Importância das características regionais na variacão do volume das águas modais subtropicais do Atlântico Sul

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bernardo, Piero Silveira
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/21/21135/tde-30032022-093321/
Resumo: As aguas modais apresentam como principal caracteristica a homogeneidade vertical adquirida durante o periodo de formacao. Sua constituicao ocorre em superficie e esta relacionado a conveccao profunda na camada de mistura, que por sua vez, associam-se a processos que ocorrem na interface oceano atmosfera. O principal fator e a perda de calor do oceano pela superficie durante o inverno, porem outros agentes podem influenciar a intensidade da formacao como o vento e a precipitacao. Portanto, inicialmente avaliamos a distribuicao vertical, horizontal e temporal da Agua Modal Subtropical do Atlantico Sul (AMSTAS), assim como suas propriedades fisicas (temperatura, salinidade, densidade e vorticidade potencial (VP)) atraves dos perfis Argo e do conjunto de dados ISAS. A identificacao da AMSTAS foi feita pela juncao de dois principais fatores: intervalo de temperatura (1218C, para o Argo e 1316C para os demais conjuntos) e perfis com valores de VP menores que 1.5×10-10m-1s-1 e para todos conjuntos, dividimos a AMSTAS em tres tipos (AMSTAS1, 2 e 3). Os perfis selecionados apresentaram caracteristicas tipicas das aguas modais do Atlantico Sul, com baixa estratificacao vertical. Dos perfis Argo contendo AMSTAS, pudemos examinar o que ocorre no oceano, anteriormente e no inicio da formacao, e se existe alguma relacao entre esses dois momentos. E notavel que no inicio da formacao em comparacao com o estado preformacao, em geral, a temperatura reduz, a salinidade aumenta e a densidade aumenta. Porem, ao analisarmos essa relacao por tipo de AMSTAS, notamos que as mudancas nas caracteristicas da AMSTAS1 e 3 sao diferentes das observadas para o tipo 2, que apresenta afinidade com a Agua Modal Subtropical do Oceano Indico. Nos dados ISAS, devido a sua resolucao mensal entre 2002 e 2019, conseguimos avaliar a evolucao anual da AMSTAS. A formacao ocorre entre Junho e Novembro, sendo mais evidente entre Julho e Outubro e mais espessa na porcao oeste da bacia, vinculada aos menores valores de vorticidade potencial. Devido a essa maior homogeneidade, observamos que a AMSTAS de oeste tende a ser mais persistente (AMSTAS1) do que a formacao de leste (AMSTAS2) e do sul (AMSTAS3), que sao consideradas mais instaveis (menor durabilidade). Por esse motivo, observamos que ao afundar, a AMSTAS tende a se concentrar na porcao oeste. Ao avaliarmos a relacao da taxa de formacao das AMSTAS com a taxa de formacao de aguas devido ao fluxo de calor pela superficie, notamos novamente uma diferenca dos resultados vinculados a cada tipo. A taxa de formacao da AMSTAS1 e a mais vinculada ao fluxo de calor; da AMSTAS2 e menor do que estimado; e da AMSTAS3, superior ao estimado. Por observarmos que existem outros fatores que podem influenciar a formacao das AMSTAS, desenvolvemos experimentos simulados atraves do modelo CESM para investigar os impactos que alteracoes na radiacao de ondas curtas, precipitacao e componentes do vento, podem gerar sobre o volume das AMSTAS. Dentro das distintas alteracoes, avaliamos que a formacao da AMSTAS1 e da 3 apresenta maior relacao com processos termodinamicos, enquanto a AMSTAS2 e influenciada majoritariamente por processos dinamicos.
