Mecanismos de formação de Água de Fundo Antártica em reanálises oceânicas

Abstract

Eventos de convecção profunda em polínias oceânicas são frequentes fontes de erro na representação da formação da Água de Fundo Antártica (AABW) em modelos de circulação oceânica. Ainda que a formação de AABW em polínias oceânicas tenha sido eficientemente identificada em modelos de circulação não assimilatórios, a detecção de uma polínia oceânica no produto de reanálise ECCO2 (Estimating the Circulation and Climate of the Ocean Phase II) levanta a dúvida se a convecção profunda em polínias oceânicas também é encontrada comumente em modelos de circulação oceânica de alta resolução com assimilação, i.e. produtos de reanálise. Pensando em responder esta pergunta, este trabalho se propôs a analisar a formação da AABW em três recentes produtos de reanálise, de alta resolução espaço-temporal. Foi encontrado que dois dos três produtos de reanálises analisados formam a AABW por episódios de convecção profunda em polínias oceânicas no mar de Weddell, devido à presença de Água Profunda Cálida nas proximidades da superfície, indicando que a assimilação de concentrações de gelo marinho não é o suficiente para evitar a abertura de polínias. A terceira reanálise do estudo - My Ocean University Reading (UR025.4) - forma AABW por um mecanismo similar ao in situ que ocorre no leste do oceano Austral, representando tanto a convecção em plataforma continental, como também a exportação de Água Densa de Plataforma para oceano aberto. Ainda que a acurácia da formação da AABW no último modelo demonstre um avanço na representação do oceano Austral, a geração de padrões espúrios de gelo marinho sugere que as reanálises oceânicas ainda necessitam de melhorias significativas na simulação dos processos inerentes àquela região.

Deep convection in oceanic polynyas are common sources of error in the representation of Antarctic Bottom Water formation (AABW) in ocean general circulation models. Even though those events are well described in non-assimilatory ocean simulations, recent appearance of open ocean polynya in the Estimating the Circulation and Climate of the Ocean Phase II (ECCO2) reanalysis product raises a question if open ocean deep convection is also present in other state of the art reanalysis products? In order to answer this question we evaluate how three recently released high-resolution ocean reanalysis form Antarctic Bottom Water (AABW) in their simulations. We found that two of them (ECCO2 and SoSE) create AABW by open ocean deep convection events in Weddell Sea, showing that sea ice assimilation has not been enough to avoid open ocean polynya appearance. The third reanalysis - My Ocean University Reading UR025.4- actually creates AABW by a rather dynamically accurate mechanism, depicting shelf break convection through the export of Dense Shelf Water to the open ocean. Although the accuracy of the AABW formation in this reanalysis shows an advance in representing Southern Ocean processes, the resulting spurious sea ice concentration in this product suggests that ocean reanalysis still needs substantial improvements to represent AABW formation.