The last two glacial terminations represent the most recent, and best documented, periods of Earth warming in the geological record. During these terminations atmospheric CO\textsubscript{2 }rose by approximately 100 ppm and global mean temperatures increased by 4-6\textsuperscript{o}C. Whilst the driver for these deglaciations ultimately derives from changes in the insolation forcing at the edge of the atmosphere, feedbacks within the Earth\textquoteright s climate system act to amplify these small external forcings tipping the Earth from a cold glacial climate state to a warm interglacial climate state. A key question in Quaternary climate science is understanding which feedbacks are important in regulating global climate on glacial-interglacial timescales. On this topic, the Southern Ocean has long been considered to be an important player in regulating atmospheric CO\textsubscript{2 } on glacial-interglacial timescales. This thesis investigates some of the hypothesised drivers of changes in atmospheric CO\textsubscript{2 } on glacial-interglacial timescales by generating high-resolution multi-proxy records from the Southern Ocean spanning the last two glacial terminations. In particular, I focus on changes in the structure, circulation and biological productivity within the sub-Antarctic zone. A change in the deep ocean density structure has been hypothesised to have resulted in the release of CO\textsubscript{2 } from the deep ocean. Centennial records from the sub-Antarctic are used to reconstruct deep and intermediate water density for the first time. I demonstrate that timing of the major breakdown in the density gradient of the ocean significantly lagged the breakdown in the chemical gradient, suggesting that changes in the deep ocean density structure were not the major driver of the deglacial rise in atmospheric CO\textsubscript{2 }. Changes in the density structure of the Southern Ocean likely had significant implications for global circulation. In particular, the flow of low salinity water through the Drake Passage is thought to be important in setting the strength and geometry of Atlantic Overturning Circulation. Drake Passage through-flow speed was reconstructed from two sites in the central and northern margins of the Antarctic Circumpolar Current downstream of Drake Passage. These records suggest a very different structure of Antarctic Circumpolar flow through Drake Passage during glacial periods, and evidence significant changes in ocean temperature as a result of pronounced reductions in Drake Passage through-flow. The strength of the biological pump has long been identified as an important player in regulating atmospheric CO\textsubscript{2 }. In particular, a strong glacial increase in sub-Antarctic productivity has been observed at open ocean sites in the South Atlantic and Indian Ocean. However, the glacial-interglacial changes in productivity in sub-Antarctic shelf settings are less well-documented. The new high-resolution records presented here from the sub-Antarctic southwest Atlantic suggest a significant change in the CaCO\textsubscript{3}:C\textsubscript{org} ratio which likely has implications for the surface ocean\textquoteright s ability to uptake CO\textsubscript{2 }.

O conhecimento da paleoceanografia do Oceano Atlântico Sul tem aumentado nas últimas décadas, porém ainda são raros os trabalhos sobre o Atlântico Sudoeste que utilizam dados de proxies de condições redox de massas d\'água, relacionados às mudanças climáticas entre os períodos Pleistoceno superior e Holoceno. Diante disso, esta Dissertação de Mestrado avaliou as condições redox das águas intermediárias do Atlântico Sudoeste nos últimos 40 mil anos. Este trabalho fez estudos de proxies geoquímicos - de condições redox (V/Sc, V/Cr, V/Al, Mn/Al e Ni/Co), de aporte de sedimentos terTMTMrígenos (Fe/Ca e Ti/Ca), de produtividade (COT, CaCO3) e origem da matéria orgânica (δ13C e C/N) - em um registro sedimentar marinho coletado na região do talude continental da margem sudeste brasileira, e os relacionou com as mudanças da Célula de Revolvimento Meridional do Atlântico (sigla em inglês AMOC - Atlantic Medirional Overturning Circulation) e com os principais eventos climáticos em escala orbital, como o Último Máximo Glacial, e de escala milenar, como os eventos tipo Heinrich Stadials, Younger Dryas e 8.2. Os resultados demonstram que, nos últimos 40 mil anos, as águas intermediárias que banham a costa sudeste brasileira apresentam níveis óxicos, o que classifica o ambiente como oxidante, porém foi possível observar variações na quantidade de oxigênio dissolvido nessas águas durante determinados eventos climáticos, bem como variações no aporte de sedimentos terrígenos e na produtividade. Em escala orbital a insolação de verão do Hemisfério Sul e a variação do nível do mar, governadas pelo ciclo de precessão, apresentam-se como os principais