Regional turbulence patterns driven by meso- and submesoscale processes in the Caribbean Sea

Abstract

Neste estudo usamos uma modelagem regional com diferentes resoluções espaciais (6 e 3 ), focando na ressurgência da Guajira e nas Antilhas Menores, no mar do Caribe. A dinâmica superficial nesta região varia desde correntes de larga escala até filamentos costeiros das ressurgências. A interação dos anéis da Corrente Norte do Brasil com as Antilhas pode levar à formação de filamentos de vorticidade na submesoescala no lado protegido das ilhas, transferindo energia cinética (KE) das maiores escalas para as menores, permitindo a advecção de vorticidade potencial (PV). O Sistema de Ressurgências do Caribe (CUS) nas costas da Venezuela e da Colômbia interage com o escoamento da mesoescala, permitindo a formação de filamentos de submesoescala, vórtices menores e a troca vertical de propriedades físicas, que podem fornecer KE para as escalas maiores. Velocidades ageostróficas e velocidades verticais maiores são evidentes nos escoamentos com número de Rossby da ordem O(1), reduzindo a inclinação do espectro de KE nos números de onda ( ) maiores e aumentando a divergência do fluxo de traçadores, que demostram a importância dos processos de frontogênesis na camada de mistura das áreas de estudo. Finalmente, o balanço de KE mostra a dominância dos termos dissipativos próximo às ilhas e um aporte de KE sobre a região da ressurgência da Guajira. Isto demostra que os processos de submesoescala no mar do Caribe podem ser potencialmente importantes na dinâmica de larga escala na região.

In this study we use a regional model with different spatial resolutions (6 and 3 ), focusing the Guajira Upwelling and the Lesser Antilles in the Caribbean Sea. The upper ocean dynamics in this region ranges from large-scale currents to coastal upwelling filaments. The interaction of North Brazil Current rings with the Antilles may lead to the formation of submesoscale vorticity filaments leeward of the islands, transferring kinetic energy (KE) from large to small scales and allowing the advection of potential vorticity (PV). The Caribbean Upwelling System (CUS) in the coasts of Venezuela and Colombia interacts with the mesoscale flow allowing the formation of submesoscale filaments, small eddies and the vertical exchange of physical properties that may supply KE to larger scales. The ageostrophic velocities and large vertical velocities are evidenced by O(1) Rossby number, the shoaling of the KE spectra in large wavenumbers ( ) and affect the eddy flux divergence of tracers which demonstrate the importance of processes such as surface frontogenesis on the mixed layer of the areas of study. Finally, the KE budget exhibits the dominance of dissipative terms near the islands and an injection of KE over the Guajira Upwelling Region. This demonstrates that submesoscale processes in the Caribbean Sea could be potentially important in the large-scale dynamics in the region.