Neste trabalho, o objetivo geral é investigar os processos sinóticos, dinâmicos e termodinâmicos de dois ciclones subtropicais ocorridos no Atlântico Sul. Utilizou-se um algoritmo de rastreamento de máximos de vorticidade ciclônica e o algoritmo Cyclone Phase Space (CPS), que permite classificar o ciclo de vida dos ciclones. Desenvolveu-se um processo de automatização destes algoritmos, que possibilitou a análise dos diagramas de fase de todos os ciclones ocorridos no Atlântico Subtropical durante 2008, 2009 e março de 2010. As condições sinóticas para dois eventos foram analisadas desde o período prévio à formação até o decaimento dos sistemas, e as equações do balanço de vorticidade e de calor foram utilizadas para investigar os processos dinâmicos e termodinâmicos. Embora com fraca intensidade em termos de pressão central, os ciclones tiveram impacto importante nas condições de tempo sobre suas regiões de atuação, e os ventos máximos superaram 15 m/s em 925 hPa por várias horas. Ambos os ciclones apresentaram, ao menos em algum tempo de sua fase subtropical, um pico de advecção horizontal quente em altos níveis, enquanto a advecção horizontal quente em baixos níveis apresentou fraca intensidade. Nos estágios de fase híbrida, o termo diabático foi responsável pelas tendências de aquecimento em baixos níveis. Já durante a fase de transição extratropical ocorrida em um dos ciclones, o sentido dos fluxos turbulentos em superfície se inverteu e o termo diabático passou a contribuir para tendências de resfriamento em baixos níveis. Em altos níveis, foram encontradas regiões em que altos valores positivos do termo diabático da equação da termodinâmica correspondem a regiões de intenso resíduo negativo da equação da vorticidade. Nestas regiões, os processos convectivos podem explicar os imbalanços de vorticidade. Nas demais regiões e níveis em que esta relação não ocorreu, sugere-se que a convecção influencia as variações locais de vorticidade de uma forma mais distribuída na coluna atmosférica, assim como a divergência associada aos movimentos verticais pode ocorrer de forma distribuída ao longo da troposfera. / This work aims to investigate the synoptic and dynamic processes of a sample of subtropical cyclones that occurred near the east coast of South America. A cyclonic vorticity maximum tracking algorithm and the Cyclone Phase Space (CPS) algorithm are used to track and to classify the life cycle evolution of the cyclones. By automating these algorithms, it was possible to perform the analysis of the phase diagrams of all the cyclones occurred in the Subtropical Atlantic during 2008, 2009 and March 2010. The synoptic conditions for two events were analyzed from the period prior to the genesis until the decay of the systems, and the heat and vorticity balance equations were used to investigate the thermodynamic and dynamic processes. Although with low intensity in terms of central pressure, the cyclones had a major impact on the weather conditions in their regions of occurrence, and the 925 hPa maximum sustained winds exceeded 15 m/s for several hours. Both selected cyclones, at least at a time of its subtropical phase, had a peak of warm horizontal advection at higher levels, whilst the warm horizontal advection at lower levels showed weak intensity. In the hybrid stages of both cyclones, the diabatic term was responsible for warming trends at low levels. However, during the extratropical transition in one of the cyclones, the direction of the near-surface turbulent fluxes reversed and the diabatic term began to contribute to cooling trends at low levels. In the upper troposphere, it was found that in some regions that featured large positive values of the thermodynamic equation diabatic term, there was also a significant negative residual of the vorticity equation. In these regions, the convective processes can explain the observed vorticity imbalances. For other regions and levels, at which there was no direct relationship between the residual fields, it is suggested here that convection influences the local variations of vorticity in a more distributed way in the atmospheric column, as well as the divergence associated with the vertical velocities can be more distributed throughout the troposphere, without being concentrated at only some levels.

