IO - Programa de Pós-Graduação em Oceanografia Física, Química e Geológica
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- ItemEstudo da dinâmica de geleiras de maré do Nordeste da Península Antártica através de imagens SAR de alta resolução(2012) Santos, Virginia Luiz Cerqueira; Arigony Neto, JorgeEste trabalho tem como objetivo principal avaliar, em curta escala temporal, a dinâmica de algumas geleiras de maré da Península Antártica. Velocidades de fluxo superficial das geleiras Drygalski, Hektoria, Green, Evans, Punchbowl, Jorum, Crane, Mapple e Melville foram estimadas através do calculo de correlação cruzada entre pares de imagens de do sensor TerraSAR-X. Os dados de velocidade das geleiras foram relacionados aos dados de temperatura do ar medidos por uma estação meteorológica automática localizada na plataforma de gelo Larsen C, a cobertura de gelo marinho na região e às variações na posição das frentes das geleiras. Os resultados demonstram uma boa relação entre as variáveis ambientais analisadas e as velocidades de fluxo. A geleira Drygalski apresentou a maior velocidade de fluxo, 6,41 m d-1, calculada sobre região frontal com imagens do mês de janeiro de 2008. As variações de velocidade registradas na Drygalski entre novembro de 2007 e fevereiro de 2008 indicam a complexidade que existe nas conexões atmosfera-criosfera-oceano, na região nordeste da Península Antártica. A maior variação de velocidade de fluxo foi encontrada para as geleiras Hektoria e Green. Para essas geleiras, foi possível verificar um forte sinal sazonal, pois velocidades estimadas para o período do fim do verão austral 2007/2008 estavam mais de 10% acima das velocidades calculadas ao fim do inverno de 2008. Este sinal também ficou evidente na posição da frente dessas geleiras, que avançou cerca de um quilometro entre abril e outubro de 2008.
- ItemA circulação oceânica do hemisfério sul no período Bolling-Allerod (14.000 anos antes do presente)(2012) Schroeder, Fábio de Andrade; Mata, Mauricio MagalhãesA partir de simulações do modelo climático global CCSM3 (Community Climate System Model, versão 3), forçado com dados paleoclimáticos (e.g. concentração de gases a base de carbono como o CO2 e CH 4 na atmosfera, aerossóis, insolação e nível dos oceanos), realizou-se uma descrição da circulação oceânica do Hemisfério Sul no período Bolling-Allerod, ou 14K (14.000 anos antes do presente). Realizou-se também uma comparação entre o 14K e os dados do CCSM3 para o período Pré-Industrial, ou PI (meados do sec. XIX), utilizado como controle para a compreensão dos processos oceanográficos no 14K. Na comparação entre os dados do 14K e PI, a superfície oceânica do Hemisfério Sul se apresentava em torno 1,5 o C (ou 9%) mais frio e 1,2 (ou 4%) mais salgado no 14K. Na integração da coluna de água, essas diferenças são maiores, sendo o 14K cerca de 8,6o C (ou 85%) mais frio e 1,6 (ou 5%) mais salgado. As velocidades superficiais também foram superiores no 14K, com diferença média de 0,8 cm/s (ou 8%) para a circulação oceânica, acompanhando o aumento de 0,05 dina/cm 2 (ou 7%) para o estresse do vento na superfície do mar. O padrão da circulação oceânica foi semelhante entre os períodos, sendo que as principais diferenças no 14K foram: posição da Frente Subtropical, cerca de 1,5o mais ao sul e a Frente Subantártica, cerca de 0,5o mais ao norte; intensificação do vazamento das Agulhas, ocupando uma área cerca de 10% maior no 14K; aceleração da CCA (Corrente Circumpolar Antártica), chegando a ser 20 cm/s (ou 40%) mais veloz. Na coluna de água, a principal diferença foi uma menor participação da NADW (Água Profunda do Atlântico Norte), reduzindo sua área em cerca de 40% no Atlântico Sul e um aumento na ocupação da AABW (Água de Fundo Antártica), cerca de 30% maior no 14K.