id USP_2499b6dc22e76dd9c8cf382a6cf2425b
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-30032022-093321
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Importância das características regionais na variacão do volume das águas modais subtropicais do Atlântico SulImportance of regional characteristics in the variation of the volume of the subtropical mode waters of the South AtlanticÁgua Modal Subtropical do Atlântico Sulfluxo de calorheat fluxmodelagemmodellingprecipitaçãoprecipitationSouth Atlantic Subtropical Mode Watervelocidade do ventowind speedAs aguas modais apresentam como principal caracteristica a homogeneidade vertical adquirida durante o periodo de formacao. Sua constituicao ocorre em superficie e esta relacionado a conveccao profunda na camada de mistura, que por sua vez, associam-se a processos que ocorrem na interface oceano atmosfera. O principal fator e a perda de calor do oceano pela superficie durante o inverno, porem outros agentes podem influenciar a intensidade da formacao como o vento e a precipitacao. Portanto, inicialmente avaliamos a distribuicao vertical, horizontal e temporal da Agua Modal Subtropical do Atlantico Sul (AMSTAS), assim como suas propriedades fisicas (temperatura, salinidade, densidade e vorticidade potencial (VP)) atraves dos perfis Argo e do conjunto de dados ISAS. A identificacao da AMSTAS foi feita pela juncao de dois principais fatores: intervalo de temperatura (1218C, para o Argo e 1316C para os demais conjuntos) e perfis com valores de VP menores que 1.5×10-10m-1s-1 e para todos conjuntos, dividimos a AMSTAS em tres tipos (AMSTAS1, 2 e 3). Os perfis selecionados apresentaram caracteristicas tipicas das aguas modais do Atlantico Sul, com baixa estratificacao vertical. Dos perfis Argo contendo AMSTAS, pudemos examinar o que ocorre no oceano, anteriormente e no inicio da formacao, e se existe alguma relacao entre esses dois momentos. E notavel que no inicio da formacao em comparacao com o estado preformacao, em geral, a temperatura reduz, a salinidade aumenta e a densidade aumenta. Porem, ao analisarmos essa relacao por tipo de AMSTAS, notamos que as mudancas nas caracteristicas da AMSTAS1 e 3 sao diferentes das observadas para o tipo 2, que apresenta afinidade com a Agua Modal Subtropical do Oceano Indico. Nos dados ISAS, devido a sua resolucao mensal entre 2002 e 2019, conseguimos avaliar a evolucao anual da AMSTAS. A formacao ocorre entre Junho e Novembro, sendo mais evidente entre Julho e Outubro e mais espessa na porcao oeste da bacia, vinculada aos menores valores de vorticidade potencial. Devido a essa maior homogeneidade, observamos que a AMSTAS de oeste tende a ser mais persistente (AMSTAS1) do que a formacao de leste (AMSTAS2) e do sul (AMSTAS3), que sao consideradas mais instaveis (menor durabilidade). Por esse motivo, observamos que ao afundar, a AMSTAS tende a se concentrar na porcao oeste. Ao avaliarmos a relacao da taxa de formacao das AMSTAS com a taxa de formacao de aguas devido ao fluxo de calor pela superficie, notamos novamente uma diferenca dos resultados vinculados a cada tipo. A taxa de formacao da AMSTAS1 e a mais vinculada ao fluxo de calor; da AMSTAS2 e menor do que estimado; e da AMSTAS3, superior ao estimado. Por observarmos que existem outros fatores que podem influenciar a formacao das AMSTAS, desenvolvemos experimentos simulados atraves do modelo CESM para investigar os impactos que alteracoes na radiacao de ondas curtas, precipitacao e componentes do vento, podem gerar sobre o volume das AMSTAS. Dentro das distintas alteracoes, avaliamos que a formacao da AMSTAS1 e da 3 apresenta maior relacao com processos termodinamicos, enquanto a AMSTAS2 e influenciada majoritariamente por processos dinamicos.The main characteristic of mode waters is the vertical homogeneity acquired during formation period. Its constitution occurs at surface and is related to deep convection in the mixed layer, which in turn is associated with processes that occur at the airsea interface. The main factor is the ocean heat loss during the winter, however other agents can influence the intensity of the formation such as wind and precipitation. Therefore, we initially evaluated the vertical, horizontal