Diagrama de Lorenz: Ferramenta para Análise Energética de CCOs Dois Estudos de Caso na Corrente do Brasil

Abstract

A análise energética, quando aplicada às feições oceânicas, permite uma melhorcompreensão da sua dinâmica e, com isso, uma maior capacidade de construircenários e justificar eventos, tanto recorrentes como anômalos. Para isso existemalgumas ferramentas capazes de analisar a energética local (ou regional ou aindaglobal), como as equações de conservação da energia e o Diagrama de Lorenz(DL). O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de utilização doDiagrama de Lorenz como ferramenta de análise energética aplicada ao estudo decorrentes de contorno oeste (CCOs). O cenário escolhido foi a Corrente do Brasil(CB), CCO presente na borda oeste do giro subtropical do oceano Atlântico Sul, e aanálise foi feita com base na dinâmica apresentada pela literatura pretérita etambém com aquela obtida neste trabalho. Os dados são oriundos da saída domodelo hidrodinâmico ROMS. A avaliação da dinâmica local de duas regiões escolhidas ao longo do caminho da CB (Cabo Frio e na costa gaúcha), através do cálculo das duas formas de energia (potencial e cinética), em suas formas média e turbulenta, e dos termosde conversão barotrópica e baroclínica, serviu como referência e base para a escolha de seis transectos nestas regiões. A partir da análise dos DL aplicados nestes transectos e da comparação dos seus resultados com aqueles da dinâmica local, constatamos que o DL é uma boa ferramenta para o estudo da energética de uma determinada região. A escolha da posição dos transectos analisados é de fundamental importância, pois uma escolha equivocada pode sub ou sobre-estimar a energética local, assim como a escolha do campo básico também influencia diretamente no cálculo dos termos relacionados à energia potencial. Destaca-se ainda que a análise vertical e horizontal dos termos do DL permite uma melhor caracterização da estrutura energética local. A Corrente do Brasil aumenta em espessura à medida que flui para sul. Os valores dos estoques de energia perdem magnitude com o aumento da profundidade. O estoque de ECM, no jato da CB, é maior do que o estoque de ECT. O termo de conversão baroclínica possui maior magnitude do que o de conversão barotrópica na CB, e os processos de instabilidade baroclínica tendem a ocorrer em direção offshore.

Energetic analysis, when applied to ocean features, allows a better understanding ofits dynamics, and so an increased ability to build scenarios and explain events, bothrecurring as anomalous. There are some tools that are able to analyze the localenergetics (or regional or even global) as the energy conservation equations and theLorenz Diagram (LD). This work aimed to evaluate the potential of the Lorenz Diagram application as an energetic analysis tool applied to western boundary currents (WBCs) study. The scenario chosen here was the Brazil Current (BC), WBC present in the westboundary of the South Atlantic subtropical gyre, and its analysis were made based onthe dynamics from the literature and from this work. The local dynamics evaluation of two chosen areas along the CBs path (Cabo Frio and Rio Grandes Cone), through the calculation of the energy sources (potential and kinetic), such time-mean as time-varying, and barotropic and baroclinic conversion terms, served as reference to select six transects in these regions. Based on the analysis of the LD applied in these transects, and comparing its results with the local dynamics, we have verified that the LD is a good tool for the energetic study at a given area. The correct choice of the analyzed transects position is crucial, where an erroneous choice may underestimate or overestimate the local energetics, as so the selection of the reference temperature field also affects the calculation of the LD terms related to potential energy. We also highlight the vertical and horizontal analysis of the LD terms allows a better characterization of local energy structure. The Brazil Current (BC) vertical extension grows as it flows downstream. Thevalues of the energy budgets are diminished in magnitude with the increasing of depth. The MKE budget, in the BCs jet, is bigger than the EKE budget. The baroclinic conversion term has greater magnitude than the barotropic one in the BCs jet, and the baroclinic instability processes tend to occur offshore of the BC domain.