- ItemSobre a variabilidade da Energia Cinética Turbulenta (EKE) nas correntes de contorno oeste dos giros subtropicais do Hemisfério Sul(2012) Fonteles, Caio Sampaio; Mata, Mauricio MagalhãesEste trabalho teve como objetivo estudar a variabilidade da energia cinética turbulenta (EKE) de três sistemas de corrente de contorno oeste do hemisfério Sul (HS): a Confluência Brasil-Malvinas (CBM), a Corrente das Agulhas (CA) e a Corrente Leste Australiana (CLA). Para a estimativa da EKE, foram utilizados dados altimétricos de anomalia de velocidade geostróficas e, ao mesmo tempo, beneficiou-se do produto altimétrico de topografia oceânica (MADT) para investigar as feições oceanográficas das regiões, entre 1992 e 2011. A variabilidade espacial foi investigada a partir de análises de composições em diferentes estágios energéticos da EKE (baixa, média e alta). Foram utilizadas tendências lineares, análises espectrais e de ondeletas para avaliar a variabilidade temporal da EKE, ainda foram feitas correlações cruzadas em relação a índices de modos de variabilidade climática. No geral, ficou marcado que no regime de baixas energias as correntes atingem sua maior extensão ao sul, no caso da Corrente do Brasil (CB) e da CLA, e a oeste na CA. O cenário mais energético ficou marcado pela presença de vórtices liberados pelas correntes e retração dos respectivos primeiros meandros de retroflexão. A EKE teve tendências de aumento significativas para a CBM e a CA, com 0,23 e 0,3 cm² s-2 por mês desde 1992, sendo na primeira um aumento mais monotônico ao longo do período. Na CBM, o aumento da EKE ocorreu provavelmente por duas causas: (i) o aumento da atividade de mesoescala relacionada a vórtices e (ii) devido a uma variabilidade interanual da posição média da CBM, relacionada com a intensificação dos campos de ventos de larga escala do HS. Na CA, a EKE teve aumentos significativos principalmente por dois períodos específicos, 1999-2001 e 2006-2008, onde devido à combinação do ciclo anual com dois modos de variabilidade interanual na região, SAM e ENSO, causaram uma migração anômala da posição da retroflexão para leste. A análise espectral e correlações cruzadas mostraram que a EKE está correlacionada com o ENSO, sendo uma evidência da modulação da mesoescala desta região por este modo de variabilidade climática. A CLA não mostrou tendências significativas na série de EKE ao longo dos últimos 18 anos. As principais frequências de variabilidades da EKE na CLA foram as entre 3 e 4 meses e a de 1 ano, relacionadas com os vórtices liberados pelo primeiro meandro da retroflexão e variação sazonal da posição da retroflexão, respectivamente. As frequências de modos como SAM e ENSO, apesar de não significativas, parecem ter papel na modulação da EKE na região da CLA, no entanto a alta atividade de mesoescala na região pode ter dificultado a identificação dessas modulações.
