Sea surface height is key in ocean dynamics. Nowadays, level 4 satellite products based on multiple nadir looking altimeters can resolve horizontal scales of around 100 km, which is enough to study meso to large scale dynamics [O(10² 10³) km] but miss smaller scale features [O(10 10²) km]. Using outputs from a general ocean circulation model, we reconstructed the streamfunction using sea surface buoyancy under the surface quasi-geostrophy (SQG) theory to determine which dynamical regime classical quasi-geostrophy (QG) or SQG dominates the sea surface height signal in the mesoscale range at 11°S, 24.5°S and 34.5°S on the South Atlantic. At these latitudes, analyses of sub-areas show that this dominance is related to the seasonal cycle of the mixed layer and the amount of eddy kinetic energy in the mesoscale. The sea surface height reconstruction under the SQG theory is better in winter, and SQG dominates in high eddy kinetic energy regions. Subsequently, we focused in Rossby wave dynamics. We identified long, first mode baroclinic Rossby waves in sea surface anomaly altimeter data using a 2D Finite Impulsive Response filter in the three ocean basins of the Southern Hemisphere. Then, we reconstructed the sea surface height anomaly applying a traditional QG vertical mode decomposition in the numerical model outputs and evaluated the contribution of stratification to the modulation of the Rossby waves amplitudes: the more stratified the water column, the larger the amplitudes of the Rossby waves. The results shed a light on the interplay between surface and interior dynamics, connecting the ocean surface expression to the interior stratification. With the upcoming higher resolution altimeters, the analyzes can be extended towards finer scales, which will lead to a better characterization of processes that may influence the variation of potential vorticity, other than stratification, and thus modifying the sea surface height field and consequently Rossby waves characteristics.

A altura da superfície do mar é uma variável-chave para entender a dinâmica do oceano. Atualmente, produtos de satélite de nível 4 baseados em vários altímetros podem resolver escalas horizontais em torno de 100 km, o que é suficiente para estudar a dinâmica de meso a grande escala [O (10² - 10³) km] mas apresenta um problema para identificar feições de escalas menores [O (10 - 10²) km]. Usando saídas de um modelo de circulação oceânica global, reconstruímos a função de corrente usando o empuxo da superfície do mar sob a teoria da quase-geostrofia de superfície (SQG) para determinar qual regime dinâmico quase-geostrofia clássica (QG) ou SQG domina o sinal de altura da superfície do mar na mesoescala em 11°S, 24.5°S e 34.5°S no Atlântico Sul. Nessas latitudes, análises de sub-áreas mostram que essa dominância está relacionada ao ciclo sazonal da camada de mistura e a quantidade de energia cinética das perturbações na mesoescala. A reconstrução da altura da superfície do mar sob a teoria SQG é melhor no inverno, e o regime SQG domina em regiões onde a energia cinética das perturbações é mais alta. Posteriormente, focamos na dinâmica de ondas de Rossby. Identificamos ondas de Rossby longas do primeiro modo baroclínico nos dados de anomalia da altura da superfície do mar do altímetro usando um filtro 2D de resposta impulsiva finita nas três bacias oceânicas do Hemisfério Sul. Em seguida, reconstruímos a anomalia da altura da superfície do mar aplicando a decomposição em modos verticais QG nas saídas do modelo numérico e avaliamos a contribuição da estratificação para a modulação das amplitudes das ondas de Rossby: quanto mais estratificada a coluna de água, maiores as amplitudes das ondas. Os resultados apontam para a interação entre a dinâmica da superfície e a dinâmica do interior do oceano, conectando a expressão da altura da superfície à estratificação da coluna dágua. Com o lançamento dos próximos altímetros de alta resolução, as análises podem ser estendidas para escalas menores, o que levará a uma melhor caracterização dos processos que influenciam a variação da vorticidade potencial, além da estratificação, modificando a altura da superfície do mar e, consequentemente, as características das ondas de Rossby.