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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.21.2015.tde-29042015-090550
Documento
Autor
Nome completo
Ana Paula Morais Krelling
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2015
Orientador
Banca examinadora
Silveira, Ilson Carlos Almeida da (Presidente)
Camargo, Ricardo de
Brown, Wendell
Cirano, Mauro
Gangoppadhyay, Avijit
Título em inglês
The Potiguar Eddy: a subsurface anticyclone associated with the North Brazil Undercurrent at 4ºS
Palavras-chave em inglês
Eddy
Mesoscale
North Brazil Undercurrent
Resumo em inglês
In this dissertation we describe a newly discovered subsurface frontal meander of the North Brazil Undercurrent (NBUC), centered at about 4ºS, 36.5ºW, hereafter Potiguar Eddy (PE). The Potiguar Eddy is an elliptically-shaped eddy, with major and minor axes of approximately 330 and 130 km, with a subsurface signature. It extends vertically from 100 m to 400 m, with maximum velocities of 0.6 m.s-1 and recirculates about 2 Sv of waters from the NBUC. Despite the presence of the PE in subtermocline waters, the surface flow is northwestward throughout the year. The analysis of variability of mooring velocity data in the Potiguar Bight revealed two most important statistical modes of variability (EOFs); one with high amplitudes over most of the portion of the water column which corresponds to the PE, and another one, explaining a lower percentage of the variance, associated with upper-layer processes. The first EOF mode is found to be associated with baroclinic oscillations with periods of about 25-35 days. This signal is also seen in altimetric fields in the Atlantic Ocean. We characterize these signals as Rossby waves, and speculate that the trigger for their generation would be barotropic instability generated by the current shear in the Tropical Atlantic Ocean. Aditionally, with the intent of analyzing the generation process of the PE, we developed Feature Models of the NBUC and Deep Western Boundary Current (DWBC), to be used as basis for developing the initial field for numerical model simulations in a dynamical process-study approach. The Feature Models, developed from observed velocity data, with temperature calculated through the thermal wind equation, and salinity from WOA (2013) climatology, successfully capture the main attributes of the features of interest, and thus are suitable for the investigation of the main characteristics of the flow in the Potiguar Bight. Two numerical experiments were set up; (i) a NBUC-only experiment, with maximum depth of 1500 m, and (ii) a NBUC-DWBC experiment, with a maximum depth of 5500 m. The Potiguar Eddy was formed in both experiments, with maximum velocity, core depth and size consistent with synoptic observations. As a result, the PE can be generated by a velocity field containing only the NBUC; and the DWBC - induced vertical shear seems to play a part on the eddy's characteristics (vertical extent, maximum velocities, etc), since the PE had different formation processes in the two experiments.
Título em português
O vórtice Potiguar: um anticiclone subsuperficial associado à subcorrente norte do Brasil em 4ºS
Palavras-chave em português
Mesoescala
Subcorrente Norte do Brasil
Vórtice
Resumo em português
Nesta tese descrevemos o Vórtice Potiguar (VP): um meandro frontal da Subcorrente Norte do Brasil (SNB) recentemente identificado na costa nordeste brasileira, com núcleo em aproximadamente 4ºS e 36,5ºW. O VP tem formato elíptico com maior e menor eixos medindo 330 e 130 km, aproximadamente, intensificado em subsuperfície. O vórtice se estende verticalmente de 100 a 400 metros, com velocidades máximas de 0,6 m/s-1, recirculando cerca de 2 Sv das águas da SNB. Apesar da presença do vórtice na termoclina, o fluxo em superfície é para noroeste durante todo o ano. A análise da variabilidade da velocidade coletada em fundeio na Bacia Potiguar revela dois principais modos estatísticos de variabilidade; um com maiores amplitudes na porção da coluna de água correspondente ao VP, e um outro modo, que explica menor porcentagem da variância da série de dados original, associado a processos ligados à camada de superfície. O primeiro EOF é associado a oscilações baroclínicas com períodos de 25 a 35 dias. Este sinal também é identificado em altimetria no Atlântico. Nós caracterizamos esses sinais como expressão de ondas de Rossby, e especulamos que o gatilho para a geração das mesmas seria a instabilidade barotrópica gerada pelo cisalhamento de correntes no Atlântico Tropical. Adicionalmente, com o intuito de analisar os processos de geração do VP, nós desenvolvemos modelos de feição da SNB e Corrente Profunda de Contorno Oeste (CCP), para serem usados como base para o desenvolvimento do campo inicial para simulações de modelagem numérica em uma abordagem de estudo de processo dinâmico. Os Modelos de Feição, desenvolvidos a partir de dados de velocidade, com densidade e temperatura calculados a partir da relação do vento térmico e salinidade da climatologia WOA (2013), capturam os principais atributos das feições de interesse com sucesso, sendo adequados para a investigação das principais características do campo de correntes na Bacia Potiguar. Dois experimentos numéricos foram realizados: (i) Somente SNB, com profundidade máxima de 1500 m, e (ii) SNB + CCP, com profundidade máxima de 5500 m. O VP foi gerado em ambos os experimentos, com velocidade máxima, profundidade do núcleo e tamanho consistentes com observações sinóticas. Assim, temos que o VP pode ser gerado em um campo de velocidades contendo somente a SNB, e que o cisalhamento vertical induzido pela presença da CCP parece ter um papel importante nas características do mesmo (extensão vertical, velocidades máximas, etc), uma vez que o VP teve um processo de formação diferente em cada experimento.
 
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Data de Liberação
2017-04-28
Data de Publicação
2015-05-06
 
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