On the dynamics of the Brazil Current site of origin - Soutelino, Rafael Guarino (2012)
O objetivo desta tese é estudar a dinâmica de mesoescala do sistema de correntes de contorno oeste ao largo da costa leste brasileira entre 10o -20o S. Esta é a área em que a Corrente Sul Equatorial (CSE) se bifurca, no escopo da circulação de larga escala forcada pelo vento associado ao giro subtropical do Atlântico Sul. Este sistema de bifurcação, somado à circulacao equatorial, tem uma estrutura tri-dimensional complexa que implica na formação de diversas correntes de contorno oeste (CCOs) que fluem ao largo da costa brasileira. Este sistema de CCOs tem sido reconhecido na literatura como de extrema importância nos últimos anos, por estar embebido nos padrões de larga escala da Célula de Revolvimento Meridional no Atlântico Sul. Transportes de calor e volume entre hemisférios em diferentes profundidades são parcialmente controlados pela média de longo termo da atividade de mesoescala na região supracitada, seja esta gerada localmente ou forçada remotamente. Esta tese objetiva estudar a dinâmica do oceano superior nesta região em dois capítulos independentes. Cada um destes capítulos são auto-suficientes em seu conteúdo, descrevendo suas hipóteses, metodologia, resultados, discussões e implicações. O conteúdo de cada um destes capítulos é sumarizado nos parágrafos seguintes. A Corrente do Brasil (CB) se origina com a chegada e bifurcação da CSE em superfície, entre 10-20o . A CB é uma CCO centrada em superfície e transporta águas quentes e salinas em direção ao pólo sul. Estudos climatológicos prévios descrevem a bifurcação da CSE como um fenômeno estratificado vertical e horizontalmente, e que o ramo sul da CSE dá origem a CB - uma corrente de contorno oeste fraca e rasa. A origem da CB é atualmente um dos aspectos menos explorados da circulação regional e sua atividade de mesoescala na parte oeste do giro subtropical do Atlântico Sul. O Capítulo 1 deste trabalho objetiva preencher esta lacuna de conhecimento descritivo na porção entre 10o-20o S ao largo da costa brasileira. A análise de três cruzeiros quase-sinóticos recentes em conjunto com padrões inferidos por altimetria e modelos de circulação global, confronta a descrição da CB como uma corrente de contorno oeste contínua. De acordo com nossas análises, o sinal da bifurcação da CSE próximo à costa não é claro, e os campos de velocidade são dominados por estruturas vorticais de mesoescala. Anticiclones recorrentes que aparentam estar associados ao meandramento da CB, nos conduzem a estabelecer um cenário de escoamento fortemente influenciado pela topografia e possivelmente instável. Diante desde cenário, sugerimos que a CB se caracteriza por um escoamento dominado por vórtices ao norte do paralelo de 20o S. O Capítulo 2 parte do pressuposto enunciado no Capítulo 1 e objetiva estudar os papéis do cisalhamento vertical e da topografia na formação dos vórtices observados na região de origem da CB. Apresentamos simulações numéricas de estudo de processo que mostram que as principais feições realísticas de mesoescala nas imediações da origem da CB podem ser reproduzidas com sucesso a partir da interação dinâmica entre versões parametrizadas do escoamento médio de dois jatos de contorno oeste e fluindo em sentido oposto (CB e Sub-corrente Norte do Brasil - SNB) e a topografia local, sem influência de dinâmica remota ou forçantes atmosféricas. Três extensos anticiclones reportados no Capítulo 1 são reproduzidos e apresentam um comportamento estacionário durante um ano de simulação. Dois experimentos de sensitividade adicionais são conduzidos. Quando a SNB é suprimida do contexto físico, a interação entre CB e topografia não é suficiente para reproduzir tais feições anticiclônicas, e em geral, o padrão obtido exibe pouca semelhança aos dados observacionais. Quando uma topografia idealizada, livre de bancos e montes submarinos é adotada, a interação CB-SNB é também insuficiente para produzir as estruturas realísticas de mesoescala. Nossa análise sugere que vórtices anticlônicos de borda de promontório ocorrem nos níveis verticais da SNB (cerca de 400 m) e que estes estão forçando o aparecimento de anticiclones em superfície (CB) cerca de 10 dias depois. Esta tese tem estrutura baseada em dois artigos científicos pré-existentes, ambos de autoria do presente aluno, com co-autoria de seu orientador, co-orientador e colegas. O Capítulo 1 destina-se aos resultados de um artigo publicado no periódico científico denominado Geophysical Research Letters [Soutelino et al., 2011] e o Capítulo 2 refere-se a um artigo atualmente submetido ao periódico científico denominado Continental Shelf Research [Soutelino et al., subm]. O conteúdo de ambos os capítulos estão expandidos em relação as versões originais para permitir maior nível de detalhamento das diversas partes que compõem o trabalho. Mais detalhes relativos às técnicas metodologicas são apresentados, bem como um maior numero de gráficos, buscando maximizar a clareza do documento. O Capítulo 3 compila e sumariza os resultados oriundos de ambos os artigos científicos, e consequentemente desta tese, finalizando com sugestões para trabalhos futuros.