Wind driven currents in the Channel of São Sebastião: winter, 1979

Dados simultâneos de vento, corrente e nível do mar no Canal de São Sebastião (CSS), e de pressão atmosférica e nível do mar na Plataforma Continental Sudeste (PCS), coletados durante o inverno de 1979, foram analisados e comparados. Todas as séries de tempo foram previamente filtradas utilizando um filtro passa baixa com corte em 40 h. As correntes no CSS foram predominantemente para nordeste, em associação com ventos vindos do sul juntamente com sistemas meteorológicos frontais. Reversões de corrente ocorreram entre as passagens das perturbações atmosféricas. Foram significativas as correlações entre as componentes paralelas ao canal do vento e da corrente, havendo um deslocamento de 12-18 h, com liderança do vento; e também entre a componente paralela ao canal da corrente e o nível do mar, com deslocamento de 6-12 h, corrente liderando. A maior parte da variância nas séries de tempo para o CSS está concentrada em duas faixas de freqüência: 11-16 d e 3 d. Essas duas faixas também apresentam valores significativos quando calculadas entre as componentes paralelas ao canal do vento e da corrente, e o nível do mar no CSS. Esses três últimos sinais estavam quase em fase na faixa de 11-16 d; e havia uma liderança de 16 h (25 h) pelo vento sobre a corrente (nível do mar) na faixa de 3 d. Existem várias indicações que em baixas frequências as correntes no CSS não são forçadas localmente em sua totalidade.Simultaneous 40 h low-passed wind, current and sea level data in the Channel of São Sebastião (CSS) and atmospheric pressure and sea level data in the South Brazil Bight (SBB) during winter of 1979 were analysed and compared. Currents in the CSS were predominantly northeastward, associated with frontal southerly winds. Current reversals occurred between meteorological disturbance passages. There were significant correlation between alongchannel components of wind and current, with a time lag of 12-18 h, wind leading; and between alongchannel component of current and sea level, with a time lag of 6-12 h, current leading. Most of the variance in the CSS series is concentrated in two frequency bands: 11-16 d and 3 d. SBB series also show high variance in those two bands. Coherences in those two bands show significant values when calculated between alongchannel components of wind and current, and sea level, in the CSS. Those three last signals were almost in phase in the 11-16 d band; and there was a lead of 16 h (25 h) by wind over current (sea level) in the 3 d band. There are several indications that in die subtidal band currents in the CSS are not totally locally forced

Hydrographic properties in the São Sebastião Channel: daily variations observed in March 1980

A four-day quasi-synoptic survey of hydrographic properties sampled from March 4 to March 7, 1980 was used for a physical description of the daily variations in the thermohaline and mass structures in the São Sebastião Channel. Temperature and salinity were sampled down the water column during events of non-tidal along channel current reversals. The observed temperature decrease and density increase in the southern channel bottom layer were mainly due to cold water transported northward by a subsurface current. The northward bottom current opposed the southward main flow in the upper layer. The low temperature and salinity of the water advected northward by the bottom current indicated influences of the South Atlantic Central Water (SACW), inducing a near bottom thermocline-like structure. By the end of the sampling period, the vertical temperature gradient intensified near the bottom and the salinity distribution reached almost uniform conditions.Uma amostragem quase sinótica realizada durante quatro dias, no período de 4 a 7 de março de 1980, foi usada para uma descrição de variações das estruturas termohalina e de massa no Canal de São Sebastião. A temperatura e a salinidade foram amostradas na coluna de água durante a reversão do sentido da componente longitudinal da corrente. O decréscimo da temperatura e o aumento da densidade, na entrada sul do canal, foram ocasionados por advecção de águas próximas ao fundo, com sentido oposto ao do . movimento para o sul na camada de superfície. As águas de baixa temperatura, advectadas para o norte, indicam influências da Água Central do Atlântico Sul (ACAS), gerando um gradiente vertical de temperatura nas proximidades do fundo semelhante a uma termoclina. No fim do período do experimento o gradiente vertical de temperatura foi intensificado nas proximidades do fundo e a estrutura halina atingiu condições com f estratificação vertical

