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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.21.2014.tde-09022015-091716
Document
Author
Full name
Sebastian Krieger
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2014
Supervisor
Committee
Polito, Paulo Simionatto (President)
Ambrizzi, Tercio
Campos, Edmo Jose Dias
Paiva, Afonso de Moraes
Souza, Ronald Buss de
Title in Portuguese
Vórtices de meso-escala, ondas de Rossby e os espectros observados a partir de altimetria por satélites
Keywords in Portuguese
espectro de potência
ondaletas
sensoriamento remoto
Abstract in Portuguese
A dinâmica em meso-escala nos oceanos globais é dominada por sinais propagantes para oeste. Estudos pioneiros a utilizar medidas de altimetria por satélites associaram este sinal a ondas de Rossby longas do primeiro modo baroclínico. Com o recente aumento de resolução nos dados altimétricos, estudos mais recentes sugerem que vórtices de meso-escala não-lineares seriam os principais responsáveis pelo sinal propagante observado, em detrimento às ondas de Rossby. O objetivo do presente trabalho é identificar estruturas coerentes associadas a vórtices de meso-escala e distingui-las das ondas de Rossby longas do primeiro modo baroclínico. Mapas de anomalia da altura da superfície do mar (η) foram filtrados através da análise de ondaletas e um algoritmo de identificação e extração de estruturas vorticais. Os vórtices extraídos foram caracterizados através do ajuste de um paraboloide elíptico. O algoritmo demonstrou-se capaz de identificar e extrair as estruturas associadas a vórtices de meso-escala. Os resultados indicam predominância de anéis vorticais anti-ciclônicos. Os espectros de potência zonais-temporais de η indicam que a maior parte da variância distribui-se na região não-dispersiva do espectro teórico de ondas de Rossby lineares. A propagação observada nos componentes resultantes do filtro indicam coexistência de ondas de Rossby lineares e vórtices de meso-escala, comprovando assim a hipótese científica estabelecida para este trabalho.
Title in English
Mesoscale eddies, Rossby waves and the spectra from altimetry data
Keywords in English
remote sensing
spectral power
wavelets
Abstract in English
The mesoscale dynamics in the global oceans is dominated by westward propagating signals. Pioneering studies using satellite altimetry measurements associated these observations with first-mode baroclinic Rossby waves. With the increase in altimetry data resolution, recent studies suggest that nonlinear mesoscale eddies are responsible for the westward propagating signal rather than Rossby waves. The objective of this study is to identify coherent structures associated with mesoscale eddies and distinguish them from long first-mode baroclinic Rossby waves. Sea surface height anomaly maps (η) were filtered throught wavelet analysis and an algorithm for identifying and extracting vortical structures. The extracted vortices were characterized by adjusting an elliptic paraboloid. The algorithm proved to be able to identify and extract the structures associated to mesoscale eddies. The results indicate a predominance of anti-cyclonic rings. Zonal-temporal power spectral density of η indicate that most of the variance is located at the non-dispersive region of the theoretical linear Rossby wave spectra. The observed propagation of the filtered components indicate coexistence of linear Rossby waves and mesoscale eddies, thus proving the scientific hypothesis of this study.
 
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Publishing Date
2015-02-10
 
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