Temporal and meridional variability of satellite-estimates of surface chlorophyll concentration over the Brazilian continental shelf

Abstract

Forecast of biological consequences of climate changes depend on both long-term observations and the establishment of carbon budgets within pelagic ecosystems, including the assessment of biomasses and activities of all players in the global carbon cycle. Approximately 25% of oceanic primary happen over continental shelves, so these are important sites for studies of global carbon dynamics. The Brazilian Continental Shelf (BCS) has sparse and non-systematic in situ information on phytoplankton biomass, making products derived from ocean color remote sensing extremely valuable. This work analyzes chlorophyll concentration (Chl) estimated from four ocean color sensors (CZCS, OCTS, SeaWiFS and MODIS) over the BCS, to compare Chl and annual cycles meridionally. Also, useful complementary ocean color variables are presented. Chl gradients increased from the central region towards north and south, limited by estuarine plumes of Amazon and La Plata rivers, and clear annual Chl cycles appear in most areas. In southern and central areas, annual cycles show strong seasonal variability while interannual and long-term variability are equally important in the remaining areas. This is the first comparative evaluation of the Chl over the BCS and will aid the understanding of its long-term variability; essential initial step for discussions of climate changes.

Previsões de conseqüências biológicas nos oceanos às alterações do clima dependem de bases de dados longas e da quantificação das trocas de carbono nos ambientes pelagiais, incluindo a caracterização das biomassas e atividades de organismoschave do ciclo global de carbono. Cerca de 25% da produtividade primária global acontece nas plataformas continentais, assim essas são regiões de estudo essenciais na dinâmica ciclo de carbono. Na Plataforma Continental Brasileira (PCB), as informações sobre a biomassa do fitoplâncton são esparsas, tornando dados de satélite da cor do oceano valiosos. Nesse trabalho, analisamos concentrações de clorofila (Chl) estimadas por quatro sensores (CZCS, OCTS, SeaWiFS e MODIS) sobre a PCB para compará-la meridionalmente e sazonalmente. Apresentamos ainda duas variáveis (linha de fluorescência e o índice de Matéria Orgânica Dissolvida) que podem ser usadas para a interpretação da Chl. Os gradientes de Chl enfatizam duas áreas extremas, influenciadas pelas plumas dos rios Amazonas e La Plata, e forçantes interanuais nas regiões centrais. Os resultados são a primeira comparação da Chl na PCB, que poderá guiar estudos futuros para o entendimento de suas variabilidades em longa escala, etapa inicial fundamental para estudos sobre mudanças climáticas.