SENSORIAMENTO REMOTO DOS OCEANOS

The work presented here is a brief description of the Remote Sensing of the Oceans, also known as Satellite Oceanography or Space Oceanography. At the same time this work discuss how Remote Sensing is utilized for studying or monitoring oceanic processes and features in a continuous, global and synoptic way at time and space scales difficult to be resolved by the conventional oceanography. The satellites and sensors mostly employed nowadays in oceanography are described with their applications. In a country like Brazil, with a large territorial sea and coastline, the investments in conventional oceanography are still small. The Space Oceanography, therefore, becomes not only a viable but also a highly necessary alternative for the repetitive and low cost data collection at the sea.O trabalho apresentado aqui é uma breve descrição do sensoriamento remoto dos oceanos, também conhecido como oceanografia por satélites ou oceanografia espacial. Também se discute a utilização do sensoriamento remoto para estudo ou monitoramento de processos e feições oceânicas de maneira contínua e global, em escalas de tempo e espaço dificilmente resolvidas através da oceanografia convencional. Os satélites e sensores mais empregados atualmente em oceanografia são descritos juntamente com suas aplicações. Num país como o Brasil, de extenso mar territorial e grande linha de costa, onde os investimentos em oceanografia convencional ainda são escassos, a oceanografia por satélites se torna uma alternativa não somente viável, mas altamente necessária para a coleta repetitiva e a custos reduzidos de dados no mar

Influência das Anomalias da Temperatura da Superfície do Mar em regiões de Latitudes Médias e Altas na Trajetória Preferencial dos Ciclones Extratropicais sob Condições Climáticas de Aquecimento Global

A influência da anomalia na TSM no deslocamento da dos ST num cenário sob influência de aquecimento global é investigada em latitudes médias e altas através de simulações do Modelo de Circulação Geral Atmosférica (MCGA), ECHAM5/MPI-OM. As variações da temperatura da superfície do mar parecem ter grande contribuição na redistribuição da atividade ciclônica no cenário climático futuro evidenciadas pelas maiores anomalias positivas encontradas na região da passagem de Drake, confirmando o deslocamento dos Storm Tracks em direção ao polo.Abstract: The influence of SST anomalies in the displacement of the ST a scenario under the influence of global warming is investigated in middle and high latitudes through simulations of the atmospheric general circulation model (AGCM), ECHAM5/MPI-OM. The variations of the surface temperature of the sea seem to have great contribution in the redistribution of cyclonic activity in future climate scenario evidenced by higher positive anomalies found in the region of the Drake Passage, confirming the shift of the Storm Tracks into the pole

Simulação Numérica em Alta Resolução nas Ilhas Shetland do Sul, Antártica, Usando WRF

This paper presents run high-resolution Weather Research and Forecasting (WRF) model in the region of South Shetland Islands, in Antarctica. Simulation model are compared to observations taken aboard a Polar Ship during the transect in this region. A total of 4 different simulations were performed, varying the number of points of the innermost domain 127 x 127 and 187 x 187  and two microphysics schemes. The results of air temperature and dew point are highly dependent on the size of the internal domain. When the small domain with points 127 are used, the model produces abrupt fluctuations of these variables and highly underestimates them in both settings. This can be attributed the sensitivity of the model to the transfer of information between the different nested grids. With larger innermost grid with points 187, such fluctuations no longer occur. The underestimation temperatures in the WRF model is associated with the deficiency representation on days with stratiform cloudiness. Days with middle-level clouds model the temperature tend to be better represented.  The air pressure is adequately simulated with both domains, as it is more dependent on large-scale weather patterns, derived from the global model, which provides the boundary conditions. The small differences in air pressure among the simulations are a consequence of the dynamical adjustment of the model. The microphysics scheme WSM5 results were better than scheme WSM3 for all variables tested here.Este artigo apresenta simulações de alta resolução com o modelo Weather Research and Forecasting (WRF) para a Ilhas Shetland do Sul, na Antártica. Os dados observados são coletadas pelos sensores instalados no navio Polar durante o transecto nesta região. Este estudo incluiu quatro simulações diferentes; variando o número de pontos de grade no domínio interno entre 127 x 127 e 187 x 187 e duas configurações de microfísica.  As simulações para a temperatura do ar e ponto de orvalho são altamente dependente do número de pontos de grade do domínio interno. Quando o domínio com 127 pontos é usado o modelo reproduz flutuações abruptas dessas variáveis e altas subestimativas em ambas as configurações. Isto pode ser atribuído à sensibilidade associada à transferência de informações entre as diferentes grades aninhadas. Com a expansão da grade interna em 187 pontos as flutuações deixam de ocorrer. A subestimativa das temperaturas no modelo WRF também é associada com a deficiência na representação de nebulosidade estratiforme. Nos dias com nebulosidade média o modelo simula melhor essas variáveis.  Já a pressão é adequadamente simulada com os dois domínios e é mais dependente de padrões climáticos de grande escala derivadas do modelo global. As pequenas diferenças na pressão são devido ao ajuste dinâmico do modelo. O esquema microfísico WSM5 apresenta resultados melhores que o WSM3 para todas as variáveis testadas aqui

