Belmiro Mendes de Castro Filho

Condições hidrográficas na plataforma continental ao largo de Ubatuba: variações sazonais e em média escala

As caracteristicas hidrograficas da regiao ao largo de Ubatuba, pesquisadas em periodos quase-sinoticos de verao (dezembro, 1985) e de inverno (julho, 1986), mostraram padroes distintos de distribuicao de massas de agua. Dois dominios com caracteristicas fisicas diferentes foram identificados sobre a plataforma continental: um interior e costeiro, e outro exterior, separados por uma zona frontal bem definida pelo campo de temperatura para o inverno. O dominio interior tem, durante o verao, uma estraficacao de massa em duas camadas, determinada principalmente pelo desenvolvimento da termoclina sazonal nesta epoca do ano, enquanto que no inverno a estratificacao dessa regiao e bem mais homogenea. No verao a camada superficial (profundidades menores do que 20 m) de toda a regiao e ocupada basicamente pela Agua Costeira (AC), que se mistura com a Agua Tropical (AT) mais ao largo; nesta epoca do ano observa-se, na camada subsuperficial, predominância da Agua Central do Atlântico Sul (ACAS), cuja mistura vertical com a AC e somente observada nas proximidades da costa. No inverno a ACAS nao penetra muito sobre a plataforma continental, e na camada superficial ocorre uma intrusao acentuada de AT no dominio exterior, sendo o dominio interior ocupado principalmente pela AC, a qual interage com a ACAS apenas na zona frontal que delimita a regiao de ocorrencia dessas massas de agua. Com base nesses padroes de distribuicao de massas de agua e do campo de massas, bem como nas condicoes meteorologicas de regiao vizinha, e sugerido um modelo de circulacao cuja dinâmica e controlada pelo vento e pela acao da Corrente do Brasil. Essa acao da Corrente do Brasil sobre o dominio exterior e, provavelmente, responsavel pela presenca dos vortices com caracteristicas de vortices frontais observados nas duas epocas do ano. Esses vortices, cuja extensao horizontal nas profundidades de 25 e 50 m e bem definida nas estruturas termica e halina, tem provavelmente um importante papel na troca de massas de agua entre a costa e o talude, contribuindo para o enriquecimento das aguas da plataforma continental atraves dos movimentos ascendentes que ocorrem em seu nucleo.

Numerical study of circulation and thermohaline structure in the São Sebastião channel

The Princeton Ocean Model (POM) was adapted to Sao Sebastiao Channel (SSC) by nesting three numerical grids so as to study the seasonal changes of its circulation and thermohaline structure. Through monthly average conditions, the numerical model simulated reasonably the typical conditions of spring, summer, autumn and winter, filling the bottom channel with South Atlantic Central Water (SACW) in spring and in summer. In autumn and in winter this mass of water is not found, nevertheless its weaker signs appear in autumn, season in which the stronger signs of Tropical Water (never more than 50%) are found. Northeasterly winds on the Southeast Continental Shelf (SECS) grid are essential so that the SACW enters SSC. The bottom circulation obtained in SSC is essentially to northeast and associated to the intrusion of the SACW forced first by the northeasterly winds in SECS and second by the pressure force always bigger at the south entrance than in the north entrance and always bigger in summer than in winter. The superficial currents are southwestward, weakening in autumn and intensifying towards summer, with its maximum in this season.

Condições do movimento geostrófico das águas adjacentes a Cabo Frio (RJ)

A circulacao geostrofica e as condicoes hidrograficas, na borda da plataforma continental adjacente ao Cabo Frio (RJ), sao analisadas ao longo de duas seccoes verticais realizadas em julho de 1968. A principal caracteristica resultante dessa analise e a ocorrencia de movimentos para leste e oeste, com velocidades estimadas atingindo valores de ate ± 2 cm.s-1 e -49 cm.s-1, respectivamente. Os movimentos para leste apresentam um fluxo de volume de 0,52 Sv (0,40 Sv) e as maiores velocidades sao atingidas abaixo da picnoclina e na regiao adjacente a borda da plataforma continental. O principal movimento para oeste, tem as maiores velocidades na camada de superficie, e os pequenos valores do transporte de volume, de -2,24 Sv (-2,68 Sv), sugerem que as observacoes hidrograficas foram realizadas na regiao de cisalhamento ciclonico da Corrente do Brasil. Detalhes da distribuicao do fluxo de volume sao apresentados sobre o diagrama T-S, em correspondencia com classes delimitadas por intervalos de variacao da anomalia termosterica e da temperatura.

Aplicação do diagrama T-S estatístico - volumétrico à análise das massas de água da plataforma continental do Rio Grande do Sul

The general characteristics of the seasonal variation of the thermohaline properties of the continental shelf water off Rio Grande do Sul, under non-conservative and quasi-synoptic conditions were analysed. The method applied - volumetric statistical T-S analysis allows the computation of the water masses budget from the knowledge of their temperature and salinity ranges. The data of 194 hydrographic stations from six oceanographic cruises between April 1968 and March 1969, were used. Water of Tropical and Subtropical origin (47,5% and 64% of the total volume during the winter and summer, respectively) was always present during the observation period. Subantarctic water has its maximum and minimum influences during the winter (15%) and summer (<3%), respectively. The average minimum and maximum temperature and salinity values of the water masses in the investigated region were observed in June (16,85oC and 34,72‰), December (35,58‰) and March (20,82oC).