Currents on the continental shelf adjacent to the Laje de Santos (SP, Brazil)

A análise de dados correntográficos coletados em esforços observacionais recentes permitiu a descrição das características hidrodinâmicas da plataforma continental adjacente à Laje de Santos, situada na parte interna da Plataforma Continental de São Paulo (PCSP). As correntes nessa região são forçadas em primeira aproximação pelos ventos sinóticos, apresentando-se como movimentos bidirecionais quase paralelos às isóbatas em todos os níveis, dependentes da direção dos ventos, mas com predominância daqueles que deixam a isóbata à esquerda. As correntes de maré nessa parte da PCSP têm mais energia na direção perpendicular à isóbata, com predominância das oscilações semidiurnas.Analysis of current meter data permitted the elaboration of a description of the hydrodynamic characteristics of the continental shelf adjacent to Laje de Santos, a rocky islet located in the inner part of the São Paulo Continental Shelf (SPCS). The currents in the region are mainly driven by the synoptic winds, presenting bidirectional motions approximately parallel to the local isobaths at all levels, depending on the wind direction but with the predominance of those that leave the isobaths to the left. The tidal currents in this sector of the SPCS are more energetic in the direction perpendicular to the isobaths in comparison with the along isobath component and have the predominance of the semidiurnal oscillations

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

Observations of the velocity, salinity, water depths and tides in the southem region of the Cananéia Sea were sampled at an anchored station during two complete tidal cycles. The measurements were made during spring tides on 5-6 December, 1991. The observed non-tidal current profile for this weakly stratified tidal channel is found to be in close agreement with the results of a simple steady state unidimensional analytical model of a well-nuxed estuary. This comparison indicates that the primary driving mechanisms are the longitudinal salinity gradient and the fresh water discharge. The contribution to the advective salt transport is dominateô by the freshwater discharge through the down-stream non-tidal flow and the up-stream dispersive term due to Stokes wave transporto This dispersive term is almost one order of magnitude smaller than the down-stream non-tidãl transport inôuced bythe fresh water discharge. TidaI correlation, acting as a counter-dispersion term, and the steady shear dispersion term are two orders of magnitude smaller than the ôown-stream salt transporto The remaining dispersive terms, which are dependent on the deviations from the mean deptb, are smaller than eitlier of these terms by one order of magnitude. The computed total salt transport per unit width of a section perpendicular to the mean flow was in close agreement (within 12 %) with the sum of the individual advective and dispersive terms. On the assumption that the tidal channel sampled is laterally homogeneous, an imoalance of the salt budget across the section was observed.Observações de velocidade, de salinidade, de profundidade e de maré na região sul do Mar de Cananéia foram realizadas numa estação fixa durante dois ciclos completos de maré. Essas medidas foram feitas durante maré de sizígia, no período de 5 a 6 de dezem6ro de 1991. A exame comparativo do perfil estacionário de velocidade desse sistema fracamente estratificado, indicou boa concordância com os resultados de um modelo analítico unidimensional de um estuário ideal verticalmente homogêneo. Dessa comparação, foi possível concluir que as principais forças geradoras desse movimento são o gradiente longitudinal de densidade e a descarga de água doce. A contribuição para o transporte advectivo de sal é dominado pela descarga total de água doce e pelo termo dispersivo, gerado pela propagação da onda de maré no canal estuarino (transporte de Stokes). Esse termo dispersivo é quase uma ordem de grandeza menor do que o termo associado à descarga estacionária de água doce. O termo de correlação da maré, que atua no sentido contrário aos termos dispersivos e o termo dispersivo gerado pelo cisalhamento da circulação gravitacional, são cerca de duas ordens de grandeza menores do que a parcela advectiva estacionária que atua estuário abaixo. Os termos dispersivos remanescentes e que dependem da amplitude da maré, são uma ordem de grandeza menores do que o valor estimado para o termo gerado pela circulação gravitacional. O transporte total de sal, por unidade de largura da seção transversal, integrado diretamente é concordante com o valor obtido pela somatória de todos os termos advectivos e dispersivos, com um desvio inferior a 12 %. Na hipótese de que o canal estuarino amostrado é lateralmente homogêneo, observou-se que o transporte de sal não estava em balanço