mecanismos que influenciam essas variações. Em escala milenar a variabilidade da AMOC apresenta-se como o principal mecanismo responsável por essas variações. Dentre os eventos climáticos de escala milenar, o evento 8.2 demonstrou complexa variabilidade nas condições redox das águas intermediárias do Atlântico Sudoeste, uma vez que, durante sua ocorrência, observamos aumento das concentrações de oxigênio dessas águas e baixos valores de produtividade. / The interest in the paleoceanographic history of the South Atlantic Ocean has increased in the last decades, however there are still few studies regarding the redox conditions of the intermediate water masses of the Southwest Atlantic and their relationship to the climatic changes during the upper Pleistocene and Holocene. Within this context, this work aims to evaluate the redox conditions of the intermediate waters of the Southwest Atlantic in the last 40 ka. For this, geochemical proxies - of redox conditions (V/ Sc, V/ Cr, V/ Al, Mn/ Al and Ni/ Co), of terrigenous sediments supply (Fe/ Ca and Ti/ Ca), of productive (COT, CaCO3), and organic matter source (δ13C and C / N) - were applied to marine sediments from a core collected on the continental slope of the Brazilian Southeastern margin and then related it to changes in the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) and with the main cold climatic events of North Atlantic, such as the Last Glacial Maximum and millennial scale, such as events type the Heinrich Stadials, Younger Dryas and 8.2. Our results show that, over the last 40,000 years, the redox conditions of the intermediate waters of the Brazilian Southeast margin present oxic levels, which classifies the environment as oxidant, however, variations was noticed in the amount of oxygen dissolved in these waters influenced by certain climatic events, as well as changes in the input of terrigenous sediments and in the productivity. In orbital scale, the summer insolation of the Southern Hemisphere and the variation of sea level, leaded by the cycle of precession, are presented as the main mechanisms that influence these variations. On the other hand, at millennia scale, the AMOC variability is the main mechanism responsible of these variations. Among the climate events at millennia scale, the event 8.2 demonstrated a complex variability of the redox conditions of the intermediate waters of the Southwest Atlantic, once during its occurrence we observed increase concentrations of oxygen in these waters and a decrease of productivity.

O Atlântico Sudoeste comporta uma das regiões oceânicas mais energéticas do planeta: a Confluência Brasil-Malvinas (CBM). Essa região encerra o giro subtropical do Atlântico Sul e possui fundamental importância para a dinâmica desse oceano bem como para o clima regional. Através de saídas de modelos numéricos acoplados do 4°?elatório do IPCC, descreve-se o comportamento dessa região em dois cenários futuros de aquecimento global: um de elevada emissão de gases estufa (A1b) e o outro mais ameno em termos de impactos antrópicos (B2). Ambos os cenários apresentaram fortes tendências de aumento de temperatura sobretudo na superfície (chegando a 0,065°C/ano no cenário A1b e 0,055°C/ano no B2). A salinidade de superfície mostrou forte tendência positiva do Equador até a região da CBM, e negativa em maiores latitudes. A posição média da CBM desloca-se em aproximadamente 1,1° para sul no cenário A1b (entre 2066 e 2100) e 0,9° no cenário B2. O padrão espectral dessa posição (dominado pelo ciclo anual no século XX) é dominado pela variabilidade de baixa frequência no cenário A1b. Tais modificações na média e no espectro da posição da CBM estão associados à intensificação e mudança da Corrente do Brasil. / Southwestern Atlantic comprises one of the most energetic region of the world: Brazil-Malvinas Confluence (BMC). This region lies within the Southern Atlantic Subtropical Gyre and holds fundamental importance for this oceanic dynamics as well as for the regional climate. Through numerical modeling output coupled to IPCC\'s 4th Report, it is sunk to describe this region behavior for two distinct future scenarios: high greenhouse gases emission (A1b) and a milder one in terms of anthropic impacts (B2). Both scenarios have shown strong temperature increasing tendencies, especially on the surface (reaching up to 0.065°C/year in A1b and 0.055°C/year in B2). Surface salinity have also shown strong positive tendency from the Equator to the BMC region, and negative in higher latitudes. BMC medium position is shifted around 1.1°S in A1b scenario (between 2066 and 2010) and 0.9° in B2. Spectral pattern on this position (dominated for XX century annual cycle) is controlled by low-frequency variabilities in A1b scenario. These modifications in average and spectral patterns of BMC position are linked to the intensification and changing of Brazil current.