On the salt transport in the Cananéia sea during a spring tide experiment

Observacoes de velocidade, de salinidade, de profundidade e de mare na regiao sul do Mar de Cananeia foram realizadas numa estacao fixa durante dois ciclos completos de mare. Essas medidas foram feitas durante mare de sizigia, no periodo de 5 a 6 de dezem6ro de 1991. A exame comparativo do perfil estacionario de velocidade desse sistema fracamente estratificado, indicou boa concordância com os resultados de um modelo analitico unidimensional de um estuario ideal verticalmente homogeneo. Dessa comparacao, foi possivel concluir que as principais forcas geradoras desse movimento sao o gradiente longitudinal de densidade e a descarga de agua doce. A contribuicao para o transporte advectivo de sal e dominado pela descarga total de agua doce e pelo termo dispersivo, gerado pela propagacao da onda de mare no canal estuarino (transporte de Stokes). Esse termo dispersivo e quase uma ordem de grandeza menor do que o termo associado a descarga estacionaria de agua doce. O termo de correlacao da mare, que atua no sentido contrario aos termos dispersivos e o termo dispersivo gerado pelo cisalhamento da circulacao gravitacional, sao cerca de duas ordens de grandeza menores do que a parcela advectiva estacionaria que atua estuario abaixo. Os termos dispersivos remanescentes e que dependem da amplitude da mare, sao uma ordem de grandeza menores do que o valor estimado para o termo gerado pela circulacao gravitacional. O transporte total de sal, por unidade de largura da secao transversal, integrado diretamente e concordante com o valor obtido pela somatoria de todos os termos advectivos e dispersivos, com um desvio inferior a 12 %. Na hipotese de que o canal estuarino amostrado e lateralmente homogeneo, observou-se que o transporte de sal nao estava em balanco.

Estudo numérico da circulação e da estrutura termohalina na região adjacente à ilha de São Sebastião (SP)

O Princeton Ocean Model foi utilizado a regiao da plataforma continental adjacente a Ilha de Sao Sebastiao (ISS) atraves do aninhamento de duas grades numericas para estudar as variacoes sazonais de sua circulacao e estrutura termohalina. Em condicoes medias mensais, o modelo representou razoavelmente bem as condicoes tipicas de primavera, verao, outono e inverno. As camadas mais profundas da plataforma continental interna foram preenchidas com a massa de Agua Central do Atlântico Sul (ACAS), penetrando no CSS pela entrada sul, nas duas primeiras epocas sazonais (primavera e verao) e fortes sinais da massa de Agua Tropical (AT) foram observados nas camadas sobrejacentes a termoclina. Nas demais estacoes essa massa de agua nao foi encontrada no canal, porem, sinais mais fracos da ACAS foram observados no outono e nas demais epocas sazonais essa massa de agua nao foi encontrada, predominando caracteristicas termohalinas da massa de Agua Costeira (AC).

Note on the occurrence of saline fronts in the Ilha Grande (RJ) region

Continuous records of temperature and salinity were obtained on the surface waters as function of the horizontal distances around Ilha Grande region, on June 21, 1975; an outflow of less saline (S~33.10o /oo ) and slightly warmer water was detected throughout the region between Ponta de Castelhanos and Ponta Grossa da Marambaia and a visible manifestation of a saline front was observed in the interaction of this outflow with the coastal and more saline water (S~ 35.4 to 35.6o /oo). The recorded salinity values in the east region of Ilha Grande, suggest that the source of less saline water is the runoff in the Baia de Sepetiba.

Fundamentals of Estuarine Physical Oceanography

This book provides an introduction to the complex system functions, variability and human interference in ecosystem between the continent and the ocean. It focuses on circulation, transport and mixing of estuarine and coastal water masses, which is ultimately related to an understanding of the hydrographic and hydrodynamic characteristics (salinity, temperature, density and circulation), mixing processes (advection and diffusion), transport timescales such as the residence time and the exposure time. In the area of physical oceanography, experiments using these water bodies as a natural laboratory and interpreting their circulation and mixing processes using theoretical and semi-theoretical knowledge are of fundamental importance. Small-scale physical models may also be used together with analytical and numerical models. The book highlights the fact that research and theory are interactive, and the results provide the fundamentals for the development of the estuarine research.

Numerical Hydrodynamic Modelling

As estuaries are three dimensional and time dependent, numerical models have been developed to overcome the simplifications inherent to the already studied analytical models (simple geometry, steady-state) and calculate estuarine circulation and salinity distributions. These models can be numerically integrated at selected grid points spatially distributed in the system domain; the governing partial differential equations use methods of finite-difference or finite-elements in curvilinear horizontal coordinates or sigma vertical coordinates, respectively.

Hydrodynamic Formulation: Mass and Salt Conservation Equations

When hydrographic properties and motions in an estuary have spatial and temporal variation, they are termed as non-uniform and unsteady, as opposed to uniform and in steady-state.