Biogeochemical changes across oceanic interfaces, and method development to study such changes, are described in this work. The interfaces studied include the Subtropical Front in the Pacific Ocean and the boundary at the base of the euphotic zone. Both interfaces are characterized by accumulations of phytoplankton, although the forcing functions that result in increased biomass are distinctly different. The Subtropical Front, located at approximately 30°N in the Pacific Ocean, was detected during a cruise in the summer of 2002 by its diagnostic 34.8 salinity outcrop, in spite of the absence of its associated temperature signature. The front displayed elevated concentrations of large diatoms; Rhizosolenia and Hemiaulus, with concentrations penetrating deeper in the water column south of the front. Rhizosolenia species were dominant on the warmer, high salinity side of the front, while Hemiaulus prevailed on the cooler, low salinity side. While high cell counts were enumerated by net tows, the elevated biomass was not visible in satellite color imagery. Size fractionated chlorophyll data revealed > 10 um cells were found below 200 m, indicating export of large cells out of the euphotic zone. This confirms observations by other investigators that fronts represent important regions of episodic export, although such export may go undetected if the biomass is not visible in ocean color images. Another region of interest was the narrow layer at the base of the euphotic zone. During stratified conditions, the layer was characterized by a fluorescence maximum, a primary nitrite maximum, and a nutricline. While fluorescence maxima have proven easy to detect using commercial fluorometers, nutrient distributions have proven more difficult. The Spectrophotometric Elemental Analysis System (SEAS) permitted detection of low concentrations of nitrite, nitrate, and phosphate with nanomolar sensitivity and 1 Hz or better sampling frequency. Using multiple wavelength spectroscopy, the range of nitrate concentrations from 2 nM to 20 uM have been detected. Profiles of nitrite obtained across the North Pacific Subtropical Gyre revealed the close correlation between nitrite and chlorophyll fluorescence maxima, suggesting that the nitrite maximum is formed by phytoplankton when insufficient light is available to permit reduction of nitrite to ammonia.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Riparian forests are plant formations associated with environments with water courses, valued, mostly, for the role of stabilizing riverbanks and allow species gene flow. This work aims to survey the flora of herbaceous stratum and woody stratum and its natural regeneration in a riparian forest in the municipality of São Martinho da Serra, RS,transition region between Pampa and Atlantic Forest biomes. The study area comprises a fragment of 3ha of Deciduous Forest on the Guassupi riverside and this area is threatened by construction of a dam. The survey of the woody stratum was conducted between November 2012 and February 2013, in 19 transects perpendicular to the river. Forty seven species were identified belonging to 24 families, with emphasis in Myrtaceae with nine species, followed by Fabaceae, with five, Euphorbiaceae and Rutaceae, with four. Podocarpus lambertii Klotzsch ex Endl was the most frequent species, besides this, typical species of riparian environment were found, such as Blepharocalyx salicifolius (Kunth) O. Berg., Campomanesia xanthocarpa (Mart.) O.Berg, Calyptranthes concinna DC., Eugenia uniflora L., Allophylus edulis (A. St.-Hil.et al.) Hieron. ex Niederl. , Zanthoxylum rhoifolium Lam., Cupania vernalis Cambess. and Casearia sylvestris Sw At the herb stratum, the survey was conducted on random walks between November 2012 to August 2013, and 28 species were identified belonging to 16 families. Poaceae and Asteraceae families were the richest, with five species each. Another highlight for this stratum was collecting Oxalis subvillosa Norlind, considered a new record for the Rio Grande do Sul state. The survey of natural regeneration, also in 19 transects, revealed the presence of 28 species and 17 families, with Myrtaceae, Fabaceae and Euphorbiaceae with the greatest richness, with five, four and three species respectively. Miconia hyemalis A. St.- Hil. & Naudin was the most frequent species. Five species are listed as vulnerable on the list of endangered species in the state: Apuleia leiocarpa (Vogel) J.F.Macbr., Myrocarpus frondosus Allemão, Chamissoa acuminata Mart., Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen and Smallanthus conatus (Spreng.) H. Rob. All the species identified in the study are native , revealing that the forest is well preserved . / Matas ciliares são formações vegetais associadas a ambientes com cursos d`água, valorizadas, principalmente, pelas funções de estabilizar as margens dos rios e permitir o fluxo gênico de espécies. O objetivo deste trabalho foi o de realizar o levantamento florístico do estrato herbáceo e do estrato arbustivo-arbóreo e de sua regeneração natural em uma mata ciliar localizada no município de São Martinho da Serra, RS, região de transição entre os Biomas Pampa e Mata Atlântica. A área