This thesis is centered on the application of the Normalized Biomass Size Spectra (NBSS) theory to the study of plankton systems in shelf and oceanic areas of the tropical and subtropical Southwest Atlantic. I evaluated NBSS parameters over different environmental settings and their utility as proxies for system in Brazilian waters. The LOPC and the ZooScan are recently developed optical systems to automatically detect and measure plankton and particle size distributions in situ and in laboratory, respectively. I present two case studies: the first deals with the spatial variability over the Abrolhos Bank and adjacent oceanic areas in tropical latitudes, and the second focuses on temporal variability of plankton communities along a 5-year time series on a fixed station on the inner shelf at a subtropical location (Ubatuba, São Paulo). The data sets consisted of vertical profiles obtained with a LOPC and plankton preserved samples collected with a 200-m-mesh net. I observed in both data sets the accumulation of small particles (< 1 mm) above and within the pycnocline. NBSS slopes and intercepts were significantly different according to the contrasting environmental conditions observed in both areas; higher intercepts and steeper slopes were associated with higher productivity. The results highlight: i) water-column stratification as a key feature driving particle and plankton vertical distribution, ii) NBSS parameters as indicators of different environmental settings, and iii) that the cold and nutrient-rich South Atlantic Central Water (SACW) have an important role structuring the zooplankton size distributions over the Abrolhos Bank and vicinities and off Ubatuba. The NBSS parameters associated with information on plankton composition and distributions provided important information to evaluate the influence of oceanographic forcing on plankton dynamics in distinct ecosystems of the Southwest Atlantic / O tema central desta tese é a aplicação da teoria do espectro de biomassa normalizado (NBSS, em inglês) no estudo de sistemas planctônicos em áreas costeiras e oceânicas, no Atlântico Sudoeste tropical e subtropical. Eu avaliei os parâmetros do NBSS em diferentes situações ambientais na Plataforma Continental Brasileira e a utilidade desses índices para inferir sobre produtividade. O LOPC e o ZooScan são sistemas ópticos recentemente desenvolvidos para detectar e mensurar a distribuição de tamanhos de partículas e zooplâncton in situ e em laboratório, respectivamente. Eu apresento dois estudos de caso: o primeiro lida com a variabilidade espacial sobre o banco de Abrolhos e áreas adjacentes oceânicas em latitudes tropicais, enquanto o segundo enfatiza a variabilidade temporal de comunidades planctônicas ao longo de 5 anos numa estação fixa na plataforma interna em uma localidade subtropical (Ubatuba, SP). O conjunto de dados consistiu de perfis verticais obtidos com o LOPC e com rede de plâncton, malha de 200-m. Eu observei o acúmulo de partículas < 1 mm na picnoclina e acima desta de forma consistente. Ambos inclinação e intercepto das retas ajustadas ao NBSS responderam à condições ambientais contrastantes em ambas as áreas; associamos interceptos maiores e inclinações mais negativas com maior produtividade do plâncton. Os principais resultados indicam: i) que a estratificação é um fator chave na distribuição vertical de partículas e do plâncton, ii) os parâmetros do NBSS como indicadores de diferentes condições ambientais e iii) que a Água Central do Atlântico Sul (ACAS, fria e rica em nutrientes) tem um importante papel na estruturação da distribuição de tamanhos acima do Banco de Abrolhos e proximidades e ao largo de Ubatuba. Os parâmetros do NBSS, associados com informações sobre a composição taxonômica e distribuição do plâncton foram importantes para avaliar a influência de feições oceanográficas sobre a dinâmica do mesozooplâncton em diferentes ecossistemas no Atlântico Sudoeste

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-07-08T15:00:37Z No. of bitstreams: 1 Carolina Jardim Leão.pdf: 5104578 bytes, checksum: 92c8f28d837460c289d345c065fa1b2f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-08T15:00:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carolina Jardim Leão.pdf: 5104578 bytes, checksum: 92c8f28d837460c289d345c065fa1b2f (MD5) Previous issue date: 2011 / Milton Valente / A distribuição das associações e abundância de espécies de foraminíferos bentônicos está condicionada a diversos fatores ecológicos, ligados intrinsecamente a aspectos físicos e químicos dos oceanos. A partir de 68 amostras provenientes de dois testemunhos do talude continental da Bacia de Santos (aproximadamente 2.000 metros de lâmina d’água), analisou-se a fauna de