- ItemCirculação Costeira Antártica: Variabilidade e Tendências a partir de Dados do Modelo OCCAM(2010) Marson, Juliana Marini; Mata, Mauricio MagalhãesDiversos estudos têm se preocupado em estabelecer os impactos das recentes mudanças climáticas na circulação oceânica global e vice versa. Porém, ainda existem muitas lacunas do conhecimento sobre o efeito destas mudanças em menores escalas da circulação, especialmente no Oceano Austral. Embora a circulação costeira Antártica tenha papel fundamental na formação de águas de fundo, esta feição é pouco estudada devido à falta de dados in situ. Modelos numéricos muitas vezes são as únicas alternativas para que estudos sobre a variabilidade do Oceano Austral sejam possíveis e abrangentes. Assim, o presente trabalho dedica-se a investigar a circulação costeira Antártica através de dados do modelo OCCAM (Ocean Circulation and Climate Advanced Modelling Project). Numa análise preliminar acerca da eficiência do modelo em representar o Oceano Austral, notou-se que tanto a evolução temporal quanto os campos médios obtidos correspondem ao observado em campo e ao descrito pela literatura, respectivamente. Os maiores erros de representação encontrados foram na faixa costeira que abrange desde o Mar de Amundsen até a ponta da Península Antártica e no modelo de gelo marinho, onde a parametrização inadequada levou a concentrações de gelo super estimadas. As tendências de diminuição de velocidade na Corrente Costeira Antártica, especialmente no Mar de Weddell, parecem refletir o ajuste retardado do modelo ao aumento de cobertura de gelo no verão nesta região. Os picos mais energéticos dos espectros de freqüência das séries temporais de velocidade de corrente estão concentrados nos períodos entre 2 e 4 anos. Eles podem estar relacionados ao Dipolo Antártico, modo de variabilidade observado nas bordas de gelo, resultante da teleconexão entre o clima tropical (essencialmente, do fenômeno El Niño – Oscilação Sul) e as altas latitudes.
- ItemConsiderações icnotaxonômicas e tafonômicas dos icnofósseis encontrados ex situ na Planície Costeira do Rio Grande do Sul, Quaternário do Brasil(2019) Freitas, Giovana Pedrol de; Dentzien-Dias, Paula; Franceschini, Heitor Roberto DiasA Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS) (Sul do Brasil) é composta por diversos depósitos fossilíferos tanto continentais,quanto marinhos que estão relacionados a, pelo menos, quatro sistemas deposicionais do tipo laguna-barreira pertencentes aos sedimentos Quaternários (Pleistoceno-Holoceno). Parte destes depósitos se encontram submersos atualmente e estão sujeitos à erosão devido à incidência de ondas,resultando em exumação de fósseis corporais de vertebrados e invertebrados e icnofósseis que são depositados na face de praia atual. Dentre eles, 253 fragmentos de tocas de crustáceos fósseis foram coletados e o estudo destes materiais é o objetivo deste trabalho. Diferentes análises foram realizadas com o intuito de descrever o registro destes traços na PCRS, como análise morfológica, que incluiu medições do diâmetro externo e interno, largura da parede (em seção transversal)e o diâmetro dos pellets, quando presentes.Análises químicas e de microestruturas obtidos pela Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difratometria de Raios-X (DRX), Espectroscopia de Raios-X por Dispersão em Energia (EDS) e lâminas petrográficas,além de análises tafonômicas e neoicnológicas. Duas icnoespécies de Ophiomorpha foram identificadas (O. nodosa e O.puerilis), mas grande parte do material foi designada ao grupo SOT (=Spongeliomorpha, Ophiomorphae Thalassinoides) principalmente pela ausência de pellets na parede externa dos traços.Os processos tafonômicos (exumação, retrabalhamento e transporte) que agem nos depósitos submersos de origem da assembléia icnofossilífera ex situ pode ser uma das razões da ausência de pellets. Com isso,uma reconstituição tafonômica incluindo a dinâmica paleoambiental são apresentados com a finalidade de demonstrar como os processos afetam os traços coletados ex situ, desde sua construção, passando pela exumação e posterior transporte para a face de praia atual. Além disso, observações neoicnológicas das tocas de Sergio mirim indicaram que organismos maiores que o S. mirim foram os construtores do traço O. nodosa encontrado ex situ.