Simulação em alta resolução com WRF utilizando a Parametrização de Janjic na Baía da ilha Deception

The WRF model was run using the planetary boundary layer scheme from Janjic (2002), centered in the bay of Deception Island. The air temperature correlation was 0.95, while for the dew point temperature the correlation was 0.73. The surface atmospheric pressure was the better represented variable, with a correlation of 0.99. Finally, the wind intensity showed a lower correlation of 0.62, with a greater tendency of the model to underestimate the observations.A Ilha Deception, com aproximadamente 15 km de diâmetro, apresenta uma configuração única, pois localiza-se em latitudes polares em cujo interior existe um lago com águas aquecidas por atividade geotermal. Assim, apesar de sua pequena extensão, os fortes gradientes térmicos entre o oceano e a atmosfera, têm potencial de produzir circulações locais bem definidas. Por outro lado, a localização em altas latitudes coloca a ilha na rota de sistemas sinóticos que ocorrem com grande intensidade. Desta forma, a combinação dos dois fatores, localização em altas latitudes e circulações locais intensas, permite caracterizar esta localidade como um laboratório real para testar a capacidade de modelo WRF (Weather Research and Forecasting) de reproduzir padrões meteorológicos em diversas escalas, de maneira simultânea.O objetivo deste trabalho será de verificar o desempenho do modelo WRF em alta resolução, utilizando a parametrização proposta por Janjic (2002)

Análise do Conteúdo de Vapor D’água na Camada Limite Atmosférica Marinha sobre a Região da Confluência Brasil-Malvinas Entre os Anos de 2004 e 2015

A concentração de vapor d’água na camada limite atmosférica marinha (CLAM) sobre a região da Confluência Brasil-Malvinas (CBM), no Oceano Atlântico Sudoeste, foi analisada através de dados tomados durante dez cruzeiros oceanográficos realizados durante os meses de outubro a novembro de 2004 a 2015. Trabalhos anteriores comprovam que essa região, conhecida por seus intensos gradientes horizontais de temperatura da superfície do mar (TSM), é responsável pela modulação local da CLAM e pela manutenção de intensos gradientes laterais de fluxos de calor latente e sensível entre a atmosfera e o oceano. Nossos resultados mostram que os gradientes termais entre as águas quentes da Corrente do Brasil (CB) e as águas frias da Corrente das Malvinas (CM) que se encontram na CBM são capazes de produzir diferenças significativas entre o conteúdo de vapor d’água atmosférico nos dois lados da frente oceanográfica na extensão da CLAM. Em média sobre as águas mais quentes da CB, a CLAM apresenta-se mais úmida com valor médio próximo a 2 g.kg-1 mais alto que na região mais fria, dominada por águas da CM. A CLAM é modulada localmente pela TSM conforme observado em outros trabalhos pretéritos para a mesma região. Os sistemas atmosféricos transientes, comuns nessa região do planeta, no entanto, podem atenuar ou intensificar a concentração de vapor d’água na CLAM

Análise do Acoplamento Oceano-Atmosfera em Escala Sinótica ao Longo de 33 °s nos Dias 19 e 20 de Junho de 2012

