ANDRÉA S. TASCHETTO ILANA...

Revista Brasileira de Meteorologia, v.17, 1~2,229-242,2002

ANDRÉA S. TASCHETTO E ILANA WAINER

Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo Departamento de Oceanografia Física - Praça do Oceanográfico, 191 - Cidade Universitária

CEP 05508-900 São Paulo - SP, Brasil [email protected]

RESUMO A caracterização climatológica da região sudoeste do Atlântico Sul é de crucial importância para o conhecimento da circulação nessa região. Nesse estudo, foram caracterizados o comportamento anual e as climatologias de verão e de inverno dos principais parâmetros de superfície marinha entre as longitudes de 6OoW e 2OoW e latitudes entre 10"s e 4OoS, com ênfase a costa de Cabo Frio. O trabalho teve como base os dados climatológicos do DASILVA (COADS), compreendendo o período de 1945 a 1993. Além da climatologia da região, também foi utilizado o método da análise harmônica para calcular as amplitudes, bem como a porcentagem da variância explicada dos primeiros harmônicos para cada parâmetro. A climatologia e a análise harmônica mostram características importantes, como a predominância do ciclo anual para a temperatura da superfície do mar, pressão atmosférica ao nível do mar e fluxo de calor líquido, e a presença de um ciclo semi-anual para a precipitação. Palavras-chave: Climatologia, Análise Harmônica.

ABSTRACT: A CLIMATOLOGICAL STUDY OF SEA SURFACE PARAMETERS IN SOUTHWEST ATLANTIC Climatological characterization ofthe southem coastal region of Southwest Atlantic is essential to the knowledge of the coastal circulation in this region. In this study, we used the DASILVA (COADS) climatology data set from 1945 to 1993 to describe the annual behavior and summer and winter climatologies of the main marine surface parameters between 6OoW to 2OoW and. 10"s to 40°S, with attention given to the region off Cabo Frio coast. Harmonic analysis technique was also used to calculate the amplitude and percentage of the explained variance of the annual and semiannual harmonics. The climatology and harmonic analysis showed important characteristics like annual cycle prevalence of sea surface temperature, sea leve1 pressure and net heat flux; and in contrasta semiannual cycle of precipitation. Key-Words: Climatology, Harmonic Analises.

A circulação oceânica, de maneira geral, responde primeiramente a forçante atmosférica. Nos trópicos, onde estamos sob a influência dos ventos alíseos, a importância dos fenômenos atmosféricos é muito grande. A descrição da estrutura e variabilidade da temperatura da superfície do mar, da precipitação e dos ventos de superfície nas escalas de tempo sazonal e interanual da região sudoeste do Atlântico Sul é essencial para entender, por exemplo, o impacto desses parâmetros nos processos oceânicos da área afetada pela ressurgência entre Cabo de São Tomé e Santos.

No Atlântico Sudoeste, ocorrem vários

fenômenos oceânicos e meteorológicos determinantes para a variabilidade climática da região. Os movimentos na maior parte da plataforma continental sudeste brasileira são forçados, em diferentes escalas de tempo, principalmente pelos ventos, pela ação da Corrente do Brasil e pelas marés. A Corrente do Brasil, de águas quentes e salinas, flui para sul, margeando o talude continental, até encontrar a Corrente das Malvinas, de águas mais frias, em aproximadamente 36"s. A plataforma continental sudeste brasileira conta com três tipos de massas d'água: Água Tropical, quente e salina; Água Central do Atlântico Sul, relativamente fria; e, Água Costeira, resultante da mistura da descarga continental de água doce (MIRANDA, 1982). A região oceânica

(I) Submetido em outubrol2001; aceito em junho12002

230 Estudo Climatológico dos Parâmetros de Superfície Marinha no Atlântico Sudoeste

também apresenta formação de vórtices e meandros da Corrente do Brasil (CAMPOS et al., 2000).

Em escala sinótica, essa área é bastante afetada pela passagem de sistemas atmosféricos frontais que influenciam o vento e a circulação local. Uma das características atmosféricas marcantes na região é a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), que possui alta convectividade, e é dominante no verão (BARROS et al., 2000).

