No Capítulo 1 mostramos que na literatura existem fartas evidências da atividade de mesoescala no contorno oeste do Atlântico Sul, e como as feições a ela associadas interagem com o escoamento básico, e com a recirculação interna do GSAS (Campos et al., 1995; Mattos, 2006; Silveira et al., 2008). No Capítulo 2 detectamos que a recirculação interna, em termos médios, se apresenta bi-partida na Bacia de Santos. Neste capítulo, vamos utilizar dados de flutuadores Lagrangeanos para observar os padrões das trajetórias e verificar a dispersão em relação ao padrão médio de circulação do GSAS, com foco no contorno oeste. Da mesma forma, calculamos o desvio padrão dos mapas de Topografia Dinâmica Absoluta (apresentados no Capítulo 2) a fim de examinar as regiões de maior variabilidade horizontal associado às variações laterais do escoamento. Nosso intuito é verificar se a recirculação interna do GSAS envolvendo a CB apresenta atividade de mesoescala que implique em reflexos na circulação oceânica na região do Pólo Pré-sal da Bacia de Santos.
3.1 Trajetórias de Flutuadores Lagrangeanos no
GSAS
Trabalhos no Atlântico Sul utilizando este tipo de ferramenta normalmente objetivam reproduzir características cinemáticas e dinâmicas dos padrões de circulação, o que envolve cálculos estatísticos de energia cinética média, difusividade, e transporte de propriedades (p. ex. Assireu et al., 2003; Souza & Robinson, 2004; Rupolo, 2007; Oliveira et al., 2009; Cerrone, 2010). O equipamento utilizado nestas aplicações são flutuadores rastreados por satélite do tipo SVP–WOCE (Surface Velocity Program) dos experimentos TOGA (Tropical Ocean Global Atmosphere) e do WOCE (World Ocean Circulation
Experiment), o que significou uma padronização no emprego e na forma de se
estudar a circulação oceânica do ponto de vista Lagrangeano. Os SVP-WOCEs possuem um esquema de vela e de posicionamento na coluna d’água de forma
que sejam minimizados os efeitos de arraste por ondas e ventos. Consistem de uma vela submersa (drogue) com furos e uma bóia de superfície, conectados por um cabo. O centro de massa do conjunto é projetado para 15 m de profundidade. A posição dos derivadores é feita por rastreamento do sinal transmitido pela bóia, via sistema ARGO (Cerrone, 2010).
No Brasil, o Programa Nacional de Bóias (PNBOIA) também utiliza estes derivadores. O programa teve início em 1997 sob coordenação do Programa GOOS/Brasil (Global Ocean Observation System) e compõem o Programa Global de Derivadores (Global Drifter Program – GDP), no qual representa um esforço conjunto de universidades, institutos de pesquisas, e pela Marinha do Brasil (Sato, 2010). Outra iniciativa utilizando esse tipo de derivador é a do Projeto MONDO conduzido pela empresa Prooceano (http://mondo.prooceano.com.br).
Contudo, nosso propósito básico é apenas visualizar o padrão das trajetórias desses derivadores no Atlântico Sul, principalmente no contorno oeste, região da Bacia de Santos. Acessamos dois conjuntos de dados que utilizam os flutuadores SVP-WOCE no Atlântico Sul. O primeiro conjunto foi do GDP, disponível através do endereço http://www.aoml.noaa.gov/phod/dac. Esses dados, interpolados para os horários sinópticos (0, 6, 12 e 18 GMT), cobriram o período de fevereiro de 1979 a setembro de 2010. Portanto, mais de 31 anos de dados. O segundo conjunto é do PNBOIA que acessamos através do Laboratório de Observação por Satélite do IO-USP (http://los.usp.br/pnboia). Estes dados estão aos cuidados da Profa. Dra. Olga Sato. Os dados que acessamos possuem resolução temporal de 1 h e cobrem o período de abril de 2006 a junho de 2010.
A Figura 3.1, painel superior, mostra a densidade de pares de coordenadas da posição dos flutuadores neste período para o GSAS. Na mesma figura, painel inferior, foi computado o histograma bidimensional em caixas geográficas de 1º x 1º para estes pares de coordenadas, sem levar em conta a individualização dos flutuadores.