foraminíferos bentônicos, bem como os isótopos estáveis de carbono e oxigênio das carapaças. Por meio do estudo sistemático da fauna de foraminíferos bentônicos foram identificados 68.998 espécimes pertencentes a 123 espécies. A caracterização ecológica das espécies identificadas, somada à análise quantitativa de seus padrões de distribuição, possibilitou o registro de alterações no conjunto microfaunístico, atribuídas aos diferentes eventos climáticos. As maiores flutuações na abundância relativa ao longo dos testemunhos resultam dos padrões das três principais espécies: Pseudoparrella exigua, Alabaminella weddellensis e Cassidulina californica. P. exigua tem maior abundância nos estágios glaciais, caracterizando esses períodos como fortemente influenciados por aportes sazonais de fitodetritos, enquanto A. weddellensis domina nos estágios interglaciais, indicando uma deposição mais intensa e contínua de material orgânico. Já C. californica, que teve abundância expressiva tanto em glaciais como em interglaciais, responde a quantidades elevadas de carbono orgânico total nos sedimentos. Embora sejam indicadoras de alta produtividade, essas espécies não apresentaram uma ligação estreita com as águas ricas em nutrientes que dominam nos períodos glaciais. Porém, variações na abundância relativa sugerem períodos com distintas intensidades de fluxo de nutrientes e diferentes origens da matéria orgânica depositada no assoalho oceânico nos últimos 545 mil anos. / The distribution of assemblage and species abundance is conditioned to several ecological factors, related to physical and chemical oceanic aspects. Were analyzed 68 samples of two cores collected in continental slope of Santos Basin (~2,000 m water depth) in relation to the benthic foraminiferal fauna, as well as the stable isotopes of carbon and oxygen extracted in shells. Through the systematic study of the benthic foraminiferal fauna were identified 68,998 specimens belonging to 123 species. The ecological characterization of species, in addition to the quantitative analysis of the distribution patterns in the cores, allows the observation of changes in the abundance of certain species, attributed to different climatic events. The largest fluctuations in relative abundance along the cores result from the pattern of three main species: Pseudoparrella exigua, Alabaminella weddellensis e Cassidulina californica. Pseudoparrella exigua is more abundant during glacial stages, characterizing these periods as strongly influenced by seasonal phytodetritus input, while Alabaminella weddellensis dominates in the interglacial stages, indicating a more intense and continuous deposition of organic material. Cassidulina californica, that had significant abundance in both stages, responds to high amount of total organic carbon in sediments. Even being indicative of high productivity, these species did not show a close link with the nutrient-rich waters that dominate the glacial stages. However, variations in relative abundance suggest periods with different intensities of flow of nutrients and different sources of organic matter deposited on the ocean floor in the last 545 kyr.

This thesis is centered on the application of the Normalized Biomass Size Spectra (NBSS) theory to the study of plankton systems in shelf and oceanic areas of the tropical and subtropical Southwest Atlantic. I evaluated NBSS parameters over different environmental settings and their utility as proxies for system in Brazilian waters. The LOPC and the ZooScan are recently developed optical systems to automatically detect and measure plankton and particle size distributions in situ and in laboratory, respectively. I present two case studies: the first deals with the spatial variability over the Abrolhos Bank and adjacent oceanic areas in tropical latitudes, and the second focuses on temporal variability of plankton communities along a 5-year time series on a fixed station on the inner shelf at a subtropical location (Ubatuba, São Paulo). The data sets consisted of vertical profiles obtained with a LOPC and plankton preserved samples collected with a 200-m-mesh net. I observed in both data sets the accumulation of small particles (< 1 mm) above and within the pycnocline. NBSS slopes and intercepts were significantly different according to the contrasting environmental conditions observed in both areas; higher intercepts and steeper slopes were associated with higher productivity. The results highlight: i) water-column stratification as a key feature driving particle and plankton vertical distribution, ii) NBSS parameters as indicators of different environmental settings, and iii) that the cold and nutrient-rich South Atlantic Central Water (SACW) have an