Abstract:
A Corrente do Brasil, enquanto flui ao longo da costa Sul do Brasil, possui alta atividade de mesoescala. Frequentemente é observado sobre a região do Cone do Rio Grande, na Bacia de Pelotas, grande quantidade de atividade de mesoescala, com meandros e formação de vórtices, que influenciam na troca de água entre o oceano aberto e a plataforma continental. O presente trabalho mostra um estudo da influência desta feição batimétrica, o Cone do Rio Grande, sobre os processos de instabilidade da Corrente do Brasil.
Foi utilizado, como ferramenta para esse estudo, a modelagem numérica, com simulações em uma grade de alta resolução (1/32°) contendo o Cone do Rio Grande, aninhada em uma simulação global de resolução menor. Para se entender o efeito que o Cone do Rio Grande causa sobre a Corrente do Brasil, foram criados dois experimentos: um experimento utiliza uma batimetria realística, e o outro contempla uma batimetria onde o Cone do Rio Grande foi artificialmente removido.
Com os dados obtidos das simulações, utilizou-se da teoria energética para cál-culo das principais formas de energia dos oceanos, bem como dos diferentes termos que compõem as equações de balanço de cada forma de energia. A partir desses termos,
é possível entender como ocorrem as conversões de uma forma de energia para ou-tra. Essas conversões estão diretamente ligadas com processos de instabilidade, sendo que uma instabilidade barotrópica envolve a conversão de energia cinética média para energia cinética turbulenta, e uma instabilidade baroclínica envolve conversão de ener-gia potencial média para turbulenta, que pode então se converter em energia cinética turbulenta.
As quantidade de energia e as taxas de conversão foram quantificadas e compa-radas entre os dois experimentos numéricos, e constatou-se que o Cone do Rio Grande tem influência direta sobre os processos de conversão de energia na Corrente do Brasil. Quando a corrente passa sobre o Cone do Rio Grande, a energia do campo médio é con-vertida para o campo turbulento, tanto por conversão barotrópica quanto baroclínica e, de forma similar à Corrente do Golfo, qua já foi bastante estudada nesse aspecto, as conversões baroclínicas se mostram mais intensas. As altas taxas de conversão de energia na Corrente do Brasil, ao fluir pelo Cone do Rio Grande, sugerem que grande parte da atividade de mesoescala da região está associada a esta feição batimétrica.
The Brazil Current, flowing by Brazil’s Southern Coast, shows high mesoscale activity. It is frequently observed around the region of Rio Grande’s Cone, in Pelotas Bight, a high amount of mesoscale activity, with meanders and eddy formation that influence the exchange of water between the open ocean and the continental shelf. The present work shows a study of the influence of this bathymetric feature — the Rio Grande’s Cone — over instability processes on Brazil Current.
Numerical modeling was used as a tool to this study, with simulations on a high resolution grid (1/32°) containing Rio Grande’s Cone, nested on a lower resolution global simulation. To understand the effect of Rio Grande’s Cone over Brazil Current, two experiments were created: one with a realistic bathymetry, and another one in which Rio Grande’s Cone was artificially removed.
With data obtained from the simulations, the energetic theory was used for calculation of the main forms of energy in the oceans, as well as the many terms in the budget equation of each form of energy. From these terms, it is possible to understand the way energy is converted from one form to another. These conversions are directly related to instability processes. A barotropic instability involves conversion of mean kinetic energy to turbulent, or eddy kinetic energy, and a baroclinic instability involves conversion of mean potencial energy to eddy potential energy, which can be converted into eddy kinetic energy.
The energy quantities and the conversion rates were quantified and compared between the two numerical experiments, and it was stated that Rio Grande’s Cone directly influences energy conversion processes on Brazil Current. When the current flows over Rio Grande’s Cone, energy from the mean field is converted into the turbulent field, by both barotropic and baroclinic conversions, the latter being intenser, similarly to the Gulf Stream, that has been widely studied in this aspect. The high rates of energy conversion on Brazil Current when flowing over Rio Grande’s Cone suggest that great portion of the region’s mesoscale activity is associated with this bathymetric feature.