- ItemMarcadores orgânicos na interface continente-oceano: história deposicional recente na plataforma continental brasileira entre 10ºS e 23ºS(2019) Lobão, Marcio Martins; Baisch, Paulo Roberto MartinsOs rios são receptores naturais de todo o tipo de substâncias advindas da atividadehumana, consistindo de uma importante via de transporte de materiais terrígenos para a zonacosteira. Apesar dos efeitos da diagênese sobre a matéria orgânica, os sedimentos depositadosna região da sua desembocadura, podem ser utilizados como ferramentas de registrogeoquímico, no intuito de determinar a história deposicional de uma dada bacia. Este estudoteve como objetivo investigar, por meio de marcadores orgânicos preservados em colunassedimentares, a transferência de material via interface continente-oceano nas zonas deinfluência dos rios Doce, de Contas e São Francisco, de modo a inferir as principais fontes decontribuição natural e antropogênica para essas regiões sob uma perspectiva histórica. O estudofoi desenvolvido com a avaliação de testemunhos obtidos na plataforma continental, associadosàs regiões das desembocaduras desses rios, comparados entre si e com um testemunho obtidona região de ocorrência da ressurgência do Cabo Frio, sem influência fluvial significativa. Aavaliação das amostras se deu por meio de abordagem multi-analítica, envolvendo a análise deisótopos estáveis de carbono e nitrogênio, carbono orgânico total, hidrocarbonetos (alifáticos earomáticos) e esteróides a fim de inferir a influência natural e antropogênica em cada região emescala decadal. Os resultados indicam que na região da foz do Rio Doce ocorre deposição ativa,obedecendo ao regime de chuvas na região da sua bacia, com aporte continental de materialnatural e antropogênico. Já os testemunhos obtidos nas regiões das desembocaduras dos rios deContas e São Francisco indicam a ocorrência de menores contribuições continentais, tanto emdecorrência do clima/tamanho da bacia quanto em decorrência de construções ao longo do leitodo rio, caso das barragens ao longo do Rio São Francisco, que determinam menor aporte dematerial terrígeno para a plataforma continental e, com isso, dificultam o estabelecimento decorrelação temporal com eventuais aportes antropogênicos em suas bacias. O testemunhoobtido na região do Cabo Frio, similarmente aos testemunhos obtidos das regiões dos rios deContas e São Francisco, não indicou a ocorrência de aportes antropogênicos significativos.Embora esse testemunho tenha sido obtido em uma área pouco favorável para a determinaçãode compostos orgânicos, foi possível identificar períodos de intrusão mais efetiva da ACASsobre a plataforma continental por meio das análises de n-alcanos e esteróides.
- ItemHidroquímica dos aqüíferos costeiros e seu potencial de contribuição no aporte de nutrientes via descarga de água subterrânea - SGD (RS-Brasil)(2015) Souza, Gabriel Karagiannis de; Andrade, Carlos Francisco Ferreira de; Niencheski, Luis Felipe HaxOs intrínsecos processos da formação da Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS), como a presença de grandes corpos hídricos como a Lagoa dos Patos e inúmeras lagoas costeiras nesta região, juntamente com as características texturais dos sedimentos, contribuíram significativamente no desenvolvimento dos aquíferos costeiros deste ambiente. Com o objetivo de entender como este sistema atua na dinâmica dos nutrientes, caracterizou-se os aquíferos fazendo uso de dados hidroquímicos coletados ao longo de 9 anos, tais como os parâmetros físico-químicos e os nutrientes inorgânicos dissolvidos, analisados em água de poços distribuídos pela barreira arenosa que separa a Lagoa dos Patos (LP) do Oceano Atlântico. Através de análises estatísticas descritivas e multivariadas constatou-se que ao longo da série temporal, a concentração dos nutrientes dos aquíferos costeiros da barreira é bastante variável, dependente, principalmente, de suas fontes de recarga, como o nível da LP e a precipitação pluviométrica. No caso da variação espacial, a concentração dos nutrientes dos poços distribuídos na barreira não apresentou relação com as diferentes barreiras deposicionais da formação da PCRS. Porém as características regionais de cada sistema de aquíferos, como a presença de sangradouros, demonstrou alterar a concentração e, portanto, a disponibilidade dos nutrientes nas águas subterrâneas. Por fim, a análise de elementos maiores a partir do diagrama de Piper mostrou grande influência de água marinha nas águas dos aquíferos da barreira pelos altos teores de Na+ e Cl-. Ambas as abordagens (análise espacial, temporal e de classificação das águas) mostram que os aquíferos costeiros da região fazem parte de um sistema dinâmico e que têm relação com fatores externos e individuais de cada ambiente, com os maiores teores de nutrientes em cenário de menor nível da LP e, consequentemente, menores índices de precipitação pluviométrica.
