Le phénomène océanique pacifique connu sous le nom de "El Nino", peut perturber la circulation atmosphérique de l'Amérique du Sud et le régime des vents sur la côte Atlantique du Sud et du Sud-est du Brésil. Ceci provoque un renforcement ou une disparition de l' "upwelling" local de la région du Cabo Frio (Etat de Rio de Janeiro), avec des conséquences sur le climat et la salinité de la lagune voisine d'Araruama. Etudier ces variations, dans des sédiments lagunaires, devrait permettre d'établir une chronologie des périodes de situation de type "El Nino" et, curieusement, d'enregistrer sur la côte atlantique un phénomène océanique pacifique. (Résumé d'auteur

Flexor, J.M.

Martin, Louis

Valentin, J.L.

Horizon / Pleins textes

C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série LI, p. 1101-1105, 1988 1101 
GéologielGeology 
(Météorologie/Meteorology) 
Influence du phénomène océanique pacifique, (< El Niño bb, 
sur l’a upwelling >) et le climat de la région du Cabo Frio, 
sur la côte brésilienne de 1’État de Rio de Janeiro- 
Louis MARTIN, Jean-Marie FLEXOR et Jean-Louis VALENTIN 
Résumé - Le phénomène ockanique pacifique connu sous le nom de (( El Niño D, peut perturber 
la circulation atmosphérique de l’Amérique du Sud et le régime des vents sur la côte atlantique du 
Sud et du Sud-est du Brésil. Ceci provoque un renforcement ou une disparition de 1” upwelling )) 
local de la région du Cabo Frio (Etat de Rio de Janeiro), avec des conséquences sur le climat et la 
salinité de la .lagune, voisine d’Araruama. Etudier ces variations, dans des sédiments lagunaires, 
devrait permettre d’établir une chronologie des périodes de situation de type (( El Niño )) et, 
curieusement, d’enregistrer sur la côte atlantique” phénomène océanique pacifique. 
The influence of the pacific “El Niño” phenomenon on the upwelling and on the 
climate of the region of Cabo Frio, in the brazilian coast of the State of Rio de 
Janeiro 
Abstract - The Pacific “El Niño” phekomenon can disturb the atmospheric circulation of South 
Anierica and consequently the winds system on the Brazilian atlantic south and south-east coast. This 
effect produces a strengthening or a disappearance of the upwelling in the Cabo Frio region (State of 
Rio de Janeiro) with repercussion under the region’s climate and salinity of Araruama lagoon. The 
study of lagunar sediments should allow to build up a “El Niño”-like periods chronology and, 
surprisingly, ‘to record a pacific phenomenon on the atlantic coast. 
Abridged English Version - The seasonal cycle of cold waters in Cabo Frio region (State 
of Rio de Janeiro, Brazil) is controlled by three.distinct factors: the local topography of the 
coastline, the situation of the Brazilian Stream axis and ,the wind pattern. The first two 
factors may be considered as ancillary whereas the latter is determinant. The yater surface 
temperature is minimum when the winds are NE and increases when the winds turn to 
SW. In autumn and’winter, 
the wind pattern is disturbed, in the, middle and upper troposphere, by the passage of 
successive northward waves and, in surface, by the corresponding fiontal systems which are 
associated to SW, South and SE winds. . 
The alternating presence of cold waters in Cabo Frio region produces an important decrease 
in rain precipitation and, hence, a dry micro-climate. This latter also yields the Araruama 
, Periodically, it may occur, in the East Pacific, an increase of ocean’s temperature around 
the equatorial region. This occasional presence of hot waters along the coast of Equador 
and Peru is called the “El Niño” Phenomenon. 
During the year of 1983, an-intense “El Niño” Phenomenon which occurred in the coast 
of Peru, resulted in a strong subtroptcal jet current in the troposphere. This jet current 
extended from Pacific East coast to the South of Brazil, obstructing the arrival oc frontal 
systems. The blockage started in South Brazil, moved northward and became stationnary 
during july-august over the Rio de Janeiro region. As the obstruction was situated South 
of Cabo Frio, the SW, South and SE winds were blocked of€ the region and, as a result, 
the NE winds become almost permanent, producing an enhanced upwelling (Fig., d). 