A região sudoeste do Atlântico Sul tem sido bastante estudada devido ao fenômeno de ressurgência costeira que ocorre frequentemente entre o Cabo de São Tomé e Cabo Frio (CASTRO, 1996), podendo ser vista em imagens de satélite (LORENZZETTI, 1994). As águas frias que chegam a superfície possuem elevado teor de sais minerais e, por isso, favorecem a dispersão dos nutrientes na zona eufótica, aumentando o fitoplâncton responsável pelo início da cadeia alimentar marinha. Conseqüentemente, a região apresenta intensa produtividade biológica e, portanto, pesca abundante. Acredita-se que os recursos marinhos da região possam oferecer uma produção pesqueira na faixa de 265-290 mil toneladaslano (DEPROAS). No entanto, a disposição desse estoque caracteriza-se por grandes flutuações mensais que podem estar associadas a variações na estrutura oceanográfica e climática da região.

A ressurgência de Cabo Frio não é constante, sendo marcadamente sazonal e ocorrendo com maior frequência no verão. Durante o verão, a Água Central do Atlântico Sul (ACAS) penetra na camada profunda em direção a costa, atingindo muitas vezes a parte mais interna da plataforma continental (CASTRO, 1996). Durante o inverno, por outro lado, essa massa de água afasta-se em direção ê quebra de plataforma continental. A afloração da ACAS na costa sudeste brasileira afeta diretamente o clima local devido ao aumento do gradiente térmico entre o oceano, a atmosfera e o continente.

A relação entre os ventos de leste-nordeste na região e a ressurgência de Cabo Frio foi verificada por vários autores, tais como Silva (1973) e Miranda (1982). Porém, o movimento de ascensão das águas e dispersão de nutrientes pode ocorrer por outros fatores, tais como vórtices e meandros da Corrente do Brasil.

Os trabalhos anteriores enfocam quase sempre dados obtidos em expedições oceanográficas que mostram o comportamento de variáveis físicas em determinada época, mas não revelam informações precisas quanto à climatologia marinha local. Também não existe um estudo que analise a variação sazonal de vários parâmetros de superfície marinha ao mesmo

tempo. Assim, esse trabalho visa a contribuir para o estudo climatológico da costa sudeste brasileira.

MATERIAL E MÉTODOS

O Conjunto de Dados

Para a caracterização da região, foram utilizamos os dados do da Silva (DA SILVA et al., 1994), que envolve o período de 1945 a 1993. Esse conjunto climatológico é baseado no COADS (Comprehensive Ocean- Atmosphere Data Set) e possui resolução espacial de 0,5" de latitude por 0,5" de longitude (DA SILVA et al., 1997a e 1997b). As quantidades termodinâmicas (umidade específica, vapor de pressão, etc.) foram computadas como no COADS.

Os dados do COADS são baseados na antiga escala WMO Code 1100 Beaufort que apresenta sérias tendências em algumas variáveis. Por isso, da Silva et al. (1994) corrigiram os parâmetros de velocidade do vento e nebulosidade, reduzindo essa tendência a partir da introdução de uma nova escala científica equivalente à Beaufort.

METODOLOGIA

Com o intuito de caracterizar a região, calculamos as climatologias anual, de verão e de inverno das variáveis de superfície marinha obtidas a partir dos dados do da Silva, entre as latitudes de 10"s e 40"s e longitudes de 60°W e 20°W. As variáveis utilizadas foram a temperatura da superfície do mar, pressão atmosférica ao nível do mar, precipitação, tensão de cisalhamento do vento e fluxo de calor líquido.

As anomalias mensais também foram calculadas e visualizadas com uma média móvel de janela do tipo Parzen, para suavizar a variabilidade de alta frequência e obter uma melhor análise das variações e possíveis tendências nas séries temporais.

Além da climatologia e anomalia, utilizamos o método da análise harmônica para calcular as amplitudes de cada variável. A análise harmônica baseia-se na transformada de Fourier que decompõe a série temporal em uma combinação linear de funções periódicas de senos e cossenos.

Cálculo do Fluxo de Calor Líquido

A troca de calor na interface ar-mar ocorre através dos fluxos radiativos e turbulentos. Os fluxos ar-

--

Andréa S. Taschetto e Ilana Wainer

mar são responsáveis pelas mudanças oceânicas e variabilidade da circulação atmosférica, tendo papel fundamental nos mecanismos de interação oceano- atmosfera. O fluxo de calor líquido representa o ganho (ou a perda) de calor pelo oceano, e é dado pelo balanço entre os fluxos radiativos e turbulentos, como mostra a equação abaixo (TAYLOR et al., 1999):

onde Q,, é a radiação de onda curta, Q, é a radiação de onda longa, Qseii é O fluxo de calor sensível e Q , é o fluxo de calor latente, sendo este último proporcional à evaporação E.