- ItemCaracterização bio-óptica das águas do estuário da Lagoa dos Patos, RS - Brasil.(2014) Rodrigues, Jeane Patricio; Garcia, Carlos Alberto EirasNeste estudo das águas estuarinas da Lagoa dos Patos (ELP), especial ênfase é dada na caracterização das propriedades ópticas e suas relações com constituintes opticamente ativos. Para tanto, foram coletados dados físicos (salinidade, temperatura e velocidade da corrente) e ópticos (absorção, atenuação, retroespalhamento, fluorescência, radiância e irradiância) em conjunto com amostra das águas de superfície para determinação das concentrações do material total em suspensão (TSM), material orgânico dissolvido colorido (CDOM) e clorofila-a (CHLa) em 10 estações distribuídas ao longo do canal do ELP,em 7 cruzeiros realizados entre fevereiro e outubro de 2012. o período amostrado foi caracterizado por baixa descarga de água doce com relativa alta carga de TSM proveniente da re-suspensão do fundo, especialmente durante os cruzeiros de verão-outono. O TSM, composto principalmente por minerais ou partículas inorgânicas controlou a variabilidade das propriedades ópticas em quase todo perido amostrado. A concentração de TSM foi mais variável (3.75 – 68.00 mg.L-1 , C.V. = 68.8%) que CDOM (9.74 – 41.41 ppb QSDE, C.V. = 31.4%) e CHLa (0.82 – 4.57 mg.m-3 , C.V. = 46.1%). TSM e CDOM mostrou correlação com a salinidade (r=0.73 and r=-0.58, N=32, p<0.05) que o CDOM teve origem de águas fluvial, e TSM foi maior na entrada do estuário devido à re-suspensão do material fundo. Os espectros de IOPs e reflectância do sensoriamento remoto (Rrs) foram tipicamente Caso II assinatura, com predominância de águas túrbidas e ricas em CDOM. Não houve diferença estatística em propriedades ópticas foram encontrados dentro de zonas estuarinas ou estações do ano. Análise de agrupamento hierárquico mostrou espectros de Rrs distintos para baixo e moderado níveis de descarga de água doce, mas sem evidência clara de coexistência de diferentes tipos de água em EPL. O TSM mostrou boa correlação com VI coeficientes de retroespalhamento do particulado, a 600 e 715 nm, e com coeficiente de absorção do particulado e dissolvido em 660nm. CDOM se correlacionou melhor com a diferença de coeficientes de absorção do particulado e dissolvido a 412 e 440 nm (r = 0,72, N = 28, p <0,05). A influência das IOPs e constituintes opticamente ativos sobre a variabilidade da Rrs(λ) foi avaliada por análise de EOF. Os resultados mostraram que o primeiro modo de EOF responsável por quase toda a variabilidade dos dados (92,4%), enquanto o segundo e terceiro modos explicam 4,7% e 2,3%, respectivamente. Os fatores de amplitude do primeiro modo de EOF foram correlacionados com o TSM (r = 0,39, n = 32, p <0,05) e com todas as propriedades ópticas inerentes medidos.