During spring and summer, the dominant wind pattern is NE. 
lagoon hypersalinity. ~. 
Note présentée par Georges MLLLOT. 
0249-6305/88/03071101 $2.00 @ Académie des Sciences 
1102 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1101-1105, 1988 
During 1976, also a "El Niño" year, it was possible to observe an inversed situation: from 
march to august, the waters became anomalously hot due to the absence of NE winds. The 
"El Niño" Phenomnon was weaker than in 1983, then the subtropical jet current was situated 
northward. This may explain why the IVE winds didn't reach the Cabo Frio region. 
Therefore, we may state that there is a teleconnection between the enhancement or the 
desappearance of the upwelling in Cabo Frio region with the occasional presence of hot 
waters along the coast of Equador and Peru. 
We have already shown [3] that inversions in the direction of the dominant swell have 
occurred along the coast of Espirito Santo State during the Holocene. Archeological 
studies [4] have shown that the southern part of Santa Helena Cape (Equador) has been 
subjected to alternancia of wet and dry periods. These indications suggest that it must 
had occurred prolonged periods of "El Niiio7'-like conditions. way, if there were 
any extended periods of enhancement or decline of the Cabo Frio upwelling, it would have 
resulted in changes in the salinity of Araruama lagoon and, consequently, in the local 
ecosysteme. A preliminary study of ostrachoids tests deposited in this lagoon shows typical 
modifications which indicate variations in salinity. 
In 
Le nom même de (c Frio D (froid), donné par les navigateurs portugais du me siècle à 
ce cap de la côte brésilienne, situé 100 km-à l'Est de la ville de Rio de Janeiro (23"O'S et 
42"0'W), témoigne, sur les cartes marines anciennes, d'une anomalie thermique locale. 
I. MBCANISMES DE L'CC UPWELLING )) DU CABO FRIO. - Allard [l] a le premier observé une 
corrélation entre la direction des vents et les variations importantes de la température de 
l'eau de surface dans la région du Cabo Frio. La température est minimale quand le 
vent souffle du N E  et remonte quand celui-ci tdurne et s'établit au SW. Au printemps et 
en. été, les vents dominants proviennent du NE: En  'automne et en hiver, le régime des 
vents de NE est perturbé par les passages successifs, dans la haute et moyenne tropo- 
sphère, d'ondes méridiennes en provenance du Sud et, au sol, par les systèmes frontaux 
correspondants qui sont accompagnés de vents du SW, Sud et SE. En année normale, 
au printemps et en été, les eaux sont froides ; au contraire, en automne et en hiver, elles 
sont chaudes (Jig. ,  a). Moreira da Silva [2] a montré que la remontée se faisait en deux 
temps. De septembre à avril, l'éloignement, vers le large, de l'axe du courant du Brésil 
permet aux Eaux Centrales de l'Atlantique Sud de s'&lever au-dessus du talus et d'occuper 
de..façon permanente le fond du plateau continental. Sous ¡'influence des vents du NE, 
les eaux froides, en position d'attente sur ¡e fond du plateau continental, s'élèvent jusqu'à 
la surface de l'océan. Par contre, les vents de SW, Sud et SE, liés aux passages desfionts 
>oì&, provoquent une retenue et même une élévation des eaux côtières chaudes et, en 
conséquence, la submersion des eaux froides. 
L'cc upwelling )> du Cabo Frio est régi par trois facteurs. : topographie locale, position 
de.l'axe du courant du Brésiltet régime des vents. Les deux premiers, bien qu'essentiels 
dans la localisation du phénomène dans cette région du littoral brésilien, peuvent être 
considérés comme passifs, alors que le troisième est le moteur de la remontée intermittente 
des eaux froides jusqu'à la surface de l'océan: 
II. EFFET DE L'CC U~PWELLING )) SUR LE CLIMAT DE LA GGION Du CABO FRIO. - La présence 
intermittente d'eaux froides dans la région du Cabo Frio provoque une diminution 
importante des précipitations et donc l'existence d'un microclimat sec. Ce dernier entraîne 
une hypersalinité de la lagune d'Araruama (700 "/an de précipitations). Au contraire, 
C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1101-1105, 1988 1103 