de estudo compreende um fragmento de 3ha de Floresta Estacional Decidual às margens do Rio Guassupi e o local encontra-se ameaçado pela construção de uma barragem. O levantamento do estrato arbustivo-arbóreo foi realizado entre os meses de novembro de 2012 e fevereiro de 2013, ao longo de 19 transectos perpendiculares ao rio. Foram identificadas 47 espécies distribuídas em 24 famílias, tendo destaque Myrtaceae com nove espécies, seguida de Fabaceae, cinco, Euphorbiaceae e Rutaceae, quatro. Podocarpus lambertii Klotzsch ex Endl. foi a espécie mais abundante. Além dessa foram encontradas espécies típicas de ambiente ciliar como Blepharocalyx salicifolius (Kunth) O. Berg., Campomanesia xanthocarpa (Mart.) O.Berg, Calyptranthes concinna DC., Eugenia uniflora L., Allophylus edulis (A. St.-Hil.et al.) Hieron. ex Niederl. , Zanthoxylum rhoifolium Lam., Cupania vernalis Cambess. e Casearia sylvestris Sw. No estrato herbáceo, o levantamento foi realizado em caminhadas aleatórias entre os meses de novembro de 2012 a agosto de 2013, sendo identificadas 28 espécies distribuídas em 16 famílias. As famílias Poaceae e Asteraceae foram as mais ricas, cada uma com cinco espécies. Destaca-se ainda para esse estrato, a coleta de Oxalis subvillosa Norlind, considerado um novo registro para o Rio Grande do Sul. O levantamento da regeneração natural, também ao longo de 19 transectos revelou a presença de 28 espécies e 17 famílias, sendo Myrtaceae, Fabaceae e Euphorbiaceae as de maior riqueza, com cinco, quatro e três espécies respectivamente. Miconia hyemalis A. St.-Hil. & Naudin foi a espécie mais frequente. Cinco espécies constam como vulneráveis na lista das espécies ameaçadas no estado: Apuleia leiocarpa (Vogel) J.F.Macbr., Myrocarpus frondosus Allemão, Chamissoa acuminata Mart., Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen e Smallanthus connatus (Spreng.) H. Rob.Todas as espécies identificadas no estudo são nativas, revelando que a mata encontra-se bem preservada.

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.

O estudo experimental apresentado nesta dissertação foi realizado para avaliar a resposta térmica de fundações por estacas trocadoras de calor, que podem ser usadas para reduzir o elevado consumo de energia em sistemas de condicionamento de ar no Brasil. A principal motivação para a produção deste trabalho foi a ausência de estudos sobre o desempenho térmico de estacas e/ou furos trocadores de calor em solo tropical, que é muito comum em nosso país. Para esta pesquisa, cinco ensaios de resposta térmica (TRT) foram realizados no Campo Experimental de Fundações da Universidade de São Paulo em São Carlos/SP, Brasil. A camada de solo superficial deste terreno consiste de solo tropical não saturado, composto de areia argilosa coluvial (laterítico) sobre um solo residual de arenito (saprolito). O ensaio in situ denominado TRT é o método experimental mais comum para a determinação das propriedades térmicas de sistemas de fundações por estacas trocadoras de calor. Os experimentos foram realizados em duas estacas escavadas, com 12 m de profundidade, equipadas com tubos trocadores de calor, instaladas em uma camada de solo com temperatura média em torno de 24°C. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a performance de estacas trocadoras de calor na condição de solo e clima investigados (alta temperatura do solo, solo laterítico não saturado com alta porosidade próximo a superfície). Também foram verificados os efeitos da posição do nível d\'água, da vazão da água circulante na estaca, e da duração do ensaio nas propriedades térmicas das estacas trocadora de calor avaliadas. Os resultados encontrados da taxa de troca de calor por metro de estaca neste estudo variam 79 a 110 W/m, portanto, estas estacas mostram bom potencial de transferência de calor no local investigado. Os resultados desse estudo fornece informações úteis para a avaliação da eficiência de estacas trocadoras de calor como um sistema de refrigeração em regiões tropicais e subtropicais brasileiras. / Brazil is the fifth largest buyer of air conditioner in the world because of its tropical and subtropical climate. To address this problem, the current experimental study was carried out to evaluate the thermal response of energy piles that can be used to reduce the high energy consumption in cooling systems in Brazil. The key factor that motivates this study is that unsaturated tropical soils cover a significant part of the Brazilian territory, and the thermal performance of heat exchanger piles in typical Brazilian soil and climate has not been investigated before. Five Thermal Response tests (TRT) were conducted for this research in the Geotechnical research field of the University of São Paulo at São Carlos/SP, Brazil, of unsaturated tropical soil, including a superficial layer composed of colluvial clayey sand (lateritic) overlaying in a residual sandstone soil (saprolitic). Thermal response tests are the most common experimental method for determining thermal properties of the energy foundation systems. The tests were performed on two drilled piles of 12m length equipped with heat transfer pipes, installed a soil layer with average temperature of 24°C. The