important role structuring the zooplankton size distributions over the Abrolhos Bank and vicinities and off Ubatuba. The NBSS parameters associated with information on plankton composition and distributions provided important information to evaluate the influence of oceanographic forcing on plankton dynamics in distinct ecosystems of the Southwest Atlantic / O tema central desta tese é a aplicação da teoria do espectro de biomassa normalizado (NBSS, em inglês) no estudo de sistemas planctônicos em áreas costeiras e oceânicas, no Atlântico Sudoeste tropical e subtropical. Eu avaliei os parâmetros do NBSS em diferentes situações ambientais na Plataforma Continental Brasileira e a utilidade desses índices para inferir sobre produtividade. O LOPC e o ZooScan são sistemas ópticos recentemente desenvolvidos para detectar e mensurar a distribuição de tamanhos de partículas e zooplâncton in situ e em laboratório, respectivamente. Eu apresento dois estudos de caso: o primeiro lida com a variabilidade espacial sobre o banco de Abrolhos e áreas adjacentes oceânicas em latitudes tropicais, enquanto o segundo enfatiza a variabilidade temporal de comunidades planctônicas ao longo de 5 anos numa estação fixa na plataforma interna em uma localidade subtropical (Ubatuba, SP). O conjunto de dados consistiu de perfis verticais obtidos com o LOPC e com rede de plâncton, malha de 200-m. Eu observei o acúmulo de partículas < 1 mm na picnoclina e acima desta de forma consistente. Ambos inclinação e intercepto das retas ajustadas ao NBSS responderam à condições ambientais contrastantes em ambas as áreas; associamos interceptos maiores e inclinações mais negativas com maior produtividade do plâncton. Os principais resultados indicam: i) que a estratificação é um fator chave na distribuição vertical de partículas e do plâncton, ii) os parâmetros do NBSS como indicadores de diferentes condições ambientais e iii) que a Água Central do Atlântico Sul (ACAS, fria e rica em nutrientes) tem um importante papel na estruturação da distribuição de tamanhos acima do Banco de Abrolhos e proximidades e ao largo de Ubatuba. Os parâmetros do NBSS, associados com informações sobre a composição taxonômica e distribuição do plâncton foram importantes para avaliar a influência de feições oceanográficas sobre a dinâmica do mesozooplâncton em diferentes ecossistemas no Atlântico Sudoeste

O Atlântico Sudoeste comporta uma das regiões oceânicas mais energéticas do planeta: a Confluência Brasil-Malvinas (CBM). Essa região encerra o giro subtropical do Atlântico Sul e possui fundamental importância para a dinâmica desse oceano bem como para o clima regional. Através de saídas de modelos numéricos acoplados do 4°?elatório do IPCC, descreve-se o comportamento dessa região em dois cenários futuros de aquecimento global: um de elevada emissão de gases estufa (A1b) e o outro mais ameno em termos de impactos antrópicos (B2). Ambos os cenários apresentaram fortes tendências de aumento de temperatura sobretudo na superfície (chegando a 0,065°C/ano no cenário A1b e 0,055°C/ano no B2). A salinidade de superfície mostrou forte tendência positiva do Equador até a região da CBM, e negativa em maiores latitudes. A posição média da CBM desloca-se em aproximadamente 1,1° para sul no cenário A1b (entre 2066 e 2100) e 0,9° no cenário B2. O padrão espectral dessa posição (dominado pelo ciclo anual no século XX) é dominado pela variabilidade de baixa frequência no cenário A1b. Tais modificações na média e no espectro da posição da CBM estão associados à intensificação e mudança da Corrente do Brasil. / Southwestern Atlantic comprises one of the most energetic region of the world: Brazil-Malvinas Confluence (BMC). This region lies within the Southern Atlantic Subtropical Gyre and holds fundamental importance for this oceanic dynamics as well as for the regional climate. Through numerical modeling output coupled to IPCC\'s 4th Report, it is sunk to describe this region behavior for two distinct future scenarios: high greenhouse gases emission (A1b) and a milder one in terms of anthropic impacts (B2). Both scenarios have shown strong temperature increasing tendencies, especially on the surface (reaching up to 0.065°C/year in A1b and 0.055°C/year in B2). Surface salinity have also shown strong positive tendency from the Equator to the BMC region, and negative in higher latitudes. BMC medium position is shifted around 1.1°S in A1b scenario (between 2066 and 2010) and 0.9° in B2. Spectral pattern on this position (dominated for XX century annual cycle) is controlled by low-frequency variabilities in A1b scenario. These modifications in average and spectral patterns of BMC position are linked to the intensification and changing of Brazil current.

