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

Forma da correlação T-S de massas de água das regiões costeira e oceânica entre o Cabo de São Tomé (RJ) e a Ilha de São Sebastião (SP), Brasil

Characteristics of the structure and sea water properties on the continental shelf and waters adjacent to the continental slope, were studied based on the temperature-salinity (T-S) relationships. The water sampling was carried out with standard methods in a network of hydrographie stations worked in five-time intervals (5-10 days), from January 1970 through February 1971. The classification review of the water masses used under regional conditions confirm that the Subtropical-Deep (STDW), Subtropical (STW) and South Atlantic Central (SACW) Water Masses are different nomenclature for the same water mass; the latter is suggested to indicate a water mass with a thermohaline index given by (20.0 ºC; 36.36 ), observed underneath the Tropical Water Mass. This salinity value is slightly higher than the modified thermohaline index of the SACW (36.20 ), and can be used with great simplification in volumetric studies in the area. Polynomial expressions of the mean T-S curve, whose coefficients were computed with the least squares method, were given for practical applications. From these applications, alternative methods for the determination of the thermohaline derivative and constant density ratio (Rρ = αdT/βdS) were obtained.As variações na estrutura e em propriedades de massas de água da plataforma continental e das de água oceânica adjacente são estudadas com base em expressões analíticas das curvas T-S, As medições das variáveis oceanográficas foram feitas por métodos clássicos numa rede de estações hidrografiacas, as quais foram amostradas em cinco intervalos de tempo (5-10 dias) cada um, entre os meses de janeiro de 1970 e fevereiro de 1971. A revisão da classificação das massas de água usada sob condições regionais confirma que as Massas de Água Subtropical Profunda (ASTP), Subtropical (AST) e Centrando Atlântico Sul (ACAS), são designações diferentes de uma mesma massa de água. A ultima nomenclatura, Água Central do Atlântico Sul (ACAS), é sugerida para indicar a massa de água com índice termohalino (20,0ºC; 36,36 ) , a qual e observada sob a Massa de Água Tropical. Esse valor de salinidade e um pouco maior do que o índice termohalino modificado da ACAS (36,20 ) e pode ser usado com vantagem nos cálculos volumétricos na área. As expressões polinomiais da curva T-S, cujos coeficientes foram determinados pelo método dos mínimos quadrados, foram usadas em aplicações práticas. Nessas aplicações, foram desenvolvidos métodos alternativos para a determinação da derivada termohalina e da razao de densidade constante (Rρ = αdT/βdS)

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

Circulação estacionária e estratificação de sal em canais estuarinos: simulação com modelos analíticos

The stationary circulation and salinity stratification in the southern region of Cananéia-Iguape Estuarine-lagoon System and Bertioga Channel are described. The models of Fisher el al. (1972), Prandle (1985) and Miranda (1998) were selected for the simulation of vertical profiles of the longitudinal component of velocity and salinity. The experimental data set used for the calibration of these models were sampled in 41 anchored stations, for one or two semidiurnal tidal cycles. For well mixed and partially mixed conditions, theoretical results and experimental data were in close agreement. The longitudinal density gradient and the river flow were the most important forcing for the stationary circulation and salt stratification. The wind stress had a secondary importance. According to the Stratification-circulation diagram of Hansen & Rattray (1966), the southern region of Cananéia estuarine system presented well-mixed conditions (Type la) and partially mixed conditions (Type 2b), before and after the destruction of the Valo Grande dam, respectively. The Bertioga Channel presented partially mixed conditions (Type 2b) next to the Itapanhaú River and well mixed conditions (Type lb) in other along-channel positions. The theoretical turbulent viscosity coefficients were similar to those calculated by Mesquita el al. (1992).A circulação estacionária e a estratificação de sal na região sul do Sistema Estuarino-lagunar de Cananéia-Iguape e no Canal de Bertioga são descritas. Os modelos de Fisher el al. (1972), Prandle (1985) e Miranda (1998) foram escolhidos para a simulação dos perfis verticais do componente longitudinal da velocidade e da salinidade. Os dados experimentais utilizados na calibração desses modelos foram amostrados em 41 estações fixas de um ou dois ciclos de maré semidiurna. Os modelos reproduziram com boa fidelidade condições experimentais bem misturadas e parcialmente misturadas. O gradiente longitudinal de densidade e a descarga de água doce foram as principais forçantes da circulação estacionária e estratificação de sal, em detrimento da influência secundária da tensão de cisalhamento do vento. De acordo com o diagrama Estratificação-circulaçâo de Hansen & Rattray (1966), a região sul do sistema estuarino de Cananéia apresentou condições bem misturadas (Tipo 1a) e parcialmente misturadas (Tipo 2b) antes e depois do rompimento da barragem do Valo Grande, respectivamente. No Canal de Bertioga foram observadas condições parcialmente misturadas (Tipo 2b) nas imediações do Rio Itapanhaú e bem misturadas (Tipo lb) no restante do canal. Os coeficientes teóricos de viscosidade turbulenta foram similares aos calculados experimentalmente por Mesquita et al. (1992)