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

The geostrophic circulation and the hydrographic conditions on the edge of the continental shelf off Cabo Frio (RJ) were investigated along two vertical sections sampled on July 1968. The main characteristics resulting from this analysis are the occurrences of east and west flows3 with speeds up to ± 2 cm.s-1 and -49 cm.s-1, respectively. The eastward motion presents a volume transport of 0.52 Sv (0.40 Sv) and the highest speeds are reached under the pycnocline, near the edge of the continental shelf. The main flow westward, presents the highest speeds on the upper layer, and the low values of volume transport of -2.24 Sv (-2.68 Sv) suggest that the hydrographic observations have been made in the cyclonic shear region of the Brazil Current. Details on the volume transport are presented, on the T-S diagram corresponding to classes bounded by intervals of thermosteric anomaly and temperature.A circulação geostrófica e as condições hidrográficas, na borda da plataforma continental adjacente ao Cabo Frio (RJ), são analisadas ao longo de duas secções verticais realizadas em julho de 1968. A principal característica resultante dessa análise é a ocorrência de movimentos para leste e oeste, com velocidades estimadas atingindo valores de até ± 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 são atingidas abaixo da picnoclina e na região adjacente a borda da plataforma continental. O principal movimento para oeste, tem as maiores velocidades na camada de superfície, e os pequenos valores do transporte de volume, de -2,24 Sv (-2,68 Sv), sugerem que as observações hidrográficas foram realizadas na região de cisalhamento ciclonico da Corrente do Brasil. Detalhes da distribuição do fluxo de volume são apresentados sobre o diagrama T-S, em correspondência com classes delimitadas por intervalos de variação da anomalia termostérica 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

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

Hydrographic conditions on the continental shelf offshore of Ubatuba have shown different water mass distributions for summer (December, 1985) and winter (July, 1986). Two physical domains were identified: inner shelf and outer shelf, both separated by a front particularly well defined during the winter, The inner shelf has a two layer vertical stratification during summer, with a strong thermocline at mid-depths. During winter this region shows almost no stratification, During summer the upper layer (depths smaller than 20 m) is filled with Coastal Water (CW), which interacts with Tropical Water (TW) offshore. South Atlantic Central Water (SACA) predominates in the lower layer during surrmer. Vertical interaction between CW and SACA is restricted to a band near the coast. During winter SACA does not penetrate towards the coast in the lower layer and, as a consequence, the inner shelf shows the presence of CW only. For winter interactions between CW and SACA are observed only across the front that separates inner and outer shelf. For this season there is also a noticeable intrusion of TW towards the coast on the upper layer of the outer shelf. A descriptive model for the wind driven seasonal circulation of the inner shelf is sugested, based on: 1) the water mass distributions observed and: 2) meteorological conditions from a coastal station located southward of Ubatuba, The outer shelf dynamics seems to suffer strong influence from the Brazil Current. Eddies or meanders with characteristics of frontal eddies, have been observed on both seasons on the outer shelf. These eddies should play an important role on the water mass exchange between the shelf and the slope, contributing for the enrichment of shelf waters by the upward motion of deeper waters through its core.As características hidrográficas da região ao largo de Ubatuba, pesquisadas em períodos quase-sinoticos de verão (dezembro, 1985) e de inverno (julho, 1986), mostraram padrões distintos de distribuição de massas de água. Dois domínios com características físicas 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 domínio interior tem, durante o verão, uma estraficaçao de massa em duas camadas, determinada principalmente pelo desenvolvimento da termoclina sazonal nesta época do ano, enquanto que no inverno a estratificaçao dessa região é bem mais homogênea. No verão a camada superficial (profundidades menores do que 20 m) de toda a região é ocupada basicamente pela Água Costeira (AC), que se mistura com a Água Tropical (AT) mais ao largo; nesta época do ano observa-se, na camada subsuperficial, predominância da Água Central do Atlântico Sul (ACAS), cuja mistura vertical com a AC é somente observada nas proximidades da costa. No inverno a ACAS não penetra muito sobre a plataforma continental, e na camada superficial ocorre uma intrusão acentuada de AT no domínio exterior, sendo o domínio interior ocupado principalmente pela AC, a qual interage com a ACAS apenas na zona frontal que delimita a região de ocorrência dessas massas de água. Com base nesses padrões de distribuição de massas de água e do campo de massas, bem como nas condiçoes meteorológicas de região vizinha, é sugerido um modelo de circulaçao cuja dinâmica é controlada pelo vento e pela ação da Corrente do Brasil. Essa ação da Corrente do Brasil sobre o domínio exterior é, provavelmente, responsável pela presença dos vórtices com características de vórtices frontais observados nas duas épocas do ano. Esses vórtices, cuja extensão horizontal nas profundidades de 25 e 50 m e bem definida nas estruturas térmica e halina, tem provavelmente um importante papel na troca de massas de água entre a costa e o talude, contribuindo para o enriquecimento das águas da plataforma continental através dos movimentos ascendentes que ocorrem em seu núcleo