A radiação de onda curta Q,, é a parte da radiação solar incidente no oceano, após atravessar a atmosfera e refletir na superfície oceânica. A radiação

de onda longa Q é a troca de calor entre o oceano e a atmosfera por radiação térmica. O fluxo de calor latente Q , é uma medida da troca de calor entre o oceano e a atmosfera durante o processo de evaporação. O fluxo de calor sensível Qsen é a quantidade de calor trocada por condução térmica.

RESULTADOS

Temperatura da Superfície do Mar (TSM)

A climatologia da temperatura da superfície do mar na região de estudo pode ser vista na Figura la, onde se verificam isotermas praticamente zonais nas latitudes superiores a, aproximadamente, 26"s. É notório um padrão de língua na direção sul, paralela a costa, que é formada pelo transporte de águas mais quentes para o sul, provenientes da Corrente do Brasil.

Figura 1 - Comportamento médio da temperatura da superfície do mar. Intervalo de I "C entre as isotermas. (a) Climatologia total envolvendo o período de 1946 a 1989. (b) Climatologia de verão. (c) Climatologia de inverno. (d) Variação sazonal para Cabo Frio (23s-42W). Unidade em graus Celsius.

A TSM mínima, no verão (Figura Ib), é de inferior a latitude aproximada de 30"s e costeira, aproximadamente 17°C na latitude de 40"s e aumenta acentuando o padrão de língua apresentado na Figura para o norte até atingir seu máximo, junto à costa, entre Ia. Em aproximadamente 40°S, próximo a quebra de as latitudes de 19"s e 10"s. A TSM no inverno (Figura plataforma, está localizada a região da Confluência Brasil- lc), quando comparada as isotermas médias no verão Malvinas. Essa zona frontal, formada pelo encontro das (Figura Ib), mostra maiores gradientes térmicos na região águas quentes e salinas da Corrente do Brasil e das águas


frias da Corrente das Malvinas, é uma das regiões mais energéticas do mundo, sendo caracterizada por altos gradientes térmicos e intensa atividade de mesoescala (GORDON, 1989). A confluência mostra forte variação sazonal, localizando-se entre 40's e 46"s durante o verão e alcançando latitudes de até 30°S durante o inverno (WAINER et al., 2000). Portanto, o intenso gradiente de TSM durante o inverno, observado na Figura lc, deve- se ao deslocamento dessa zona de confluência para norte e conseqüente penetração de águas mais frias vindas do sul (CAMPOS et al., 1999). Essa área junto a costa, entre as latitudes de 33"s e 28"S, englobando a plataforma continental, também sofre influência das descargas do Rio da Prata e do complexo Lagoa dos Patos-Mirim (ZAVIALOV et al., 1999).

A Figura Id apresenta a TSM climatológica para Cabo Frio, ria latitude de 23OS e longitude de 42"W. O ciclo anual é bem definido, mostrando TSM máxima de 25,7"C em março e mínima de 21,8"C em setembro. A série temporal da anomalia de TSM para Cabo Frio é apresentada na Figura 2. Os anos de 1946, 1950, 1968 e

1973 foram caracterizados pela grande queda na TSM na costa de Cabo Frio. A queda de temperatura ocorrida nos verões dos anos de 1946 e 1973 pode estar relacionada com uma forte ocorrência do fenômeno de ressurgência. Silva (1973) constatou a ocorrência de ressurgência associada ao campo de vento local no verão de 1973. Signorini (1 976) localizou um vórtice em julho de 1973. Mascarenhas et al. (1971) verificaram forte ressurgência associada a ventos de NE no verão de 1968. Não existe estudo que comprove a ocorrência do fenômeno de ressurgência no ano de 1946. A série de anomalias também mostra uma tendência positiva, principalmente a partir dos anos 70. Zavialov et al. (1999) mostraram uma tendência de aquecimento da superfície do mar no Atlântico Sudoeste, utilizando dados históricos desde 1854. Alguns estudos apontam evidências de que - a TSM do Atlântico Sudoeste sofre influência de fenômenos climáticos de larga escala como o E1 Nino - Oscilação Sul (ENSO) e o dipolo do Atlântico (CAMPOS et al., 1999; CLAUZET e WAINER, 1997).