Figura 3.1 – Mapas de densidade amostral com base nas posições dos flutuadores SVP entre 1979 e 2010 no Atlântico Sul. O painel superior (inferior) mostra pares de coordenadas (mostra o histograma bidimensional do número de observações [Obs] em caixas geográficas de 1º x 1º). A linha cinza representa profundidades mais rasas que 1000 m.
Percebemos nesta Figura 3.1 regiões de grande concentração de pontos (400- 500 Obs) que demarcam as regiões de passagem das bóias carregadas por escoamentos superficiais e/ou de seu confinamento em regiões de recirculação ou de estagnação. O painel inferior da Figura 3.1 mostra esta característica. No contorno oeste, as regiões mais escuras do mapa estão associadas com o domínio da CB e da recirculação interna do GSAS, e refletem a variabilidade horizontal destas na superfície. O padrão geral concorda com o formato triangular do GSAS. A densidade do número de flutuadores também pode estar associada com regiões de convergência/divergência da circulação superficial na camada de Ekman.
Uma grande região de concentração desses pontos no interior do GSAS também chama atenção, por justamente coincidir com a posição da Alta Subtropical do Atlântico Sul – ASAS (Satymurty et al., 1998; Souza, 2000). Desta monta, provavelmente associada a uma região de relativa estagnação na circulação superficial. Sabe-se que existem regiões no oceano mundial onde detritos flutuantes têm sido observados, estagnados, formando verdadeiras ‘piscinas de lixo’, principalmente na faixa subtropical do Pacífico Norte.
Outra região também notável de concentração dessas observações foram entre 32-35º S, faixa que cruza o Atlântico de oeste para leste, na região da Corrente de Santa Helena (Juliano & Alves, 2007).
Uma questão que se observa é que as regiões mais energéticas do Atlântico Sul – a CBM e a Retroflexão da Agulhas (RA) – apresentam concentração de observações relativamente menores (100-300 Obs). O mesmo ocorre em 45º S domínio da CAS. Explica-se, pois são regiões de fluxos intensos e de alta variabilidade horizontal (ver Oliveira et al., 2009), não permitindo a “acumulação” dos SVPs que são rapidamente dispersados. Por outro lado, ao largo da costa Africana em 16º S, vê-se baixíssima concentração de observações associadas ao Giro de Angola.
Figura 3.2 – Mapas regionais de densidade amostral com base nas posições dos flutuadores SVP entre 1979 e 2010 no Atlântico Sul. Painel superior (inferior) mostra pares de coordenadas (mostra o histograma bidimensional do número de observações). A linha cinza representa profundidades mais rasas que 1000 m.
Na Figura 3.2 mostramos o cenário regional dessas observações com foco na Bacia de Santos. Tomando a isóbata de 1000 m como referência, vemos que existe uma perene concentração de observações que acompanham a geometria da linha de costa. Contudo, observamos que as posições das bóias são mais escassas entre Cabo de São Tomé e a porção central da Bacia de Santos em torno de 24º S. A partir desta latitude, a concentração de observações é grande numa faixa que compreende entre 24-35º S e 55-45º W, aproximadamente. O limite austral dessa região coincide com a posição boreal de descolamento da CB do contorno oeste (Lumpkin & Garzoli, 2011) e com a região da CRS.
Na Figura 3.3 mostramos o cenário regional com foco na Bacia de Santos para o conjunto de dados do PNBOIA. Logo chamam atenção duas regiões que são coincidentes com as regiões da CRN e da CRS (ver Capítulo 2). De forma grosseira, o padrão PNBOIA concorda com padrão do GDP, a despeito das diferenças de abrangência temporal. Esta Figura 3.3 mostra melhor que a Figura 3.2 o padrão caótico de escoamento superficial na borda oeste do Atlântico Sul e os diversos filamentos que se destacam da região do escoamento da CB para o interior do GSAS.
Cabe ressaltar que as grandes concentrações pontos na Figura 3.3 são relativas aos lançamentos de bóias realizadas pelo programa ao largo da costa Brasileira pela Marinha do Brasil. Na próxima seção veremos como esta variabilidade horizontal é observada com base na altimetria.
Figura 3.3 – Mapas regionais de densidade amostral com base nas posições dos flutuadores SVP entre 2006 e 2010 no Atlântico Sul. O painel superior (inferior) mostra pares de coordenadas (mostra o histograma bidimensional do número de observações). A linha cinza representa profundidades mais rasas que 1000 m.