Variabilidades de longo período têm sido detectadas no padrão de ventos em larga escala no hemisfério sul, com base em dados observacionais, reanálises e modelos. Estudos recentes têm sugerido algumas respostas oceânicas a mudanças no padrão atmosférico, desde a migração da Frente Subtropical, ao aumento do Vazamento das Agulhas e à intensificação dos giros subtropicais (GS). Apesar da importância do Atlântico Sul (AS) na distribuição global de calor, ainda não está claro a variabilidade de sua circulação e suas respostas às mudanças no campo do vento em larga escala. O presente estudo tem como objetivo investigar, usando resultados de uma simulação com o modelo numérico HYCOM (Hybrid Coordinate Ocean Model), a variabilidade do transporte de volume da Corrente do Brasil (CB) em sua região central (&#8764;30ºS) frente ao campo de vento da Reanálise I do NCEP/NCAR (National Centers for Environmental Prediction/National Centers for Atmospheric Research). Os produtos do NCEP/NCAR apresentam intensificação e deslocamento em direção ao polo do cinturão de ventos de oeste no hemisfério sul (HS), o que ocasiona alteração do rotacional da tensão de cisalhamento do vento, ao longo de toda a bacia do AS, e a migração para sul das linhas de rotacional nulo e máximo em latitudes subtropicais. Mesmo com a intensificação do rotacional médio sobre o AS, a série computada do fluxo de retorno do transporte integrado de Sverdrup em 30ºS, através dos dados da reanálise, demonstram uma diminuição entre os anos de 1960 e 2010. Este comportamento é coerente com a tendência à redução do rotacional mediado zonalmente ao longo da mesma latitude. O transporte da CB computado com resultados do HYCOM apresenta uma tendência próxima à encontrada para o transporte de Sverdrup integrado, de cerca de 0,1 Sv por década, e estas apresentam correlação máxima de 0,6 com defasagem de 2 anos. Ao longo de 30°S, a leste da CB modelada, é encontrado um fluxo para norte identificado como o retorno de uma célula de recirculação, com transporte médio de 4,25&#177;2,87Sv. Este fluxo também apresenta tendência à redução, a qual poderia estar relacionada com uma migração para sul de toda a estrutura da recirculação, acompanhando o deslocamento da confluência Brasil-Malvinas e da Frente Subtropical. O transporte residual na borda oeste (CB+Recirculação) apresenta uma intensificação do fluxo para sul, a qual poderia indicar um fortalecimento do GS, o que estaria em concordância com a intensificação e maior abrangência da Alta Subtropical observada no campo de Reanálise I. No entanto não foi encontrada correlação significativa entre o campo de vento e a variabilidade do transporte residual ao longo da fronteira oeste. / Long term variability has been detected in the South Hemisphere large-scale wind pattern, using models, reanalysis and observations. Recent studies have suggested an oceanic response to changes in the atmospheric pattern, such as the Subtropical Front migration, increase in the Agulhas leakage and intensification of the subtropical gyre (SG). Despite the importance of the South Atlantic in the global heat distribution, the variability of its circulation and response to changes in the large-scale wind field remains unclear. The current study aims to investigate, from a numerical simulation using HYCOM (Hybrid Coordinate Ocean Model), the variability of the Brazilian Current (BC) volume transport at its central region (&#8764;30ºS) according to the wind field from Reanalysis I - NCEP/NCAR (National Center for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research). The NCEP/NCAR results show an intensification and a poleward shift of the Southern Hemisphere westerly winds, leading changes in the wind curl along the SA, and a southern migration of the zero and maximum curl lines in subtropical latitudes. Even with the intensification of the mean wind curl over the SA, the time series of integrated Sverdrup return flow transport at 30ºS show a decrease between 1960 and 2010. This pattern is in agreement with the reduction trend in the zonal mean curl along the same latitude. The computed BC transport by HYCOM results present a similar trend to the integrated Sverdup transport (approximately 0.1 Sv per decade), with a 0.6 maximum correlation with a 2 year delay. Along the 30ºS, close to the western boundary, a north flow was identified as the return of a recirculation cell, with a 4,25&#177;2,87 Sv mean transport. This flow also presents a reduction trend, which could be related to southern migration of the entire recirculation structure, following the Brazil-Malvinas confluence and Subtropical Front displacement. The residual transport at the western boundary (BC+Recirculation) shows an increase in the south flow that could indicates an increase of the SG, which is in agreement with the intensification and expansion of the Subtropical Ridge observed in the Reanalysis I. However, no significant correlation between the wind field and residual transport variability along the western boundary was found.