main objective of this work was to obtain some data about the thermal energy delivery of energy piles in the soil and climate condition investigated herein (high ground temperature, unsaturated and tropical soil with high porosity). The effects of ground water table, flow rate, duration of test, and number of heat exchanger U-pipes on the thermal properties of the energy pile were also evaluated in this study. The thermal parameters obtained allowed a first evaluation about the thermal efficiency of the piles in the particular soil. The results of heat exchange rate found in this study vary from 79 to 110 W/m, therefore energy piles installed in the investigated site show good heat transfer potential. This study provides interesting information to the evaluation of heat exchange efficiency in energy foundations to be used as a cooling system in tropical and subtropical Brazilian regions.

Neste trabalho, o objetivo geral é investigar os processos sinóticos, dinâmicos e termodinâmicos de dois ciclones subtropicais ocorridos no Atlântico Sul. Utilizou-se um algoritmo de rastreamento de máximos de vorticidade ciclônica e o algoritmo Cyclone Phase Space (CPS), que permite classificar o ciclo de vida dos ciclones. Desenvolveu-se um processo de automatização destes algoritmos, que possibilitou a análise dos diagramas de fase de todos os ciclones ocorridos no Atlântico Subtropical durante 2008, 2009 e março de 2010. As condições sinóticas para dois eventos foram analisadas desde o período prévio à formação até o decaimento dos sistemas, e as equações do balanço de vorticidade e de calor foram utilizadas para investigar os processos dinâmicos e termodinâmicos. Embora com fraca intensidade em termos de pressão central, os ciclones tiveram impacto importante nas condições de tempo sobre suas regiões de atuação, e os ventos máximos superaram 15 m/s em 925 hPa por várias horas. Ambos os ciclones apresentaram, ao menos em algum tempo de sua fase subtropical, um pico de advecção horizontal quente em altos níveis, enquanto a advecção horizontal quente em baixos níveis apresentou fraca intensidade. Nos estágios de fase híbrida, o termo diabático foi responsável pelas tendências de aquecimento em baixos níveis. Já durante a fase de transição extratropical ocorrida em um dos ciclones, o sentido dos fluxos turbulentos em superfície se inverteu e o termo diabático passou a contribuir para tendências de resfriamento em baixos níveis. Em altos níveis, foram encontradas regiões em que altos valores positivos do termo diabático da equação da termodinâmica correspondem a regiões de intenso resíduo negativo da equação da vorticidade. Nestas regiões, os processos convectivos podem explicar os imbalanços de vorticidade. Nas demais regiões e níveis em que esta relação não ocorreu, sugere-se que a convecção influencia as variações locais de vorticidade de uma forma mais distribuída na coluna atmosférica, assim como a divergência associada aos movimentos verticais pode ocorrer de forma distribuída ao longo da troposfera. / This work aims to investigate the synoptic and dynamic processes of a sample of subtropical cyclones that occurred near the east coast of South America. A cyclonic vorticity maximum tracking algorithm and the Cyclone Phase Space (CPS) algorithm are used to track and to classify the life cycle evolution of the cyclones. By automating these algorithms, it was possible to perform the analysis of the phase diagrams of all the cyclones occurred in the Subtropical Atlantic during 2008, 2009 and March 2010. The synoptic conditions for two events were analyzed from the period prior to the genesis until the decay of the systems, and the heat and vorticity balance equations were used to investigate the thermodynamic and dynamic processes. Although with low intensity in terms of central pressure, the cyclones had a major impact on the weather conditions in their regions of occurrence, and the 925 hPa maximum sustained winds exceeded 15 m/s for several hours. Both selected cyclones, at least at a time of its subtropical phase, had a peak of warm horizontal advection at higher levels, whilst the warm horizontal advection at lower levels showed weak intensity. In the hybrid stages of both cyclones, the diabatic term was responsible for warming trends at low levels. However, during the extratropical transition in one of the cyclones, the direction of the near-surface turbulent fluxes reversed and the diabatic term began to contribute to cooling trends at low levels. In the upper troposphere, it was found that in some regions that featured large positive values of the thermodynamic equation diabatic term, there was also a significant negative residual of the vorticity equation. In these regions, the convective processes can explain the observed vorticity imbalances. For other regions and levels, at which there was no direct relationship between the residual fields, it is suggested here that convection influences the local variations of vorticity in a more distributed way in the atmospheric column, as well as the divergence associated with the vertical velocities can be more distributed throughout the troposphere, without being concentrated at only some levels.