1945 1950 1955 1960 1965 6970 1975 1980 1985 8990 media mocel - 5 anos

Figura 2 - Série de anomalias da temperatura da superfície do mar para Cabo Frio (23s-42W). Média móvel de 5 anos. Unidade em graus Celsius. .

As Figuras 3a e 3b mostram a amplitude e a porcentagem da variância explicada para o primeiro harmônico da TSM, respectivamente. Verificamos que a amplitude do primeiro harmônico apresenta seus maiores valores na parte sul, de 50°W a 60°W, próximo à costa, caracterizando um ciclo anual bastante pronunciado nessa região. A parte.norte da região em estudo mostra menores amplitudes e apresenta uma distribuição zona1 mais uniforme. O primeiro harmônico é responsável por mais de 97% da variância na maior parte da região estudada,

caracterizando a dominância do ciclo anual. O segundo harmônico apresentado na Figura 3c, é uma fração complementar da função, como indicam as Figuras 3b e 3d da porcentagem da variância explicada. A amplitude do segundo harmônico (Figura 3c) mostra maiores valores na parte norte da região estudada, sugerindo alguma influência da componente semi-anual. Apesar disso, a Figura 3d mostra que o segundo harmônico explica menos de 0,5% da variância. Segundo estudo de Zavialov et al. (1999), a região junto a costa, entre as latitudes de

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28"s e 35"S, é caracterizada por grandes amplitudes razão, o ciclo anual nessa região é muito próximo a uma anuais de TSM, chegando a 1OUC, enquanto a região mais curva senoidal, como o mostrado na Figura ld para Cabo oceânica apresenta amplitudes menores e um ciclo anual ~ ~ i ~ . controlado basicamente pela radiação solar. Por essa

Figura 3 -Análise harmônica para a temperatura da superfície do mar. (a) Amplitude do primeiro harmônico ("C). (b) Porcentagem da variância explicada para o primeiro harmônico. (c) Amplitude do segundo harmônico ("C). (d) Porcentagem da variância explicada para o segundo harmônico.

Pressão Atmosférica ao Nível do Mar (PNM)

O comportamento médio anual da PNM, mostrada na Figura 4a, apresenta isolinhas dispostas numa estrutura de semicircunferência, com valores crescentes com a distância da costa. Esse padrão indica a presença do Anticiclone do Atlântico Sul. O centro de alta pressão no Atlântico Sul (Alta Subtropical) é mais intenso no inverno do que no verão, contrariamente aos centros de alta pressão dos outros oceanos. As Figuras 4b e 4c mostram essa mudança sazonal no

comportamento da Alta Subtropical. Também pode-se notar a migração sazonal das isolinhas de PNM, que se localizam mais ao sul no verão (aproximadamente 28"s) e deslocam-se para o norte durante o inverno (em torno de 26"s). Em Cabo Frio (23"s-42"W), a variação sazonal da pressão atmosférica ao nível do mar é caracterizada pela curva mostrada na Figura 4d, cujos valores mínimos, em tomo de 1012mbar, encontram-se no verão, e um pico bastante acentuado, atingindo 1020mbar, é observado em julho, consistente com a variação sazonal da Alta Subtropical do Atlântico Sul.


Figura 4 -Comportamento médio da pressão atmosférica ao nível do mar. Intervalos de 1 mbar entre as isolinhas. (a) Climatologia total envolvendo o período de 1946 a 1989. (b) Climatologia de verão. (c) Climatologia de inverno. (d) Variação sazonal para Cabo Frio (23s-42W), pressão atmosférica diminuída de 1000mbar. Unidade em mbar.

As Figuras 5a e 5b apresentam a amplitude do primeiro harmônico e a porcentagem da variância explicada, respectivamente. As amplitudes do primeiro harmônico (Figura 5a) são maiores próximo à costa de Cabo Frio. A Figura 5b mostra que o primeiro harmônico é responsável por, aproximadamente, 90% da variância na costa brasileira em estudo, indicando a predominância do ciclo anual nessa área. Isso justifica a presença de apenas um máximo e um mínimo no ciclo da PNM de

Cabo Frio, apresentado na Figura 4d. Ao sul de 34"S, entre as longitudes de 30°W e 20°W, o primeiro harmônico é responsável por menos de 70% da variância, o que sugere a influência de outros modos de variabilidade com escalas temporais diferentes. O segundo harmônico (Figura 5c) mostra maiores amplitudes com a distância da costa e ao sul da região de estudo, mas é responsável por menos de 3% da variância, conforme indica a Figura 5d.