Janv. Fev. Mars Avr. Mai  Juin Juil. 
. .. 
Août Sept. Oct. Nov. Déc. 
emp 
OC 1 
26 
22 
18 
14 
1 I I I 1 I I I I I I 
a )  1971 : année normale 
b) 1972: année "El Niño" 
c) 1976: année "El Niño" 
26 
22 
18 
14 
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d) 1983:.anne'e'"El Niño" , ' 
, I -. 
.' I '  
26 
22 
18 
14 
,_ 
Comparaison de'la température de l'eau de surface 
L la station de rile du Cabo Frio, en- année normale et en année (( gl Niño ')). 
Comparison'between surface water temperatures 
at the Cabo Frio station in normal and "El Niño" years. 
la lagune de' Guarapina (1300 "/an de précipitations), située 50 km à l'Ouest, est 
hyposaline, car hors de la zone d'influence de l'(( upwelling D. 
III. LE PHÉNOM~NE ((EL NJ%OP SUR LES COTES DE L'ÉQUATEUR ET DU ~ R O U  ET SON 
INFLUENCE SUR L'AMÉRIQUE DU SUD ATLANTIQUE. - Dans le Pacifique sud, en temps 
normal, l'anticyclone est centré sur l'îIe de Pâques. L'Ouest du Pacifique est, recouvert 
d'une zone de basses pressions qui guide les alizés de l'Est vers l'Ouest, le long de 
l'équateur. Ces. derniers, soufflant vers l'Ouest, exercent une tension superficielle, la 
surface de l'océan, qui provoque une accumulation .&eaux chaudes à l'Ouest et une 
remontée d'eaux froides le long des côtes pacifiques de l'Amérique du Sud. Occasionnelle- 
ment, il se produit un renversement de ce gradient de pression qui affaiblit ou inverse la 
direction des vents (Oscillation australe). Ce phénomène s'accompagne, dans l'Est du 
Pacifique, d'une augmentation de la température de l'océan, non seulement dans la région 
équatoride mais également de part et d'autre de l'équateur. C'est cette apparition 
. .  
C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série IE, p. 11Öl-1105, 1988 
. .  
1104 
occasionnelle d’eaux chaudes le long des côtes de I’Équateur et du Pérou qui porte le 
nom de Phénomène (( El Niño N. 
En 1982/1983, il s’est produit un important Phénomène (( El Niiio B.  Une des caractéris- 
tiques de la circulation atmosphérique, durant la phase mature du phénomène, de mars 
à août 1983, a consisté dans la présence d‘un fort courant de je t  subtropical sur l’Amérique 
du Sud, allant du Nord du Chili au Sud du Brésil en passant par le Nord de l’Argentine. 
Ce fort courant de jet a bloqué les incursions vers le Nord des masses d‘air polaire et, 
en conséquence, les fronts fioids sont restés stationnaires sur le Sud et le SE du Brésil. 
Cette zone de blocage s’est progressivemerít déplacée vers le Nord pour se situer dans la 
région de Rio de Janeiro jusqu’en décembre. Par suite du blocage des fionts fioids, les 
vents de SW, Sud et SE n’ont pas atteint la région du Cabo Frio et logiquement les 
vents du NE ont pratiquement été permanents. 
IV. RÉPONSE ATLANTIQUE DE LI(( UPWELLING )) DU CABO FRIO AU PHÉNOMÈNE PACIFIQUE (( EL 
NIÑO D. - En 1983, de mars août, les eaux de surface de l’océan ont été anormalement 
froides dans la région du Cabo Frio (fig., d) .  Ceci est logique puisque les vents du NE 
ont été pratiquement permanents au cours de cette période et nous avons vu que ceux-ci 
sont le moteur de la remontée, jusqu’à la surface, des eaux froides. 
El Niño )),.on constate une situation 
inverse : du 15 mars au 15 juillet, les eaux ont été en permanence chaudes dans la région 
du Cabo Frio (fig., c), ce qui indique qu’il n’y a pas eu de vents du NE pendant toute 
cette période. Le Phénomène (( El Niño )) ayant été de plus faible intensité, il est possible 
que le courant de je t  subtropical se soit situé plus au Nord, ce qui expliquerait que les 
vents du NE n’aient pas atteint la région du Cabo Frio. 
En 1972, qui correspond également à une année (( El Niño D, de mars à septembre, on 
note la présence de nombreuses périodes d’eaux froides (fig., b). Ceci indique une 
importance anormale des périodes de vents du NE, si on fait une comparaison avec 
l’année 1971 ( f ig . ,  u) qui peut être considérée comme normale. L‘année 1972, en ce’qui 
concerne la température de l’eau de surface, dans la région du Cabo Frio, est un peu 
comparable à l’année 1983, avec toutefois une température moyenne plus élevée. 
I1 existe donc une téléconnection claire, entre le renforcement. ou la disparition de 