Subtropical mode water is a voluminous body of water in the ocean whose main feature is the homogeneity in both vertical structure and horizontal extension. The subtropical mode water (STMW) of the southwest Atlantic is formed between the months of July and October near the Brazil-Malvinas confluence and along the Brazil Current recirculation gyre. The formation region extends on the order of 3000 km zonally, from 20°W to 50°W, and 1000 km meridionally, from 30°S to 40°S, and it is typically about 170 m thick. In situ data from pressure-equipped inverted echo sounders (PIES) installed in the western portion of the basin, along 34.5°S, are available from 2009 to the present. These data after processed and calibrated can provide an unprecedented description of the STMW involving processes since its formation at the surface until the final stage of its residence in the interior of the ocean. Temperature and salinity data estimated by the PIES are based on empirical look-up tables that relate the acoustic travel time with the baroclinic structure of the ocean. This technique is known as the Gravest Empirical Mode (GEM), and here it is used to detect profiles containing homogeneous segments of temperature and salinity that characterize the mode water. The GEM method was seasonally corrected to reconstruct surface variability necessary for STMW formation. The interannual covariance between STMW layer thickness and the Brazil Current was calculated, but no significant correlation at that time scale was observed. The mode water layer detected was about 220 m ± 55 m thick on all sites, agreeing with previous studies. / A água modal subtropical é um grande volume de água no oceano cuja característica principal é a homogeneidade nas estruturas vertical e horizontal. A água modal subtropical do sudoeste do Atlântico é formada entre os meses de julho e outubro perto da confluência Brasil-Malvinas e ao longo da recirculação da Corrente do Brasil. A região de formação se estende na ordem de 3000 km zonalmente, de 20°W a 50°W e 1000 km meridionalmente, de 30°S a 40°S, e tipicamente tem cerca de 170 m de espessura. Dados in situ de ecossondas invertidas com sensor de pressão (PIES) instaladas na porção ocidental da bacia, ao longo de 34,5°S, estão disponíveis a partir de 2009 até o presente. Estes dados após o processamento e calibração podem fornecer uma descrição sem precedentes da Água Modal Subtropical do Atlântico Sul envolvendo processos desde sua formação na superfície até o estágio final de sua permanência no interior do oceano. Os dados de temperatura e salinidade estimados pelos PIES são baseados em tabelas de referência (look-up tables) que relacionam o tempo de retorno do sinal acústico com a estrutura baroclínica do oceano. Esta técnica é conhecida como o Gravest Empirical Mode (GEM),e aqui é usado para detectar perfis contendo segmentos homogêneos de temperatura e salinidade que caracterizam a água modal. Foi aplicada uma correção sazonal ao método GEM para reconstruir a variabilidade da superfície necessária para a formação STMW. A covariância interanual entre a espessura da camada STMW e a corrente do Brasil foi calculada, mas não foi observada correlação significativa naquela escala de tempo. A camada de água em modo detectada foi de cerca de 220 m ± 55 m de espessura em todos os sites, concordando com estudos prévios.

