Produção e exportação de águas profundas no entorno do continente antártico

Abstract

A 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.

This study focuses on the connections between the variability of Antarctic Bottom Water (AABW) source waters (shelf and intermediate waters) and deep water (γn > 28.26 kg m-3) production and export around the Antarctic coastal margins. To achieve this main goal, we have used the 1/12° simulation of the OCCAM global ocean general circulation model, which was also used to estimate the seasonal and interannual variability of volume transports around the Antarctic continental margins. The production and export of AABW vary, mainly, at interannual and 2-4 years periods of variability. Regional AABW varieties simulated by the model were defined and investigated. Their export rates to the global oceans were in agreement with observational studies. The Weddell Sea is the main export area around the continent, exporting 63% of AABW to the global oceans. The Indian and Pacific Sectors of the Southern Ocean export together 28%, while the Ross Sea Sector contributes only with 9% of AABW. Moreover, our analysis reveals that the slope fronts have an important function to the export of AABW around the continent. AABW source waters changing due to long term periods of freshening and warming, significantly, affect the production and export of AABW from the regional seas. This study unveils that the large volume of AABW export from the Weddell and Ross Seas is associated with three factors: (i) La Niña conditions, marked by the presence of the Antarctic Dipole, (ii) the intensification of the Antarctic Circumpolar Current (ACC), and (iii) the weakening of the cyclonic Weddell and Ross gyres. A positive Southern Annular Mode (SAM) index acts to model the intensity of the AABW production and outflow. During periods of large volume of AABW export the deep waters are normally denser than the general mean, highlighting the links between the coastal / shelf processes and the deep ocean.