and temporal distribution of the South Atlantic Subtropical Mode Water (SASTMW), as well as its physical properties (temperature, salinity, density and potential vorticity (PV)) through the Argo profiles and the ISAS data set. SASTMW was identified by combining two main factors: temperature range (1218 C, for Argo and 1316 C for other sets) and profiles with PV values less than 1.5×10-10m-1s-1 and for all sets, we divided SASTMW into three types. The selected profiles presented typical characteristics of the mode water in South Atlantic, with low vertical stratification. From the Argo profiles containing SASTMW, we were able to examine what happens in the ocean, before and at the formation, and if there is any relationship between these two moments. It is notable that at the formation beginning in comparison with the preformation state, in general, the temperature decreases, salinity increases and density increases. However, when analysing this relationship by SASTMW type, we note that the changes in the characteristics of SASTMW1 and 3 are different from those observed for type 2, which has an affinity with the Indian Ocean Subtropical Mode Water. In the ISAS data, due to its monthly resolution between 2002 and 2019, we were able to assess the annual evolution of SASTMW. The formation occurs between June and November, being more evident between July and October, and thicker in the western portion of the basin, linked to the lower values of potential vorticity. Due to this greater homogeneity, we observed that the SASTMW in the west tends to be more persistent (SASTMW1) than the formation in the east (SASTMW2) and the south (SASTMW3), which is considered more unstable (less durability). For this reason, we observed that when sinking, SASTMW tends to be concentrated in the western portion. When assessing the relationship between the rate of formation of SASTMW and the rate of water formation due to the net heat flux, we noticed again a difference in the results linked to each type. The rate of formation of SASTMW1 is the most linked to the heat flux; SASTMW2 formation is less than estimated; and for SASTMW3, higher than calculated. As we observe that there are other factors that can influence the formation of SASTMW, we developed simulated experiments using the CESM model to investigate the impacts that changes in short wave radiation, precipitation and wind components, can generate on the SASTMW volume. Within the different changes, we evaluated that the formation of SASTMW1 and 3 has a greater relationship with thermodynamic processes, while SASTMW2 is mainly influenced by dynamic processes.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSato, Olga TiemiBernardo, Piero Silveira2021-04-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/21/21135/tde-30032022-093321/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2022-04-13T19:16:02Zoai:teses.usp.br:tde-30032022-093321Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-04-13T19:16:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Importância das características regionais na variacão do volume das águas modais subtropicais do Atlântico Sul
Importance of regional characteristics in the variation of the volume of the subtropical mode waters of the South Atlantic
title Importância das características regionais na variacão do volume das águas modais subtropicais do Atlântico Sul
spellingShingle Importância das características regionais na variacão do volume das águas modais subtropicais do Atlântico Sul
Bernardo, Piero Silveira
Água Modal Subtropical do Atlântico Sul
fluxo de calor
heat flux
modelagem
modelling
precipitação
precipitation
South Atlantic Subtropical Mode Water
velocidade do vento
wind speed
title_short Importância das características regionais na variacão do volume das águas modais subtropicais do Atlântico Sul
title_full Importância das características regionais na variacão do volume das águas modais subtropicais do Atlântico Sul
title_fullStr Importância das características regionais na variacão do volume das águas modais subtropicais do Atlântico Sul
title_full_unstemmed Importância das características regionais na variacão do volume das águas modais subtropicais do Atlântico Sul