A Confluência Brasil-Malvinas (CBM) é formada pelo encontro da Corrente do Brasil (CB) com a Corrente das Malvinas (CM) no Atlântico Sul e, por constituir o encontro de correntes de contorno oeste (CCO), é demarcada por um intenso gradiente horizontal de temperatura. A inclinação das isopicnais na porção mais quente de regiões de encontro de duas CCO favorece a formação de águas modais ao final do inverno. O estudo de águas modais subtropicais ainda é incipiente no Atlântico Sul, quando comparado com os diversos trabalhos versando sobre o fenômeno em outras regiões do mundo. A realização do primeiro cruzeiro oceanográfico especificamente planejado para o estudo de águas modais na região da CBM e de retroflexão da CB permitiu verificar a anisotropia desse extenso corpo d\'água, cuja espessura e profundidades máxima e mínima variam mormente com a latitude em que o fenômeno ocorre. Os dados fornecidos pelos perfiladores Argo lançados durante o cruzeiro, e ainda em operação na região da CBM, corroboraram tal observação e revelaram o limite norte da região de formação da água modal subtropical do sudoeste do Atlântico Sul (AMSTAS) em torno da latitude de 34°S. A comparação dos resultados obtidos in situ com os dados do modelo oceânico HYCOM, numa simulação de 4 anos, permitiu observar a mesma anisotropia e limite norte da área de formação. Embora relativamente curta, a série temporal viabilizou a primeira estimativa de volume da AMSTAS e uma avaliação preliminar dos processos envolvidos na dissipação da AMSTAS recém formada. O emprego de dados de satélites altímetros para o cálculo do calor armazenado (CA) na região de estudo permitiu verificar que a instabilidade apresentada na série temporal de dados do modelo HYCOM se deve sobretudo à dinâmica de mesoescala na região mais próxima do encontro das duas CCO. A análise do CA na região onde foi realizado o cruzeiro oceanográfico do estudo, permitiu identificar mais claramente a existência de diferentes padrões de calor armazenado coincidentes com áreas típicas de formação, os quais não ocorreram em áreas que continham AMSTAS apenas afundada. / The Brazil-Malvinas confluence zone (BMCZ) is an energetic region of the South Atlantic Ocean where the Brazilian Current (BC) and the Malvinas Current (MC) meet. As a convergence area of Western Boundary Currents (WBC), it is marked by intense horizontal temperature gradients. The inclination of isopycnals in the warm side of WBC convergence zone enables the formation of mode water at the end of winter. The study of subtropical mode waters in the South Atlantic is still incipient compared to similar investigations conducted in other regions of the world. The first oceanographic cruise specifically dedicated to the study of mode waters in the BMCZ and the BC retroflection helped verify the anisotropy of such extensive water masses, whose maximum and minimum thickness and depth vary mainly with the latitude where these phenomenon occur. Data derived from Argo profilers released during the cruise and currently still operating in the BMCZ, support this observation and indicate the northern limit of the formation region of the Southwestern Atlantic subtropical mode water (SASTMW) near latitude 34°S. Comparison of in situ results with those obtained from a 4-years simulation with the HYCOM ocean model, indicates similar anisotropy and northern limit of the formation area. Despite its relatively small length, this time series enabled the first estimation of the SASTMW volume, and a preliminary validation of the processes involved in the dissipation of newly formed SASTMW. The use of satellite altimetry data for the computation of heat content in the study area helped conclude that the instability observed in the time series of the HYCOM model output is due to mesoscale dynamics near the convergence zone of the BC and the MC. Analysis of heat content in the region where the oceanographic cruise was conducted helped identify the existence of different patterns in heat content, that coincide with typical formation areas but not with areas where SASTMW is already submerged.