http://dx.doi.org/10.5902/2179460X1621The southern coast of Brazil is marked during winter by the presence of an oceanographic front between the Brazil Current (BC) and the Brazilian Coastal Current (BCC). The BC/BCC oceanographic front imprints intense thermal gradients between the cold (BCC) waters of the continental shelf and the warm (BC) waters of the deep ocean. This work analyses, for the first time in the known literature, the ocean-atmosphere coupling using observational data taken by ship during 19-20 June 2012 along a transect off the coast of RS State, Brazil. During the period when the data were collected, a cold (post-frontal) air mass penetrated the study region causing an elevation of the atmospheric pressure and a diminution of the air temperature. Data from radiosondes launched in both sides of the oceanographic front indicate an atmospheric boundary layer thicker and more turbulent above the BC in respect to the BCC. The heat fluxes were positive along the entire transect although presenting a big variation in magnitude. Simultaneos in situ observations of both oceanographic and meteorological parameters are necessary for the understanding of the coupled ocean-atmosphere system, having primal importance for the weather prediction.A região sul do Brasil é marcada, durante o inverno, pela presença de uma frente oceanográfica entre a Corrente do Brasil (CB) e a Corrente Costeira do Brasil (CCB). A frente oceanográfica CB/CCB imprime intensos gradientes horizontais termais entre águas frias da plataforma continental sul brasileira, dominada pela CCB, e águas quentes do oceano profundo dominadas pela CB. Esse trabalho analisa, pela primeira vez na literatura conhecida, o acoplamento entre oceano e atmosfera a partir de dados observacionais tomados por navio entre 19 e 20 de junho de 2012 ao longo de um transecto realizado na costa do estado do RS, Brasil. No período em que os dados foram coletados observou-se a entrada de uma massa de ar pós-frontal que causou uma elevação da pressão atmosférica e uma diminuição da temperatura do ar. Dados de radiossondas lançadas em ambos os lados da frente oceanográfica indicam uma camada limite atmosférica mais espessa e turbulenta sobre a CB com relação à CCB

Oceanic eddy‑induced modifications to air–sea heat and CO2 fluxes in the Brazil‑Malvinas Confluence

Sea surface temperature (SST) anomalies caused by a warm core eddy (WCE) in the Southwestern Atlantic Ocean (SWA) rendered a crucial influence on modifying the marine atmospheric boundary layer (MABL). During the first cruise to support the Antarctic Modeling and Observation System (ATMOS) project, a WCE that was shed from the Brazil Current was sampled. Apart from traditional meteorological measurements, we used the Eddy Covariance method to directly measure the ocean–atmosphere sensible heat, latent heat, momentum, and carbon dioxide ( CO2) fluxes. The mechanisms of pressure adjustment and vertical mixing that can make the MABL unstable were both identified. The WCE also acted to increase the surface winds and heat fluxes from the ocean to the atmosphere. Oceanic regions at middle and high latitudes are expected to absorb atmospheric CO2, and are thereby considered as sinks, due to their cold waters. Instead, the presence of this WCE in midlatitudes, surrounded by predominantly cold waters, caused the ocean to locally act as a CO2 source. The contribution to the atmosphere was estimated as 0.3 ± 0.04 mmol m− 2 day− 1, averaged over the sampling period. The CO2 transfer velocity coefficient (K) was determined using a quadratic fit and showed an adequate representation of ocean–atmosphere fluxes. The ocean–atmosphere CO2, momentum, and heat fluxes were each closely correlated with the SST. The increase of SST inside the WCE clearly resulted in larger magnitudes of all of the ocean–atmosphere fluxes studied here. This study adds to our understanding of how oceanic mesoscale structures, such as this WCE, affect the overlying atmosphere

The Southern Ocean mixed layer and its boundary fluxes: Fine-scale observational progress and future research priorities

Interactions between the upper ocean and air-ice-ocean fluxes in the Southern Ocean play a critical role in global climate by impacting the overturning circulation and oceanic heat and carbon uptake. Remote and challenging conditions have led to sparse observational coverage, while ongoing field programmes often fail to collect sufficient information in the right place or at the time-space scales required to constrain the variability occurring in the coupled ocean-atmosphere system. Only within the last 10 years have we been able to directly observe and assess the role of the fine-scale ocean and rapidly evolving atmospheric marine boundary layer on the upper limb of the Southern Ocean's overturning circulation. This review summarizes advances in mechanistic understanding, arising in part from observational programmes using autonomous platforms, of the fine-scale processes (1-100 km, hours-seasons) influencing the Southern Ocean mixed layer and its variability. We also review progress in observing the ocean interior connections and the coupled interactions between the ocean, atmosphere and cryosphere that moderate air-sea fluxes of heat and carbon. Most examples provided are for the ice-free Southern Ocean, while major challenges remain for observing the ice-covered ocean. We attempt to elucidate contemporary research gaps and ongoing/future efforts needed to address them. This article is part of a discussion meeting issue 'Heat and carbon uptake in the Southern Ocean: the state of the art and future priorities'