Vertical structure, energetics, and dynamics of the Brazil Current system at 22_S–28_S

We use four current meter moorings and quasi-synoptic hydrographic observations in conjunction with a one-dimensional quasi-geostrophic linear stability model to investigate downstream changes in the Brazil Current (BC) System between 22_S and 28_S. The data set depict the downstream thickening of the BC. Its vertical extension increases from 350 mat 22.7_S to 850 m at 27.9_S. Most of this deepening occurs between 25.5_S and 27.9_S and is linked to the bifurcation of the South Equatorial Current at intermediate depths (Santos bifurcation), which adds the Antarctic Intermediate Water flow to the BC. Geostrophic estimates suggest that the BC transport is increased by at least 4.3 Sv (_70%) to the south of that bifurcation. Moreover, the Santos bifurcation is associated with a substantial increase in the barotropic component of the BC System. On average, the water column average kinetic energy (IKE) is 70% baroclinic to the north and 54% barotropic to the south\ud of the bifurcation. Additionally, the BC shows conspicuous mesoscale activity off southeast Brazil. The water column average eddy kinetic energy accounts for 30–60% of the IKE. Instabilities of the mean flow may give rise to these mesoscale fluctuations. Indeed, the linear stability analysis suggests that the BC System is baroclinically unstable between 22_S and 28_S. In particular, the model predicts southwestward-propagating fastest growing waves (_190 km) from 25.5_S to 27.9_S and quasi-standing most unstable modes (_230 km) at 22.7_S. These modes have vertical structures roughly consistent with the observed eddy field

Methods for estimating the velocities of the Brazil Current in the pre-salt reservoir area off southeast Brazil (23 ◦S–26 ◦S)

The Brazil Current (BC) is likely the least observed and investigated subtropical western boundary current in the world. This study proposes a simple and systematic methodology to estimate quasi-synoptic crosssectional speeds of the BC within the Santos Basin (23 ◦S− 26 ◦S) based on the dynamicmethod using several combinations of data: Conductivity, temperature, and depth (CTD), temperature profiles, CTD and vessel-mounted Acoustic Doppler Current Profiler (VMADCP), and temperature profiles and VMADCP. All of the geostrophic estimates agree well with lowered Acoustic Doppler Current Profiler (LADCP) velocity observations and yield volume transports of -5.56 ±1.31 and 2.50 ±1.01 Sv for the BC and the Intermediate Western Boundary Current (IWBC), respectively. The LADCP data revealed that the BC flows southwestward and is ∼100 km wide, 500 m deep, and has a\ud volume transport of approximately -5.75 ±1.53 Sv and a maximum speed of 0.59 m s−1. Underneath the BC, the IWBC flows northeastward and has a vertical extent of approximately 1,300 m, a width of ∼60 km, a maximum velocity of ∼0.22 m s−1, and a volume transport of 4.11 ± 2.01 Sv. Our analysis indicates that in the absence of the observed velocities, the isopycnal (σ0) of 26.82 kg m−3 (∼500 dbar) is an adequate level of no motion for use in geostrophic calculations. Additionally, a simple linear relationship between the temperature and the specific volume anomaly can be used for a reliable first estimate of the BC-IWBC system in temperature-only transect