Oscilações inerciais sobre a plataforma continental Sudeste do Brasil

• Main Author: José Roberto Bairão Leite
• Other Authors: Belmiro Mendes de Castro Filho
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2014
• Subjects: Dados observacionais de corrente; Oscilações inerciais; Plataforma Continental Sudeste do Brasil; ROMS (Regional Ocean Modelling System).; Inertial oscillations; Observational data of currents; South Brazil Bight
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/21/21135/tde-26112014-165554/

Variações temporais na tensão de cisalhamento do vento, na Plataforma Continental Sudeste do Brasil (PCSE), perturbam o equilíbrio geostrófico gerando movimentos com frequências próximas à inercial local. Estas perturbações se propagam horizontalmente e verticalmente, interagindo com o fluxo médio e alterando as características hidrográficas e hidrodinâmicas. Foram analisados dados observacionais de corrente, registrados por correntógrafos fundeados às isóbatas de 50 m e 100 m, ao largo de Arraial do Cabo (RJ) e Ubatuba (SP), de vento registrados por bóias meteorológicas e de salinidade e temperatura perfilados em função da profundidade em estações hidrográficas, obtidos no âmbito do Projeto DEPROAS (Dinâmica do Ecossistema de Plataforma da Região Oeste do Atlântico Sul), entre 2001 e 2002. Os resultados das análises indicaram que a média de duração dos eventos de oscilações inerciais é 7,5 dias com desvio padrão de 3,8 dias, sendo 6,8 o número médio de oscilações em cada evento (desvio padrão de 3,3 oscilações). O período inercial efetivo médio foi calculado em 26,5 h com deslocamento médio da frequência inercial em 12,2%, devido ao desvio Doppler causado pelas interações com a vorticidade relativa do fluxo básico. As correntes inerciais horizontais, filtradas a partir das séries correntográficas, apresentaram valores entre 3 e 10 cm/s. Foi observada propagação vertical das oscilações inerciais e calculado o valor da velocidade de grupo vertical em -2,59 .10-2 cm.s-1. A partir desse resultado, foi obtido o valor de 28,3 m de profundidade para o valor máximo de velocidade vertical das partículas de água na onda interna inercial forçada pela oscilação das isotermas, em acordo com resultados observados de máxima corrente inercial logo abaixo da camada de mistura. O valor calculado para a amplitude da oscilação vertical das isotermas foi 17,2 m, próximo aos 19 m registrado com os resultados observacionais em períodos de mudança do campo de ventos. O modelo numérico hidrodinâmico ROMS (Regional Ocean Modelling System) comprovou resultados observacionais em relação à capacidade de mudanças na tensão de cisalhamento do vento, em períodos menores que o inercial local, gerarem oscilações inerciais. Os resultados numéricos com o ROMS permitiram analisar a interação das oscilações inerciais com o fluxo médio em diferentes regiões da PCSE, através de diferentes condições de estratificação da coluna de água e, a partir da trajetória de pseudoderivadores, estimar os raios das trajetórias com ordem 10 km. === Temporal variations in the wind stress, on the South Brazil Bight, disturb the geostrophic equilibrium and generate motion with near inertial frequencies. The disturbances propagate horizontally and vertically, interacting with the basic motions and altering the hydrodynamics and hydrographic characteristics. Observational data of currents, collected by currentmeters deployed in the 50 m and 100 m isobaths, offshore Arraial do Cabo (RJ) and Ubatuba (SP), of winds collected in meteorological buoys and of salinity and temperature vertically profiled in hydrographic stations, during the project DEPROAS (Dinâmica do Ecossistema de Plataforma da Região Oeste do Atlântico Sul), in the years of 2001 and 2002, have been analyzed. Results showed that the mean duration of the inertial oscillations events is 7.5 days, with standard deviation of 3.8 days, being 6.8 the mean number of oscillations in each event (standard deviation of 3.3 oscillations). The calculated mean effective inertial period is 26.5 h, with a mean difference of the local inertial frequency of 12.2% due to the Doppler shift caused by interactions with the relative vorticity of the basic flow. The horizontal inertial currents, filtered from the current time series, presented values between 3 and 10 cm/s. Vertical propagation of the inertial oscillations were observed and the calculated value for the vertical group velocity was -2.59 . 10-2 cm/s. From these results, the calculated value for the depth of maximum water vertical velocity was 28.3 m for the internal inertial wave forced by the isotherms oscillations, in accordance with results observed of maximum vertical velocities occurring below the mixing layer. The calculated value for the amplitude of vertical oscillations of isotherms was 17.2 m, approximately equal to the 19 m observed in the data set during periods of wind shift. The numerical hydrodynamical model ROMS (Regional Ocean Modeling System) confirmed the observational results that changes in the wind field with periods smaller than the local inertial period generate inertial oscillations. The numerical results with ROMS allowed to analyze the interaction between the inertial oscillations and the basic flow in different regions of the South Brazil Bight, due to vertical different stratification characteristics of the sea water, and from the trajectories of pseudo-drifters it was possible to estimate the radius of the trajectories as having order of magnitude of 10 km.