front. Our study involved the determination of the BMF meridional displacement on an interannual scale, the spectral variations of the Rossby wave field at the BMC region, and the variability associated to the mean absolute geostrophic velocities. The Rossby wave spectra at the BMC for 2001-2008 show an increase of the energy associated with both the annual and bi--annual periods relative to the 1993-2000 interval. These spectral changes are not directly related to the mean changes in the thermal front region, however we detected a significant meridional variability of the mean position of the front most probably due to an increase in the BC flux. Large variations were also observed in the geostrophic velocity field for the 2001-2008 period. These maps exhibited a farther south location of the BC. This corroborates the variability increase due to a greater instability introduced by the planetary waves at the BMC region.

A Confluência Brasil-Malvinas (CBM) é formada pelo encontro da Corrente do Brasil (CB) com a Corrente das Malvinas (CM) no Atlântico Sul. Esta é uma das áreas mais energéticas do oceano global e é demarcada por um intenso gradiente meridional de temperatura. Imagens de satélites e observações in situ mostram a presença de meandros e vórtices, tanto ciclônicos como anticiclônicos, na região da CBM. Com o conhecimento de campos de anomalia da altura da superfície do mar (AASM) e campos de temperatura da superfície do mar (TSM) para a região da Frente Brasil-Malvinas (FBM) é possível se estimar a variação da energia associada às ondas de Rossby anuais e bianuais existentes em seu entorno e detectar a posição da frente termal existente nesta região. Nesse contexto, foi realizado o estudo do deslocamento meridional da FBM numa escala de tempo interanual, da variação do espectro de ondas de Rossby na CBM e da variabilidade associada ao campo médio de velocidades geostróficas absolutas. A comparação do espectro de ondas de Rossby na CBM para o período de 2001-2008 apresentou aumento da energia associada aos períodos anual e bianual em relação aos valores obtidos da análise do período de 1993-2000. Essa alteração do espectro não teve relação com a alteração média da frente termal detectada porém, houve aumento significativo da variabilidade meridional da posição da frente média, possivelmente devido a um aumento do fluxo da CB. Maior variabilidade também foi observada nos mapas de velocidade geostrófica para o mesmo período de 2001-2008. Estes mapas exibiram ainda um possível posicionamento mais austral da CB, corroborando o aumento da variabilidade oriundo da maior instabilidade gerada por ondas planetárias na região da CBM. / The Brazil-Malvinas Confluence (BMC) is formed by the encounter of the Brazil Current (BC) with the Malvinas Current (MC) at the South Atlantic ocean. This is one of the most energetic regions of the world oceans and it is characterized by intense meridional sea surface temperature gradients. Satellite data and in situ observations often reveal the presence of cyclonic and anticyclonic meanders and vortices at the BMC region. The sea surface height anomaly (SSHA) and the sea surface temperature (SST) fields of the Brazil-Malvinas Frontal (BMF) region can be used to determine the energy variations associated with the annual and bi-annual Rossby waves that occur at its surroundings and to detect the position of the thermal front. Our study involved the determination of the BMF meridional displacement on an interannual scale, the spectral variations of the Rossby wave field at the BMC region, and the variability associated to the mean absolute geostrophic velocities. The Rossby wave spectra at the BMC for 2001-2008 show an increase of the energy associated with both the annual and bi--annual periods relative to the 1993-2000 interval. These spectral changes are not directly related to the mean changes in the thermal front region, however we detected a significant meridional variability of the mean position of the front most probably due to an increase in the BC flux. Large variations were also observed in the geostrophic velocity field for the 2001-2008 period. These maps exhibited a farther south location of the BC. This corroborates the variability increase due to a greater instability introduced by the planetary waves at the BMC region.

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