l’( upwelling )) de la région du Cabo Frio et la présence occasionnelle d‘eaux chaudes le 
long des côtes de l’Equateur et du Pérou. Selon l’intensité du Phénomène (( El Niiio B, 
ces eaux chaudes s’étendent plus ou moins loin vers le Sud le long de la côte pacifique 
de l’Amérique du Sud, ce qui modifie la position du courant de jet  subtropical qui traverse 
en diagonale l’Amérique du Sud et bloque les incursions des masses d’air polaire vers le 
Nord. Selon la position de ce blocage, au Sud ou au Nord de la région du Cabo Frio, 
les vents du NE, moteur de la remontée des eaux froides jusqu’à la surface de l’océan, 
seront permanents ou absents et il existera, selon les cas, un renforcement ou une 
disparition de l’(< upwelling D. 
V. POSSISKITÉ D’ENREGISTREMENT DE SITUATIONS .DE TYPE (( EL NIÑO )) AU BRÉSIL DEPUIS 
5000 ANS. - Nous avons montré [3] qu’il s’était produit, au cours de cette période, le 
long du littoral de l’Etat d’Espirito Santo, des inversions de la direction de la houle 
dominante. De même, des recherches archéoldgiques ont montré que-la partie sud du 
Cap de Santa Helena (Equateur) avait connue des alternances de périodes arides et 
humides. Ces indications suggèrent qu’il a existé par ‘le passé des périodes beaucoup plus 
longues de situations (( El Ni50 D. Ces situations passées auront agi sur I’( upwelling )) 
de la région du Cabo Frio, donc sur le micro-climat et sur’la salinité de la lagune 
En 1976, qui correspond , .  également à une année 
C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1101-1105, 1988 1105 
d'Araruama et donc sur son écosystème. Une étude préliminaire sur les tests de certains 
ostracodes, présents dans les sédiments de cette lagune, montre des modifications caracté- 
ristiques, indicatrices de variations de la salinité. I1 existe donc une possibilité, en 
s'appuyant sur des datations au I4C, de bâtir une chronologie de ces événements par 
une étude de carottes des sédiments holocènes de la lagune Cararuama. 
VI. CONCLUSIONS. - Sur la côte du Brésil, dans la régon du Cabo Frio, les vents du 
NE provoquent la remontée (upwelling) des eaux profondes et froides, d'où le nom du 
cap. Par contre, les vents du SW, Sud et SE provoquent une retenue et même une 
élévation des eaux côtières chaudes et, en conséqilence, la submersion des eaux froides. 
Le phénomène océanique pacifique connu sous le nom de (( Él Niño )) provoque 
occasionnellement l'apparition d'eaux chaudes le long des côtes de 1'Equateur et du 
Pérou. Cette présence engendre un fort courant de j e t  subtropical qui traverse selon une 
direction NW-SE l'Amérique du Sud. Ce dernier, en bloquant les fronts poids dans le 
Sud et le Sud-est du Brésil, perturbe le régime des vents. Selön l'intensité du Phénomène 
(( El Niño .#, la position du courant de jet  subtropical variera. De telles situations, mais 
de plus grandes périodes, semblent avoir existé- durant l'Holocène et une étude des 
sédiments lagunaires de la région du Cabo Frio devrait permettre de les dater. 
On note ainsi l'influence considérable d'un phénomène océanique du Pacifique sur la 
circulation atmosphérique et le climat de l'Atlantique -du SE. 
Note reçue le 12 juillet 1988, acceptée le 25 juillet 1988. 
RBFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES 
[l] P. ALLARD, Bull. Inf. Com. Cent. Océanogr. Etude des Côtes, 2, 1955, p. 58-63. 
[2] P. DE c. MomIRA DA SILVA, Publi. Inst. Pesq. Mar., 78, 1973, p. 1-56. 
[3] L. MARTIN, J.-M. FLEXOR, V. KOUSKY et I. F. DE A. CAVALCANTI, C.  R.  Acad. Sci. Pauis, 298, skne,lI, 
[4] B. BOGIN, Central Issues in Anhopotogy, 4, no 1, 1982, p. 25-50. 
1984, p. 25-27. 
L. M. : Antenne O.R.S. T.O.M., O bservatório Nacional, 
Rua General Bruce 586, 20921 Rio de Janeiro, Brésil: 
J.-M. F. : Observatório Nacional, Rio de Janeiro, Brésil; 
J.-L. V. : Instituto Nacional do Mar Almirante Paulo Moreira, 
28910 Arraial do Cabo, Brésil. ' 
C. R., 1988, 2' Semestre (T. 307) Série II - 75 


Influence du phénomène océanique pacifique, "El Nino", sur l'upwelling et le climat de la région du Cabo Frio, sur la côte brésilienne de l'Etat de Rio de Janeiro

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