Estrutura vertical e variabilidade temporal de correntes na plataforma continental interna do sul do Brasil

Abstract

Este estudo investiga o impacto dos ventos, marés e descargas fluviais nas correntes costeiras e na variabilidade da salinidade da plataforma interna do sul do Brasil. Foram utilizados medições in situ coletadas por uma boia meteoceanográfica do Sistema de Monitoramento da Costa Brasileira (SiMCosta) durante 315 dias consecutivos, com início em Dezembro de 2016 à Outubro de 2017. A boia de monitoramento denominada RS05 está ancorada próxima a desembocadura da Lagoa dos Patos, conhecida como a maior laguna do mundo. A série temporal de correntes pode ser interpretada como uma soma de fluxos de alta variabilidade, correlacionada com a tensão do vento local e com um fluxo residual de alguns centímetros por segundo para sul, ao longo da costa. Correntes de maré foram predominantemente diurnas, mas desprezíveis, representando aproximadamente 1,7% da variabilidade total das correntes na região. Foi encontrado a predominância de ventos de noroeste e corrente de sudeste na plataforma interna, com fluxo intermitente de corrente, tanto na componente longitudinal como na transversal, devido às passagens de frentes meteorológicas. As análises espectrais para ambas as componentes de corrente apresentam padrões similares de frequências, o que indica a prevalência de eventos de alta energia em períodos de 3 a 10 dias, para toda a séries temporal. A corrente longitudinal é altamente correlacionada (r = 0.77, p<0,05) com o vento longitudinal, com defasagem temporal de 3 horas. Nas baixas (período> 40h) e altas (período <40h) frequências, as defasagens temporais foram de 5 e 3 horas, respectivamente, com correlações de 0,83 (p <0,05) e 0,65 (p <0,05). As análises de ondeletas mostraram que eventos de alta energia na componente longitudinal do estresse do vento são mais comuns entre agosto a outubro, mas pouco frequentes entre fevereiro e março, com padrões similares nas correntes superficiais e salinidade. Foi observado um decaimento na salinidade superficial durante o inverno devido a eventos de alta vazão da Lagoa dos Patos. A salinidade média diária correlacionou-se negativamente com a vazão da Lagoa de Patos, mas parte de sua variabilidade está associada à intrusão da pluma da Lagoa de Patos e a passagens de frentes meteorológicas sobre a plataforma interna

This study investigates the impact of winds, tides and river discharges on the coastal current and salinity variability of Southern Brazil’s inner shelf. This was possible through an analysis of in situ measurements of wind speed, current, surface salinity, and temperature taken by sensors on a meteocean buoy of the Brazilian Coastal Monitoring System (SiMCosta). The mooring RS05 buoy is anchored close to the mouth of Patos Lagoon, which is known as the largest chocked lagoon in the world. The observed current time series can be interpreted as a sum of highly variable flow correlated with local wind stress, and a residual mean current flowing southward along the coast at a few centimeters per second. Tidal currents were predominantly diurnal, however negligible, representing approximately 1.7% of the current variability in the region. The prevalence of northwest winds and southeastward current on the inner shelf were found, but also an intermittent current flow in both the alongshore and cross-shore components due to meteorological frontal system passages. The power spectrum of both current components presented similar frequency patterns, indicating the prevalence of high-energy events in periods of 3 to 10 days over the entire time series. The alongshore current is highly correlated (r = 0.77, p<0,05) with alongshore wind with a delay of 3 hours. In the low (period >40h) - and high-frequency (period <40h), the temporal lags were 5- and 3-hours, respectively, with correlations of 0.83 (p<0.05) and 0.65 (p<0.05). The wavelet analysis has shown that high-energy events in alongshore wind stress are more common between August and October and not very often between February and March, with similar patterns in surface currents and salinity. A decrease in surface salinity during the winter season was observed due to the high level of Patos Lagoon’s outflow. Mean daily salinity correlated negatively with Patos Lagoon’s outflow, however part of this variability is associated with the intrusion of Patos Lagoon’s plume and the passage of frontal systems over the inner shelf.