O conhecimento da paleoceanografia do Oceano Atlântico Sul tem aumentado nas últimas décadas, porém ainda são raros os trabalhos sobre o Atlântico Sudoeste que utilizam dados de proxies de condições redox de massas d\'água, relacionados às mudanças climáticas entre os períodos Pleistoceno superior e Holoceno. Diante disso, esta Dissertação de Mestrado avaliou as condições redox das águas intermediárias do Atlântico Sudoeste nos últimos 40 mil anos. Este trabalho fez estudos de proxies geoquímicos - de condições redox (V/Sc, V/Cr, V/Al, Mn/Al e Ni/Co), de aporte de sedimentos terTMTMrígenos (Fe/Ca e Ti/Ca), de produtividade (COT, CaCO3) e origem da matéria orgânica (&#948;13C e C/N) - em um registro sedimentar marinho coletado na região do talude continental da margem sudeste brasileira, e os relacionou com as mudanças da Célula de Revolvimento Meridional do Atlântico (sigla em inglês AMOC - Atlantic Medirional Overturning Circulation) e com os principais eventos climáticos em escala orbital, como o Último Máximo Glacial, e de escala milenar, como os eventos tipo Heinrich Stadials, Younger Dryas e 8.2. Os resultados demonstram que, nos últimos 40 mil anos, as águas intermediárias que banham a costa sudeste brasileira apresentam níveis óxicos, o que classifica o ambiente como oxidante, porém foi possível observar variações na quantidade de oxigênio dissolvido nessas águas durante determinados eventos climáticos, bem como variações no aporte de sedimentos terrígenos e na produtividade. Em escala orbital a insolação de verão do Hemisfério Sul e a variação do nível do mar, governadas pelo ciclo de precessão, apresentam-se como os principais mecanismos que influenciam essas variações. Em escala milenar a variabilidade da AMOC apresenta-se como o principal mecanismo responsável por essas variações. Dentre os eventos climáticos de escala milenar, o evento 8.2 demonstrou complexa variabilidade nas condições redox das águas intermediárias do Atlântico Sudoeste, uma vez que, durante sua ocorrência, observamos aumento das concentrações de oxigênio dessas águas e baixos valores de produtividade. / The interest in the paleoceanographic history of the South Atlantic Ocean has increased in the last decades, however there are still few studies regarding the redox conditions of the intermediate water masses of the Southwest Atlantic and their relationship to the climatic changes during the upper Pleistocene and Holocene. Within this context, this work aims to evaluate the redox conditions of the intermediate waters of the Southwest Atlantic in the last 40 ka. For this, geochemical proxies - of redox conditions (V/ Sc, V/ Cr, V/ Al, Mn/ Al and Ni/ Co), of terrigenous sediments supply (Fe/ Ca and Ti/ Ca), of productive (COT, CaCO3), and organic matter source (&#948;13C and C / N) - were applied to marine sediments from a core collected on the continental slope of the Brazilian Southeastern margin and then related it to changes in the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) and with the main cold climatic events of North Atlantic, such as the Last Glacial Maximum and millennial scale, such as events type the Heinrich Stadials, Younger Dryas and 8.2. Our results show that, over the last 40,000 years, the redox conditions of the intermediate waters of the Brazilian Southeast margin present oxic levels, which classifies the environment as oxidant, however, variations was noticed in the amount of oxygen dissolved in these waters influenced by certain climatic events, as well as changes in the input of terrigenous sediments and in the productivity. In orbital scale, the summer insolation of the Southern Hemisphere and the variation of sea level, leaded by the cycle of precession, are presented as the main mechanisms that influence these variations. On the other hand, at millennia scale, the AMOC variability is the main mechanism responsible of these variations. Among the climate events at millennia scale, the event 8.2 demonstrated a complex variability of the redox conditions of the intermediate waters of the Southwest Atlantic, once during its occurrence we observed increase concentrations of oxygen in these waters and a decrease of productivity.

