Exportação de águas profundas na região nordeste do mar de Weddell, Antártica: ênfase na variabilidade temporal

Abstract

O fluxo de águas frias e densas exportado desde o Mar de Weddell para as bacias oceânicas ao norte, desempenha uma função crucial no balanço global de calor. No presente trabalho são estimados os padrões de fluxo geostrófico no noroeste do Mar de Weddell, durante os cruzeiros brasileiros de verão austral DOVETAIL 2000 e 2001, usando o método inverso de caixa aplicado a dados hidrográficos. No intuito de investigar as variações do fluxo profundo, que flui do Mar de Weddell para dentro do Mar de Scotia, dentro de 'caixas' que limitam as principais passagens profundas sobre a Cordilheira Scotia do Sul. Para determinar os transportes de volume geostrófico, em cada 'caixa' a massa, o sal e o calor são conservados, em camadas que não estão em contato com a atmosfera, e que são definidas por superfícies neutras. Através da implementação do modelo inverso e utilização de equações de conservação de anomalia de propriedades pesadas por incertezas estimadas de fluxo, os resultados encontrados foram consistentes com a literatura. Um novo método de extrapolação para os triângulos de fundo é introduzido, e demonstra melhorar a estimativa dos fluxos de propriedades através das seções hidrográficas. Durante o verão de 2000 a Água Profunda do Mar de Weddell (WSDW) transporta 0.01 ± 0.01, 1.15 ± 0.32 e 1.03 ± 0.23 Sv (1Sv = 106 m3.s-1, > 0 em direção ao norte) sobre a Passagens de Philip, das Orcadas e sudoeste da Passagem de Bruce, respectivamente. Após a extrapolação dentro dos triângulos de fundo esses transportes são ajustados para 0.12 ± 0.03, 3.46 ± 1.81 e 1.20 ± 2.15 Sv. Os dados hidrográficos revelam diferentes condições oceanográficas sobre a região da Passagem de Philip nos verões analisados. No verão de 2001 há evidência de meandros de mesoescala, a Água Profunda Cálida (WDW) apresenta maiores temperaturas e salinidades ao longo da coluna de água e a WSDW apresenta, em geral, menores temperaturas. Apesar das diferenças de propriedades observadas entre os dois verões o transporte da WSDW não apresenta variações significativas, transportando 0.012 ± 0.001 Sv ajustados a 0.113 ± 0.002 Sv, com o método de extrapolação. A circulação obtida com a inversão no verão de 2001, sobre a Bacia de Powell, sugere um enfraquecimento do fluxo barotrópico ciclônico na bacia. O enfraquecimento observado pode ser devido a ventos de norte e nordeste, associados a um centro de baixa pressão atmosférica localizado à oeste da Península Antártica.

The outflow of cold, dense water from the Weddell Sea into the ocean basins to the north plays a key role in balancing the global heat budget. We estimate the geostrophic flow patterns in the northwestern Weddell Sea during the Brazilian DOVETAIL 2000 and 2001 austral summer cruises, using box inverse methods applied to hydrographic data. The analysis is focused on the variations of the deep Weddell Sea outflow into the Scotia Sea within boxes that bound the main deep gaps over the South Scotia Ridge. To determine the geostrophic volume transports, in each box mass, salt and heat are conserved within layers that are not in contact with the atmosphere and defined by neutral surfaces. Implementing the inverse model and using property anomaly equations weighted by the flow estimate uncertainty our results are consistent with those reported in the literature. A new bottom triangle extrapolation method is introduced, which improves the estimated property fluxes through hydrographic sections. During the austral summer of 2000 the Weddell Sea Deep Water (WSDW) transports 0.01 ± 0.01, 1.15 ± 0.32 and 1.03 ± 0.23 Sv (1Sv = 106 m3.s-1, > 0 is northward) over the Philip Passage, Orkney Passage and Bruce Passage, respectively. After extrapolation within bottom triangles these transports are 0.12 ± 0.03, 3.46 ± 1.81 and 1.20 ± 2.15 Sv. The hydrographic data reveal distinct oceanographic conditions over the Philip Passage region with evidence of mesoscale meanders, warmer and saltier Warm Deep Water (WDW) and colder WSDW observed in 2001. In spite of the properties differences observed the WSDW transport does not present a significant variation between 2000 and 2001. The WSDW transports 0.012 ± 0.001 Sv and 0.113 ± 0.002 Sv when extrapolating in the bottom triangles. The circulation derived from the inversion in the austral summer of 2001 suggests a sharp weakening of the barotropic cyclonic flow in the Powell Basin. The observed weakening may be due to northerly and northeasterly winds associated to an atmospheric low pressure center located west of the Antarctic Peninsula.