title_sort Importância das características regionais na variacão do volume das águas modais subtropicais do Atlântico Sul
author Bernardo, Piero Silveira
author_facet Bernardo, Piero Silveira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Sato, Olga Tiemi
dc.contributor.author.fl_str_mv Bernardo, Piero Silveira
dc.subject.por.fl_str_mv Água Modal Subtropical do Atlântico Sul
fluxo de calor
heat flux
modelagem
modelling
precipitação
precipitation
South Atlantic Subtropical Mode Water
velocidade do vento
wind speed
topic Água Modal Subtropical do Atlântico Sul
fluxo de calor
heat flux
modelagem
modelling
precipitação
precipitation
South Atlantic Subtropical Mode Water
velocidade do vento
wind speed
description As aguas modais apresentam como principal caracteristica a homogeneidade vertical adquirida durante o periodo de formacao. Sua constituicao ocorre em superficie e esta relacionado a conveccao profunda na camada de mistura, que por sua vez, associam-se a processos que ocorrem na interface oceano atmosfera. O principal fator e a perda de calor do oceano pela superficie durante o inverno, porem outros agentes podem influenciar a intensidade da formacao como o vento e a precipitacao. Portanto, inicialmente avaliamos a distribuicao vertical, horizontal e temporal da Agua Modal Subtropical do Atlantico Sul (AMSTAS), assim como suas propriedades fisicas (temperatura, salinidade, densidade e vorticidade potencial (VP)) atraves dos perfis Argo e do conjunto de dados ISAS. A identificacao da AMSTAS foi feita pela juncao de dois principais fatores: intervalo de temperatura (1218C, para o Argo e 1316C para os demais conjuntos) e perfis com valores de VP menores que 1.5×10-10m-1s-1 e para todos conjuntos, dividimos a AMSTAS em tres tipos (AMSTAS1, 2 e 3). Os perfis selecionados apresentaram caracteristicas tipicas das aguas modais do Atlantico Sul, com baixa estratificacao vertical. Dos perfis Argo contendo AMSTAS, pudemos examinar o que ocorre no oceano, anteriormente e no inicio da formacao, e se existe alguma relacao entre esses dois momentos. E notavel que no inicio da formacao em comparacao com o estado preformacao, em geral, a temperatura reduz, a salinidade aumenta e a densidade aumenta. Porem, ao analisarmos essa relacao por tipo de AMSTAS, notamos que as mudancas nas caracteristicas da AMSTAS1 e 3 sao diferentes das observadas para o tipo 2, que apresenta afinidade com a Agua Modal Subtropical do Oceano Indico. Nos dados ISAS, devido a sua resolucao mensal entre 2002 e 2019, conseguimos avaliar a evolucao anual da AMSTAS. A formacao ocorre entre Junho e Novembro, sendo mais evidente entre Julho e Outubro e mais espessa na porcao oeste da bacia, vinculada aos menores valores de vorticidade potencial. Devido a essa maior homogeneidade, observamos que a AMSTAS de oeste tende a ser mais persistente (AMSTAS1) do que a formacao de leste (AMSTAS2) e do sul (AMSTAS3), que sao consideradas mais instaveis (menor durabilidade). Por esse motivo, observamos que ao afundar, a AMSTAS tende a se concentrar na porcao oeste. Ao avaliarmos a relacao da taxa de formacao das AMSTAS com a taxa de formacao de aguas devido ao fluxo de calor pela superficie, notamos novamente uma diferenca dos resultados vinculados a cada tipo. A taxa de formacao da AMSTAS1 e a mais vinculada ao fluxo de calor; da AMSTAS2 e menor do que estimado; e da AMSTAS3, superior ao estimado. Por observarmos que existem outros fatores que podem influenciar a formacao das AMSTAS, desenvolvemos experimentos simulados atraves do modelo CESM para investigar os impactos que alteracoes na radiacao de ondas curtas, precipitacao e componentes do vento, podem gerar sobre o volume das AMSTAS. Dentro das distintas alteracoes, avaliamos que a formacao da AMSTAS1 e da 3 apresenta maior relacao com processos termodinamicos, enquanto a AMSTAS2 e influenciada majoritariamente por processos dinamicos.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-04-28
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/21/21135/tde-30032022-093321/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/21/21135/tde-30032022-093321/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815257497672351744