On the temporal variability of the sea surface temperature in the southwesternatlantic based on the analysis of "PATHFINDER AVHRR/NOAA" images

Abstract

This study uses nine years of daily 9-km Pathfinder AVHRR/NOAA Sea Surface Temperature(SST) images to estimate the SST temporal variability of the southwestern Atlantic Ocean on time-scales ranging from sub-seasonal to inter-annual. First, we evaluated the annual and semi-annual deterministic signals in the total variability of the SST fields using a least-squares fit. We then removed the annual and semi-annual components from the original data and used a low-pass filter to estimate the contribution of the inter-annual component of total variability. Finally, the interannual signal was removed and the variance associated to the remaining residuals was calculated to address the intraannual component. The annual signal was found to dominate over the area with a coefficient of determination higher than 85%, with amplitudes ranging from 1° to 13°C. The largest amplitudes were found on the continental shelf, with the highest values near the La Plata River estuary as a consequence of the river runoff. The semi-annual signal was significant near the Brazil/Malvinas Confluence (BMC), due to mesoscale activity with same periods. The Southern Annular Mode (SAM) appeared to be related to the high values of semi-annual amplitudes found close to 50º S, 65º W. The results for the oceanic area north of BMC showed that the region between 24°S and 32°S had semi-annual amplitudes close to 1.5°C. We suggested that this high amplitude was related to the South Atlantic Convergence Zone. The domain, as a whole, experienced weak inter-annual variations, except in the vicinity of the BMC where higher values(~1.2ºC)were found. The Argentine shelf and the South Brazil Bight also presented significant interannual variability related to the inter-annual variations in the La Plata river discharge forced by ENSO events.The region close to the BMC and the South Atlantic Current were associated with high intraannual variances due to intense mesoscale activity normally observed in these areas. Low intra-annual variance found in the Zapiola Drift was related to the anticyclone flow in this region which tended to isolate the circulation in the center of the drift. This gyre was forced by the meso-scale events of the BMC and the Antarctic Circumpolar Current that appeared as high values of intraannual variance around the Zapiola Drift. The higher resolution SST data set, the longer time series and the larger domain permitted to identify new and important oceanographic features and to extend the results already reported in the southwestern Atlantic.

No presente estudo, nove anos de imagens diárias da temperatura da superfície do mar (TSM)do tipo Pathfinder AVHRR/NOAA, com resolução espacial de 9x9 quilômetros, são utilizadas para estimar a variabilidade temporal da TSM para o setor Sudoeste do Oceano Atlântico. São analisadas escalas temporais variando de intra-sazonal a inter- anual. Inicialmente, foi estimado o sinal determinístico(ciclo anual + semi-anual) da variabilidade total dos dados através da metodologia de mínimos quadrados. Este sinal foi então subtraído dos dados originais e um filtro passa baixa foi aplicado para avaliar a contribuição do componente inter-anual da variabilidade total. Finalmente, o sinal interanual também foi removido e a variância do sinal residual calculada a fim de se estimar a componente intra-anual da variabilidade. Os resultados demonstram que o sinal anual explica a maior parte da variabilidade da TSM na região de estudo, com um coeficiente da determinação maior do que 85% e com amplitudes que variam de 1° a 13°C. As maiores amplitudes do ciclo anual são encontradas na plataforma continental, com os valores máximos ocorrendo junto a estuário do Rio da Prata como uma consequência dos desagúes continentais. O sinal semi-anual é significante na região da Confluência Brasil Malvinas(CBM)devido à atividade de meso-escala com este mesmo período de variabilidade presente na região.O Southern Annular Mode(SAM)parece estar relacionado com os altos valores de amplitude semi-anual encontrados na região próxima 50º S, 65º W. Novos resultados para região oceânica ao norte da CBM demonstram que a região entre 24°S e 32°S apresenta amplitude do ciclo semi-anual próxima a 1,5 ºC. Sugere-se que estes altos valores de amplitude estão relacionados com a Convergência do Atlântico Sul. Em geral a região de estudo apresenta uma variabilidade inter-anual pequena, com exceção da CBM onde os valores máximos (~ 1,2°C) são encontrados.A plataforma continental Argentina e a Baia de Santos também apresentam variabilidade inter- anualsignificativa relacionada com as mudanças no deságue do Rio da Prata forçadas pelos eventos ENOS. As regiões próximas à CBM e da Corrente do Atlântico Sul estão associadas com valores de variância intra-anuais relativamente elevados, devido à intensa atividade do mesoscale observada nestas áreas. A baixa variância intra-anual encontrada no Zapiola Drift, esta relacionada a fluxo anticiclônico presente nesta região que tende a isolar a circulação no centro do “Drift ”. Este giro é forcado pelos eventos de meso-escala da CBM e da Corrente Circumpolar Antártica os quais aparecem como alto valores de variância intra-anual ao redor do Zapiola Drift. A maior resolução do banco de dados de TSM, a maior série temporal e o maior domínio permitiram estender os resultados já apresentados para a região do Atlântico Sudoeste e identificar novas e importantes feições oceanográficas.