The Southwest Atlantic Ocean is characterized, in winter, by the presence of an
oceanographic front between the Brazil Current (BC) and the Brazilian Coastal Current
(BCC). The BC/BCC oceanographic front generates intense thermal horizontal gradients
between cold waters of the southern Brazilian continental shelf, dominated by the BCC,
and the offshore warm waters, dominated by the BC. This study analyses, for the first time
in the known literature, the coupling mechanisms between the ocean and the atmosphere
from observational data taken simultaneously during an oceanographic research cruise in
the southern Brazilian coast during 11-21 June 2014. In this field experiment, atmospheric
radiosondes were launched and hydrographic stations were taken to measure the ocean s
temperature and salinity. The study area was chosen based on the local thermal gradients
presented by the BC/BCC front. Five oceanographic transects were performed perpendicular
to the coast starting at the locality of Paranaguá (Paraná State) and ending in Chuí
(Rio Grande do Sul State).The winter meteorological and oceanographic features were
considered in the determination of ship s route. The installation of a micrometeorological
tower at the bow of the ship allowed the realization of direct measurements of heat, momentum
and CO2 fluxes. This study analyses the large scale meteorological conditions
and explores the behavior of the marine atmospheric boundary layer using radiosondes
data taken in situ. In the period when the data were collect, typical winter conditions were
observed in the study area, like the cold front passage associated to an incursion of a
post-frontal cold air mass and an extratropical cyclone formation. Meteorological and oceanographic
measurements performed by the instruments installed on the ship were utilized
to estimate the heat fluxes through bulk formulas method. This estimates were lately compared
to the heat fluxes measured directly by the sensors installed in the of the ship s bow.
Measurements were obtained using the Eddy Covariance method, broadly used in micrometeorological
research. To obtain the turbulent fluxes at the ocean-atmosphere interface
adjustments in the observational data are necessary due to the ship s motion. During most
of the study period, the sea surface temperature was higher than the air temperature, thus
generating a heat transfer from the ocean to the atmosphere. The heat fluxes were commonly
positive on both sides of the BC (warm)/BCC (cold) oceanographic front. However,
there was some difference on the heat fluxes magnitude between the two sides of the
front with more intense heat exchange on the BC side. The present results show that
the intense thermal horizontal gradients between the BC and the BCC waters that occur
during winter in the southern coast of Brazil, the transient atmospheric systems and the
air thermal advection have an important role on the marine atmospheric boundary layer
modulation and on the heat and CO2 fluxes between the ocean and the atmosphere. Meteorological
and oceanographic observations are fundamental to widen our understanding
of the processes occurring at the ocean-atmosphere interface which are known to have
primary importance on weather and climate forecast. / O Oceano Atlântico Sudoeste é caracterizado, no inverno, pela presença de uma
frente oceanográfica entre a Corrente do Brasil (CB) e a Corrente Costeira do Brasil
(CCB). A frente oceanográfica CB/CCB gera intensos gradientes horizontais termais entre
as águas frias da plataforma continental do Sul do Brasil, dominadas pela CCB, e águas
quentes do oceano profundo, dominadas pela CB. Esse trabalho analisa, pela primeira
vez na literatura conhecida, os mecanismos de acoplamento entre o oceano e a atmosfera
a partir de dados observacionais da atmosfera e do oceano que foram tomados simultaneamente
durante um cruzeiro de pesquisa oceanográfica na costa sul do Brasil entre 11
a 21 de junho de 2012. Nesse experimento, foram lançadas radiossondas atmosféricas
e realizadas estações hidrográficas para medidas de temperatura e salinidade do oceano.
A área de estudo foi escolhida com base no gradiente termal local apresentado pela
frente CB/CCB. Foram realizados cinco transectos perperndiculares à costa sul do Brasil,
iniciando-se na localidade de Paranaguá (PR) até o Chuí (Rio Grande do Sul). As características
oceanográficas e meteorológicas de inverno foram consideradas na determinação
da derrota do navio. A instalação de uma torre micrometeorológica na proa do navio permitiu
a realização de medições diretas dos fluxos de calor, momentum e CO2. Este estudo
analisa as condições meteorológicas de grande escala e investiga o comportamento da
camada limite atmosférica marinha a partir dos dados in situ das radiossondagens. No período
em que os dados foram coletados foram observadas condições atmosféricas típicas
de inverno, como a passagem de frente fria associada à incursão de uma massa de ar frio
pós-frontal e a formação de ciclone extratropical. Observações meteorológicas e oceanográficas
realizadas pelos instrumentos instalados no navio foram utilizadas para estimar
os fluxos de calor pelo método bulk formulas. Essas estimativas foram comparadas aos
fluxos medidos diretamente pelos sensores instalados na proa do navio. As medidas são
obtidas utilizando o método de Covariância de Vórtices, usado amplamente em pesquisas
micrometeorológicas. Para obter os fluxos turbulentos na interação oceano-atmosfera são
necessárias correções nos dados observados devido ao movimento do navio. Durante a
maior parte do período estudo, a temperatura da superfície do mar esteve maior do que a
temperatura do ar, gerando uma transferência de calor do oceano para atmosfera. Os fluxos
de calor foram, geralmente, positivos em ambos os lados da frente oceanográfica CB
(quente)/CCB (frio). Contudo, há diferença na magnitude dos fluxos de calor entre os dois
lados da frente com a troca foi mais intensa no lado da CB. Os resultados apresentados
mostram que os intensos gradientes horizontais termais entre as águas da CB e da CCB
que ocorrem durante o inverno ao largo da costa do RS, os sistemas transientes e as
advecções térmicas têm um papel importante na modulação da camada limite atmosférica
marinha e nos fluxos de calor e CO2. Observações meteorológicas e oceanográficas
são fundamentais para ampliar o entendimento dos processos que ocorrem na interface
oceano-atmosfera e tem importância primária para a previsão do tempo e clima.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/10280 |
| Date | 11 July 2014 |
| Creators | Farias, Priscila Cavalheiro |
| Contributors | Souza, Ronald Buss de, Pezzi, Luciano Ponzi, Acevedo, Otávio Costa, Möller Junior, Osmar Olinto |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Meteorologia, UFSM, BR, Meteorologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 100700300004, 400, 500, 300, 300, 500, 300, b35f3be5-481e-42f0-a76e-056024ce6780, 909f45f3-0a9f-4d80-a103-30f41f6ed8e7, 6102bbd8-6ce7-47ed-939c-aa978893def8, b0b3ff17-e5f1-4940-bdf6-517e910f19c3, 6e506d41-caa4-4eb9-8aa6-af9fe96bdc18 |
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