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

Estudo da circulação e dos processos de mistura no extremo sul do mar de Cananéia: condições de dezembro de 1991

Foram analisados dados de correntes e de propriedades hidrográficas amostradas durante três ciclos completos de maré, em dezembro de 1991. O máximo valor da componente longitudinal da velocidade da corrente variou, para as condições de enchente e de vazante, de 50 a -100 cm/s com esses extremos precedendo de 1,0 a 1,5 horas a ocorrência dos instantes de maré alta e baixa, respectivamente. A componente transversal de velocidade mostrou que a circulação secundária predominava na direção leste com núcleos de máxima de até 30 cm/s em profundidades médias, enquanto que no sentido oposto (para oeste) essa componente apresentou valores máximos próximos a -10 cm/s na camada de superfície. A variabilidade da salinidade indicou uma quase homogeneidade vertical e durante a enchente o seu máximo (34,5-35,0 %o) precede a maré alta com uma defasagem de 1,0-2,0 horas. Entretanto, durante a vazante, a maré baixa precede o mínimo de salinidade (29,5-30,5 %o) com defasagens entre 2 e 3 horas. Não obstante a região estudada ser parte de um complexo sistema estuarino de planície costeira, o extremo sul do Mar de Cananéia foi classificado, de acordo com o Diagrama Estratificação-circulação, como parcialmente misturado e fracamente estratificado (Tipo 2a). O movimento resultante reverte a 2,5 m de profundidade e quase 100% do fluxo de sal estuário acima é devido a difusão turbulenta.Current and hydrographic properties sampled during three tidal cycles in December, 1991, were analysed. The highest values of the along channel velocity for the flood and ebb varied from 50 cm/s to -100 cm/s, respectively, and these values lead the high and low water occurrence with a time lag of 1.0-1.5 hours. The secondary circulation (cross channel component) predominates towards east with speeds in midwater depths up to 30 cm/s. Towards the west the secondary circulation was observed only in the upper layer with maxima speeds close to -10 cm/s. Salinity variability indicates little vertical stratification and during the flood its highest value (34.5-35.0%o) lags high waters at time intervals of 1.0-2.0 hours. However, during the ebb flow the low water leads the salinity minima (29.5-30.5%o) at time intervals between 2 and 3 hours. Although the studied region is part of a complex coastal plain estuary, the southern region of the Cananéia Sea was classified according to the Stratification-circulation Diagram, as partially mixed and weakly stratified (Type 2a). Its net motion reverses at 2.5 m depth and almost 100% of the upstream salt flux is due to turbulent diffusion

A descriptive analysis of the seasonal variation of physical oceanographic characteristics in the northern region of the Todos os Santos Bay (Bahia, Brazil)