Figura 5 -Análise harmônica para a pressão atmosférica ao nível do mar. (a) Amplitude do primeiro harmônico (mbar). (b) Porcentagem da variância explicada para o primeiro harmônico. (c) Amplitude do segundo harmônico (mbar). (d) Porcentagem da variância explicada para o segundo harmônico.

Precipitação (PPT)

A precipitação é uma variável física essencial para a caracterização do clima local e também uma das mais complicadas para analisar-se devido a sua alta variabilidade. O comportamento médio da PPT apresenta um núcleo de máximo entre as longitudes de 30°W e 35"W e latitudes de 30"s a 34"S, aproximadamente (Figura 6a). A precipitação alcança valores superiores a 0,60mm/

3h em tomo de 30"s-35"W no verão (Figura 6b), e 34"s- 40°W no inverno (Figura 6c), os quais podem estar associados a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) e seu deslocamento sazonal (BARROS et al., 2000). Em Cabo Frio, o ciclo anual médio da precipitação (Figura 6d) é caracterizado por alterações bruscas nos índices mensais, com maiores picos em março, setembro e novembro, e um mínimo, muito acentuado, em junho.

23 6 Estudo Climatológico dos Parâmetros de Superfície Marinha no Atlântico Sudoeste

55"W 45"W 35"W 25"W J F M A M J J A S O N D

Figura 6 - Comportamento médio da precipitação. Intervalos de 0,l mml(3h) entre as isolinhas. (a) Climatologia total envolvendo o período de 1946 a 1989. (b) Climatologia de verão. (c) Climatologia dc invcrno. (d) Variação sazonal para Cabo Frio (23s-42W). Unidade em mml3h.

A série de anomalias da precipitação para Cabo Frio, mostrada na Figura 7, revela um claro sinal de baixa frequência, correspondente a 15 anos aproximadamente. Ainda no final da série de anomalias, é possível notar uma tendência local negativa. Venegas et al. (1997) documentaram uma componente interdecadal de 15 anos na TSM e PNM sobre o Atlântico Sul. Clauzet e Wainer (1 999) obtiveram uma variabilidade de baixa frequência, associada a um período de 15 anos, na temperatura do ar em Ubatuba, litoral de São Paulo. Robertson e Mechoso (2000) também encontraram evidências de uma componente interdecadal com um período próximo de 15 anos nos ventos a 200hPa e na TSM sobre o Atlântico Sudoeste entre 20"s e 30°S, bem como na diferença das

descargas de água doce entre os rios ParanáIParaguay e UruguayiNegro. Os autores acreditam que os rios Paraná e Paraguay sejam fortemente influenciados pela ZCAS, que, por sua vez, estaria relacionada com as anomalias de TSM. O trabalho de Diaz et al. (1998) mostra que as anomalias de TSM do oceano Atlântico estão relacionadas com a variabilidade da PPT no Sul do Brasil. Alguns estudos relacionam a precipitação no Atlântico Sudoeste com fenômenos de escala global como o E1 Nino - Oscilação Sul (ENOS). Diaz et al. (1998) verificaram forte correlação entre o fenômeno ENSO e os campos de anomalias de precipitação e temperatura do ar sobre a região Sul e Sudeste do Brasil.


1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 - media maael - 5 anos

Figura 7 - Série de anomalias da precipitação para Cabo Frio (23s-42W). Média móvel de 5 anos. Unidade em graus mml3h.

A análise harmônica é apresentada nas Figuras 8a a 8d. As amplitudes do primeiro (Figura 8a) e do segundo (Figura 8c) harmônicos são caracterizadas por grande variabilidade em seus padrões espaciais. As Figuras 8b e 8d revelam que o ciclo anual sofre influência de várias componentes. Isto porque a amplitude do primeiro harmônico (Figura 8a) é responsável por menos de 50% da variância na maior parte da região estudada. Por isso, o ciclo

clirnatológico de Cabo Frio (Figura 7d) apresenta variações trimestrais. No segundo harmônico (Figuras 8c), as amplitudes também são bastante significativas e são responsáveis por um considerável percentual da variância explicada (Figura 8d), indicando a predominância de um ciclo semi-anual na variabilidade da PPT, em grande parte dessa região.

