Modelo paramétrico analítico para a estrutura de velocidade do sistema corrente do Brasil

Abstract

ABSTRACT. Velocity-based parametric models are often used in the oceanographic literature either in theoretical studies that involves linear stability properties or as boundary-initial conditions for regional implementations of numerical models. However, most of these models were developed for the Gulf Stream (Niiler & Robinson, 1967;Luther & Bane, 1985;Robinson et al., 1988;Arango et al., 1992;Xue & Mellor, 1993;Gangopadhyay et al., 1997). Because the Brazil Current (BC)-Intermediate Western Boundary Current (IWBC) System is unique in terms of its vertical structure as it flows off SE Brazil, an original parametric model has been developed and is presented in this paper. The model parameterizes both the surface-core structure of the BC as well as the intermediate level-core of the IWBC, keeping their basic features such as the asymmetric configuration due to their interaction with the topography. In the BC case, the model allows for the current shape to be deformed if it is close to the shelf break or to acquire a hyperbolic-like shape when it is positioned far away from the continental margin. In the IWBC parameterization, the main characteristic of the model is to reproduce a core placed at 800-900 m depth, adjacent to the intermediate portion of the continental slope. Additionally, under the assumption that the currents are in geostrophic balance, a sectional model of the density structure was obtained from the velocity model. This density model was constructed based on the integration of the thermal wind equation. Finally, the parametric model has been successfully tested, it reproduced with great accuracy the structure of three velocity RESUMO.Modelos paramétricos de velocidade de correntes são utilizados na literatura oceanográfica para estudos teóricos envolvendo propriedades de instabilidade, ou como condições de contorno e iniciais para implementações regionais de modelos numéricos. Estes, no entanto, foram desenvolvidos na sua maioria para a Corrente do Golfo (Niiler & Robinson, 1967;Luther & Bane, 1985;Robinson et al., 1988;Arango et al., 1992;Xue & Mellor, 1993;Gangopadhyay et al., 1997). O sistema formado pela Corrente do Brasil (CB) e pela Corrente de Contorno Intermediária (CCI) apresenta características dinâmicas singulares enquanto flui ao largo do SE brasileiro, quando comparada as demais correntes de contorno oeste do oceano mundial. Neste trabalho, apresentamos um modelo paramétrico analítico original. O modelo parametriza a estrutura tanto da corrente de superfície (a CB) como da corrente intermediária (a CCI), visando preservar suas características essenciais. No caso da CB, suas principais características são a presença de um núcleo em superfície e o comportamento ocasionalmente assimétrico longitudinalmente devido ao fenômeno do meandramento. Fato que a faz aproximar e afastar o escoamento superficial da quebra de plataforma e do talude superior. Já para a CCI, a principal característicaé apresentar o núcleo em torno dos 800-900 m de profundidade, geralmente junto ao talude intermediári...

Modelo paramétrico regional da corrente do Brasil na Bacia de Campos

“…Dessa maneira podemos notar que caso l c = l o a correnteé simétrica em relação ao eixo z e β c = β o = β. Caso β > 1 ou β < 1 a corrente pode inclinar no sentido do oceano aberto ou para a região costeira respectivamente, como mostra a Figura 4.1 extraída de Schmidt et al [2007].…”

“…A parametrização da CB normalà costa seguiu a formulação proposta por Schmidt et al [2007]. Os parâmetros da CB foram estimados a partir dos perfis de velocidade quase-sinóticos durante a amostragem do cruzeiro OCEANO SUDESTE II (OCSEII) da Marinha do Brasil.…”

“…The BC cross-stream parametrization followed the formulation proposed by Schmidt et al [2007]. The BC parameters were estimated from quasi-synoptic velocity profiling sampled during the Brazilian Navy cruise OCEANO SUDESTE II (OCSEII).…”

“…Simetria (painel superior (β = 1)), inclinação voltada para a região oceânica (painel central (β > 1)) e inclinação voltada para a região costeira (painel inferior (β < 1)). De acordo com Schmidt et al [2007] …”

On the dynamics of the Brazil Current site of origin

“…These synoptic entities or features, when put together in a particular region, interact and evolve to generate the combined circulation variability due to different regional set-up of multi-scale processes, bathymetry, boundaries [Robinson et al, 1988[Robinson et al, , 1989Spall & Robinson, 1990;Fox et al, 1992;Hurlburt et al, 1992;Cummings et al, 1997;Gangopadhyay et al, 1997;Robinson & Glen, 1999;Gangopadhyay et al, 2003;Calado et al, 2008Calado et al, , 2010, but it is also applicable for feature-oriented process studies, as we aim here. Parameterizations of velocity features in the ocean have been widely used for theoretical studies of geophysical fluid dynamics and instabilities [Schmidt et al, 2007].…”