The results obtained in the August and December 2003, August 2004 and January 2005 oceanographic campaigns in the northern region of the Todos os Santos Bay (lat. 12º44.5'S; long. 038º35.00'W) between the Madre de Deus and Maré islands are analyzed. Instruments of continuous and discrete samplings were used to measure hydrographic properties currents and tides. The water mass of the northern region of the bay is forced by semidiurnal and mesotides of form number 0.08 and the lunar component M2 height was estimated at 91cm. The time series of the surface currents indicated movements in the N/S direction, forced by the tide with maximum magnitudes of 0.73 m.s-1 on the December 2003 campaign. However, in August 2004 the currents were dominated by the wind stress forcing, with a maximum speed of 1.85 m.s-1 and SE direction. Near the bottom, the influence of the tide is not as evident, with a decrease in intensity due to internal and bottom friction, with a maximum velocity of 0.17 m.s-1. The thermal and haline structures were weakly horizontally, as well as vertically stratified, with extreme values varying in the intervals 23ºC (August, 2004) to 28ºC (December, 2003) and 31.0 psu (August, 2003) to 36.0 psu (December, 2003), respectively. Some conclusions may be drawn from these results: i) The signs of the dilution of the fresh water discharges of the Caípe, Mataripe and São Paulo rivers in the region under the influence of the RLAM were observed only during the winter periods, but in the summer the region was flooded by waters of oceanic origin and the salinities above 36.0 indicated TW mass intrusion; ii) The N-S circulation near the RLAM is strongly dominated by the tide, and the importance of the M2 component was unequivocal, however, the E-W component presented some tidal modulation away from abrupt bottom topographical changes, and iii) The residual series, calculated as the difference between the original and modeled, is about ¼ of the original and confirmed its semidiurnal character.Resultados obtidos em campanhas oceanográficas realizadas em agosto e dezembro de 2003, agosto de 2004 e janeiro de 2005 na região norte da Baía de Todos os Santos (lat. 12º44.5' S e long. 038º35.00' W) entre as ilhas Madre de Deus e Maré são analisadas. Instrumentos com amostragem discreta e contínua foram utilizados para medidas das propriedades hidrográficas, correntes e marés. A massa de água da região norte da baía é forçada por maré semidiurna e mesomaré com número de forma 0,08 e altura da componente M2 próxima a 0.91 m. A série temporal das correntes de superfície indicaram movimentos na direção N/S, com intensidades de até 0,73 m.s-1 em dezembro de 2003. Entretanto, em agosto de 2004 as correntes foram dominadas pela tensão de cisalhamento do vento atingindo intensidade máxima de 1,85 m.s-1 no sentido SE. Nas proximidades do fundo a influência da maré não foi muito evidente, com a intensidade decrescendo até cerca de 0.17 m.s-1 devido ao atrito interno e de fundo. Os campos de temperatura e de salinidade foram fracamente estratificados tanto vertical como horizontalmente, com valores extremos nos intervalos de 23ºC (agosto de 2004) a 28ºC (dezembro de 2003) e 31.0 ups (agosto de 2003) a 36.0 ups (dezembro de 2003), respectivamente. Desses resultados seguem as conclusões: i) A diluição gerada pela descarga de água doce dos rios Caípe, Mataripe e São Paulo na região sob influência da RLAM foram observadas somente nos períodos; inverno, e no verão a intrusão de águas de origem oceânica com salinidades maiores do que 36.0 indicaram a intrusão da massa de Água Tropical; ii) A circulação N-S próximo à RLAM foi dominada fortemente pela maré, sendo a importância da componente semidiurna M2 muito clara; entretanto, a circulação na direção E-W somente apresentou alguma modulação da maré longe das variações abruptas da topografia do fundo; iii) As diferenças da série residual da maré, calculadas pelas alturas da série original subtraídas das séries modeladas, foram, cerca de ¼ das originais, confirmando sua característica semidiurna