5 5 " W 45"A 35"W 25"W 55"W 45"W 3 5 " W 2 5 " W Figura 8 - Análise harmônica para a precipitação. (a) Amplitude do primeiro harmônico (mml3h). (b) Porcentagem da variância explicada para o primeiro harmônico. (c) Amplitude do segundo harmônico (mml3h). (d) Porcentagem da variância explicada para o segundo harmônico.

23 8 Estudo Climatológico dos Parâmetros de Superfície Marinha no Atlântico Sudoeste

Tensão de Cisalhamento do Vento (TCV)

A TCV média (Figura 9a) acompanha as isóbaras apresentadas na Figura 4a, revelando a parte oeste do Giro Subtropical Anticiclônico presente no Atlântico Sul. Na média climatológica, os ventos são mais intensos e predominantemente de leste entre as latitudes 12"s e 22"s enquanto mais ao sul, entre 34"s e 40°S, os ventos são de oeste. Na região próxima a Cabo Frio, a TCV mantém-

se de NE praticamente durante o ano inteiro, sofrendo apenas alteração de intensidade, onde é mais forte no verão (Figura 9b) e mais fraca no inverno (Figura 9c). No verão (Figura 9b), é possível observar a convergência dos ventos em aproximadamente 48OW-36"s. No inverno, há convergência dos ventos na parte central (Figura 9c) e, de maneira geral, os ventos sofrem intensificação de sua componente zonal, sendo bastante visível ao sul e norte da região estudada.

x ~ o - ~

x10-"

9 1 0K2

x 1 o-'

x 1 0 - ~

- 4 . 8 x l o K 2 i , , , , , , , , r r , 1 J F M A M J J A S O N D

- - meridional

Figura 9 - Comportamento médio da tensão de cisalhamento do vento. (a) Climatologia total envolvendo o período de 1946 a 1989. (b) Climatologia de verão. (c) Climatologia de inverno. (d) Variação sazonal para Cabo Frio (23s-42W) Curva Sólida: componente zonal. Curva tracejada: componente meridional. Unidade em N/m2.

Em Cabo Frio (23"S-42OW), a componente ano todo, conforme a Figura 9d. O valor mínimo das meridional (curva tracejada) da TCV apresenta índices componentes da TCV ocorre em setembro, e seu máximo superiores à componente zona1 (curva sólida), durante o em maio.


As Figuras 10a e 10b mostram as séries meridional (Figura 10b) da TCV também mostra um temporais de anomalias das componentes zonal e período (década de 60) onde as anomalias atingem meridional da TCV, respectivamente. A componente zonal valores mais negativos, sendo bastante destacado o final dessa variável (Figura 10a) apresenta uma série sem dos anos de 196 1,1963 e 1967. Mascarenhas et al. (1 97 1) tendências e com comportamento aleatório, enquanto a constataram ventos de NE, em janeiro de 1968, que foram componente meridional (Figura 10b) revela uma clara responsáveis pelo afloramento da ACAS na costa de oscilação de baixa freqüência. A série da componente Cabo Frio.

1950 1960 1970 1980 1990 1950 1960 1970 1980 1990 - media move1 - 5 anos media move1 - 5 a n ~ i

Figura 1 O - Série de anomalias da tensão de cisalhamento do vento para Cabo Frio (23s-42W). (a) Componente zonal. (b) Componente meridional. Média móvel de 5 anos. Unidade em graus N/m2.

Fluxos de Calor Líquido (FCL)

A interação básica que ocorre entre o oceano e a atmosfera é aquela através da transferência de radiação. A grande parte da radiação do sol que atinge a atmosfera é absorvida no oceano superior, onde parte dessa energia é transferida para a atmosfera na forma de vapor de água, e é a liberação desse calor latente, através da condensação, que então atinge a circulação atmosférica em larga escala. Em escalas menores, a transferência de momento dá origem as ondas e correntes oceânicas, que, por sua vez, redistribuem o calor na superfície e no interior do oceano (TAYLOR et al., 1999). De maneira

geral, as latitudes intertropicais recebem calor, enquanto as médias e altas latitudes perdem. Assim, ocorre o transporte de calor do equador para os pólos, deixando o oceano global em balanço térmico.