- ItemDistribuição dos fluxos líquidos de CO2 na latitude de 35°s do Oceano Atlântico e plataformas continentais adjacentes(2014) Avila, Jannine Marquez Lencina; Garcia, Carlos Alberto Eiras; Ito, Rosane GonçalvesOs níveis de CO2 atmosférico atingiram valores acima de 400 ppm durante este ano. Os oceanos atuam de forma importante na absorção desse CO2 atmosférico, embora, regiões como o oceano Atlântico Sul continuam subamostradas. Neste estudo determinou-se o comportamento, em termos de fluxo de CO2, deste oceano ao longo da latitude de 35°S e plataformas adjacentes durante período de primavera e início do verão. Dados de fração molar de CO2, temperatura, salinidade e oxigênio foram amostradoscontinuamente. Dados discretos de concentração de clorofila-a foram utilizados como dado suporte. Valores de fugacidade de CO2 na superfície do mar, fCOSw2, (335.9 ± 9.6) e fCO2 (diferença entre fugacidade do CO2 na superfície da água do mar e na atmosfera) demonstraram alta variabilidade ao longo de todo o cruzeiro, sendo que as principaisvariações encontraram-se nas regiões de plataforma e talude continentais. Todos os valores de fCOsw2 foram negativos (-49.0 ± 9.9), demonstrando que toda a região de estudo comportou-se como sumidouro de CO2 atmosférico. O fluxo líquido médio para todo o cruzeiro de -3,1 ± 2,2 mmol m-2 d-1 (velocidade de transferência, Wanninkhof 1992). Temperatura e salinidade foram os principais fatores influentes sobre COw, e a clorofila-a demonstrou pouca contribuição para todo o cruzeiro. Algoritmos paraprevisão de CO e COw normalizado foram desenvolvidos para as três sub-regiões identificadas neste estudo: regiões sul-americana, oceânica e africana. Os modelos de previsão para o CO normalizado mostraram os melhores resultados, especialmente na porção oeste (Brasil até 20°W) da região de estudo.
- ItemProdução e exportação de águas profundas no entorno do Continente Antártico(2010) Pereira, Rodrigo Kerr Duarte; Mata, Mauricio Magalhães; Heywood, Karen JoyA interação entre a variabilidade das águas-fonte (águas de plataforma e em níveis intermediários) da Água de Fundo Antártica (AABW) e a produção e exportação destas águas profundas nas margens continentais Antárticas foi investigada utilizando-se a simulação do modelo geral de circulação oceânica OCCAM 1/12°. A variabilidade sazonal e interanual dos transportes de volume da AABW foram investigadas para os setores regionais do oceano Austral. A produção e exportação da AABW variam, principalmente, em períodos de escalas interanuais com períodos dominantes de 2-4 anos. As variedades regionais da AABW simuladas pelo modelo foram identificadas, sendo suas taxas de exportação para os oceanos globais em concordância com estudos observacionais. O mar de Weddell é a principal área exportadora ao redor do continente, contribuindo com 63% da AABW para os oceanos globais. Os Setores Oceano Índico e Oceano Pacífico Oeste contribuem juntos com 28%, enquanto o Setor Mar de Ross contribui apenas com 9% da AABW exportada da região Antártica. As frentes de talude possuem um papel importante para a exportação lateral da AABW ao redor das margens continentais. As alterações sofridas pelas águas-fonte, e.g. devido a longos períodos de dessalinização ou aquecimento, afetam a produção e a exportação da AABW significativamente. Maiores volumes de exportação de AABW a partir dos mares de Weddell e Ross são associados com as condições climáticas de eventos de La Niña, marcados pela presença do Dipolo Antártico no campo de gelo marinho, pela intensificação da Corrente Circumpolar Antártica e pela desaceleração dos giros ciclônicos associados aos mares de Ross e Weddell. Períodos positivos do índice do Modo Anular Sul (SAM) atuam por modular a intensidade da produção e exportação da AABW. Durante períodos de máxima exportação da AABW a densidade das águas profundas exportadas é, em geral, mais densa que a média, mostrando o link entre os processos costeiros de plataforma com o oceano profundo.