Subtropical mode water is a voluminous body of water in the ocean whose main feature is the homogeneity in both vertical structure and horizontal extension. The subtropical mode water (STMW) of the southwest Atlantic is formed between the months of July and October near the Brazil-Malvinas confluence and along the Brazil Current recirculation gyre. The formation region extends on the order of 3000 km zonally, from 20°W to 50°W, and 1000 km meridionally, from 30°S to 40°S, and it is typically about 170 m thick. In situ data from pressure-equipped inverted echo sounders (PIES) installed in the western portion of the basin, along 34.5°S, are available from 2009 to the present. These data after processed and calibrated can provide an unprecedented description of the STMW involving processes since its formation at the surface until the final stage of its residence in the interior of the ocean. Temperature and salinity data estimated by the PIES are based on empirical look-up tables that relate the acoustic travel time with the baroclinic structure of the ocean. This technique is known as the Gravest Empirical Mode (GEM), and here it is used to detect profiles containing homogeneous segments of temperature and salinity that characterize the mode water. The GEM method was seasonally corrected to reconstruct surface variability necessary for STMW formation. The interannual covariance between STMW layer thickness and the Brazil Current was calculated, but no significant correlation at that time scale was observed. The mode water layer detected was about 220 m ± 55 m thick on all sites, agreeing with previous studies. / A água modal subtropical é um grande volume de água no oceano cuja característica principal é a homogeneidade nas estruturas vertical e horizontal. A água modal subtropical do sudoeste do Atlântico é formada entre os meses de julho e outubro perto da confluência Brasil-Malvinas e ao longo da recirculação da Corrente do Brasil. A região de formação se estende na ordem de 3000 km zonalmente, de 20°W a 50°W e 1000 km meridionalmente, de 30°S a 40°S, e tipicamente tem cerca de 170 m de espessura. Dados in situ de ecossondas invertidas com sensor de pressão (PIES) instaladas na porção ocidental da bacia, ao longo de 34,5°S, estão disponíveis a partir de 2009 até o presente. Estes dados após o processamento e calibração podem fornecer uma descrição sem precedentes da Água Modal Subtropical do Atlântico Sul envolvendo processos desde sua formação na superfície até o estágio final de sua permanência no interior do oceano. Os dados de temperatura e salinidade estimados pelos PIES são baseados em tabelas de referência (look-up tables) que relacionam o tempo de retorno do sinal acústico com a estrutura baroclínica do oceano. Esta técnica é conhecida como o Gravest Empirical Mode (GEM),e aqui é usado para detectar perfis contendo segmentos homogêneos de temperatura e salinidade que caracterizam a água modal. Foi aplicada uma correção sazonal ao método GEM para reconstruir a variabilidade da superfície necessária para a formação STMW. A covariância interanual entre a espessura da camada STMW e a corrente do Brasil foi calculada, mas não foi observada correlação significativa naquela escala de tempo. A camada de água em modo detectada foi de cerca de 220 m ± 55 m de espessura em todos os sites, concordando com estudos prévios.

Tree-ring based climate reconstructions have been critical for understanding past variability and recent trends in climate worldwide, but they are scarce in Australia. This is particularly the case for temperature: only one tree-ring width based temperature reconstruction – based on Huon Pine trees from Mt Read, Tasmania – exists for Australia. Here, we investigate whether additional tree- ring parameters derived from Athrotaxis cupressoides trees growing in the same region have potential to provide robust proxy records of past temperature variability. We measured wood properties, including tree-ring width (TRW), mean density, mean cell wall thickness (CWT), and tracheid radial diameter (TRD) of annual growth rings in Athrotaxis cupressoides, a long-lived, high-elevation conifer in central Tasmania, Australia. Mean density and CWT were strongly and negatively correlated with summer temperatures. In contrast, the summer temperature signal in TRW was weakly positive. The strongest climate signal in any of the tree-ring parameters was maximum temperature in January (mid-summer; JanTmax) and we chose this as the target climate variable for reconstruction. The model that explained most of the variance in JanTmax was based on TRW and mean density as predictors. TRW and mean density provided complementary proxies with mean density showing greater high-frequency (inter-annual to multi-year) variability and TRW showing more low-frequency (decadal to centennial-scale) variability. The final reconstruction model is robust, explaining 55% of the variance in JanTmax, and was used to reconstruct JanTmax for the last five centuries (1530–2010 C.E.). The reconstruction suggests that the most recent 60 years have been warmer than average in the context of the last ca. 500 years. This unusually warm period is likely linked to a coincident increase in the intensity of the subtropical ridge and dominance of the positive phase of the Southern Annular Mode in summer, which weaken the influence of the band of prevailing westerly winds and storms on Tasmanian climate. Our findings indicate that wood properties, such as mean density, are likely to provide significant contributions toward the development of robust climate reconstructions in the Southern Hemisphere and thus toward an improved understanding of past climate in Australasia.