A Figura 1 l a mostra a climatologia total do FCL. Verifica-se uma estrutura de dipolo do FCL, indicando o ganho de calor na região tropical e a perda na região subtropical. Essa estrutura pode estar associada a transferência de energia pelas correntes do Brasil e das Malvinas, induzidas pelo sistema de ventos da região, conforme mostra a Figura 9a. Também é bastante evidente um maior gradiente em direção a costa e um núcleo de mínimo em, aproximadamente, 50°W-38"W.


Figura I I - Comportamento médio do fluxo de calor líquido. (a) Climatologia total envolvendo o período de 1946 a 1989. (b) Climatologia de verão. (c) Climatologia de inverno. (d) Variação sazonal para Cabo Frio (23s-42W). Unidade em W/m2.

No verão, conforme mostra a Figura l lb , os valores do FCL são positivos e aproximadamente superiores a 1 OOW/m2 na maior parte da região de estudo. Já no inverno (Figura 1 lc), o fluxo é negativo, sendo intensificado na região da Confluência Brasil-Malvinas. Durante o verão, a radiação de onda curta é superior à soma dos fluxos que compõem a equação 12, resultando um fluxo de calor líquido positivo. Esse comportamento do FCL, durante o ano, indica o ganho de calor no oceano pela atmosfera no verão e a perda deste no inverno, conseqüência direta do balanço de energia anual do planeta, que resulta no aumento da radiação de ondas curtas Q,, no verão e na diminuição desta durante o

inverno. A Figura 1 l d mostra que o FCL, em Cabo Frio,

permanece positivo de setembro a março e tem um ciclo anual bem definido com valores positivos máximos no verão e negativos no inverno, onde alcança um mínimo de -47,5 W/m2 em junho.

Através dos dados climatológicos do DASILVA (COADS) e do método da análise harmônica, caracterizamos o comportamento médio anual, de verão e de inverno, das principais variáveis de superfície marinha


na região sudoeste do Atlântico Sul. A amplitude do primeiro harmônico mostra que

o maior contraste da temperatura da superfície do mar, entre o verão e o inverno, ocorre na região da Confluência Brasil-Malvinas. Em toda a região de estudo, o primeiro harmônico explica mais de 95% da variância, indicando a predominância do ciclo anual. Em Cabo Frio, o ciclo anual da temperatura da superfície do mar possui amplitude média de, aproximadamente, 4°C. A série de anomalias de TSM para Cabo Frio apresenta tendência positiva na temperatura da superfície do mar, principalmente após 1970, constatada em estudos citados anteriormente.

A climatologia total da pressão atmosférica ao nível do mar mostra a parte oeste da Alta Subtropical do Atlântico Sul, que é intensificada no inverno. O primeiro harmônico é responsável por mais de 90% da variância, principalmente próximo a costa brasileira, o que justifica a presença de um máximo e um mínimo no ciclo anual da pressão atmosférica em Cabo Frio.

A climatologia da precipitação apresenta um ciclo anual para Cabo Frio com variações mensais a trimestrais. A análise harmônica indica que o ciclo sazonal não é o principal fator para a variabilidade da região de estudo e mostra a presença de um ciclo semi-anual.

A tensão climatológica de cisalhamento do vento acompanha as isóbaras da Alta Subtropical, sofrendo intensificação no inverno, na maior parte da área estudada. Porém, em Cabo Frio, a direção dessa variável permanece praticamente inalterada no decorrer do ano, e é intensificada durante o verão, quando a ressurgência na região é mais frequente.

O fluxo de calor líquido apresenta, na sua climatologia anual, uma estrutura dipolar com ganho de calor na parte norte e perda na porção sul, próximo a Confluência Brasil-Malvinas. No verão, o oceano ganha calor, enquanto, no inverno, o fluxo de calor líquido é negativo, indicando a perda deste para a atmosfera. Em Cabo Frio, o ciclo anual do fluxo de calor líquido mostra ganho de calor na maior parte do ano, apresentando pequena perda durante os meses de abril a agosto.

De modo geral, a análise harmônica mostra que o ciclo anual é responsável pelas maiores amplitudes das variáveis de superfície marinha analisadas, exceto para a precipitação, que revela a presença de um ciclo semi- anual na região, indicando que processos oceanográficos costeiros não têm muita influência na sua variabilidade.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a ajuda financeira dos projetos CNPql PIBIC no 105066197-4, CNPq no 300223193-5, CNPq no 453523101-3, FAPESP no 98113397-400, FAPESP no 99/ 07202-9 e FAPESP no 0012958-7.

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