Variabilidades de longo período têm sido detectadas no padrão de ventos em larga escala no hemisfério sul, com base em dados observacionais, reanálises e modelos. Estudos recentes têm sugerido algumas respostas oceânicas a mudanças no padrão atmosférico, desde a migração da Frente Subtropical, ao aumento do Vazamento das Agulhas e à intensificação dos giros subtropicais (GS). Apesar da importância do Atlântico Sul (AS) na distribuição global de calor, ainda não está claro a variabilidade de sua circulação e suas respostas às mudanças no campo do vento em larga escala. O presente estudo tem como objetivo investigar, usando resultados de uma simulação com o modelo numérico HYCOM (Hybrid Coordinate Ocean Model), a variabilidade do transporte de volume da Corrente do Brasil (CB) em sua região central (&#8764;30ºS) frente ao campo de vento da Reanálise I do NCEP/NCAR (National Centers for Environmental Prediction/National Centers for Atmospheric Research). Os produtos do NCEP/NCAR apresentam intensificação e deslocamento em direção ao polo do cinturão de ventos de oeste no hemisfério sul (HS), o que ocasiona alteração do rotacional da tensão de cisalhamento do vento, ao longo de toda a bacia do AS, e a migração para sul das linhas de rotacional nulo e máximo em latitudes subtropicais. Mesmo com a intensificação do rotacional médio sobre o AS, a série computada do fluxo de retorno do transporte integrado de Sverdrup em 30ºS, através dos dados da reanálise, demonstram uma diminuição entre os anos de 1960 e 2010. Este comportamento é coerente com a tendência à redução do rotacional mediado zonalmente ao longo da mesma latitude. O transporte da CB computado com resultados do HYCOM apresenta uma tendência próxima à encontrada para o transporte de Sverdrup integrado, de cerca de 0,1 Sv por década, e estas apresentam correlação máxima de 0,6 com defasagem de 2 anos. Ao longo de 30°S, a leste da CB modelada, é encontrado um fluxo para norte identificado como o retorno de uma célula de recirculação, com transporte médio de 4,25&#177;2,87Sv. Este fluxo também apresenta tendência à redução, a qual poderia estar relacionada com uma migração para sul de toda a estrutura da recirculação, acompanhando o deslocamento da confluência Brasil-Malvinas e da Frente Subtropical. O transporte residual na borda oeste (CB+Recirculação) apresenta uma intensificação do fluxo para sul, a qual poderia indicar um fortalecimento do GS, o que estaria em concordância com a intensificação e maior abrangência da Alta Subtropical observada no campo de Reanálise I. No entanto não foi encontrada correlação significativa entre o campo de vento e a variabilidade do transporte residual ao longo da fronteira oeste. / Long term variability has been detected in the South Hemisphere large-scale wind pattern, using models, reanalysis and observations. Recent studies have suggested an oceanic response to changes in the atmospheric pattern, such as the Subtropical Front migration, increase in the Agulhas leakage and intensification of the subtropical gyre (SG). Despite the importance of the South Atlantic in the global heat distribution, the variability of its circulation and response to changes in the large-scale wind field remains unclear. The current study aims to investigate, from a numerical simulation using HYCOM (Hybrid Coordinate Ocean Model), the variability of the Brazilian Current (BC) volume transport at its central region (&#8764;30ºS) according to the wind field from Reanalysis I - NCEP/NCAR (National Center for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research). The NCEP/NCAR results show an intensification and a poleward shift of the Southern Hemisphere westerly winds, leading changes in the wind curl along the SA, and a southern migration of the zero and maximum curl lines in subtropical latitudes. Even with the intensification of the mean wind curl over the SA, the time series of integrated Sverdrup return flow transport at 30ºS show a decrease between 1960 and 2010. This pattern is in agreement with the reduction trend in the zonal mean curl along the same latitude. The computed BC transport by HYCOM results present a similar trend to the integrated Sverdup transport (approximately 0.1 Sv per decade), with a 0.6 maximum correlation with a 2 year delay. Along the 30ºS, close to the western boundary, a north flow was identified as the return of a recirculation cell, with a 4,25&#177;2,87 Sv mean transport. This flow also presents a reduction trend, which could be related to southern migration of the entire recirculation structure, following the Brazil-Malvinas confluence and Subtropical Front displacement. The residual transport at the western boundary (BC+Recirculation) shows an increase in the south flow that could indicates an increase of the SG, which is in agreement with the intensification and expansion of the Subtropical Ridge observed in the Reanalysis I. However, no significant correlation between the wind field and residual transport variability along the western boundary was found.