SOUTHERN OCEAN STUDIES FOR UNDERSTANDING GLOBAL CLIMATE ISSUES

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1 SOUTHERN OCEAN STUDIES FOR UNDERSTANDING GLOBAL CLIMATE ISSUES GRUPO DE OCEANOGRAFIA DE ALTAS LATITUDES RELATÓRIO FINAL DE ATIVIDADES PROJETO SOS-CLIMATE AGOSTO 2012

2 Relatório Final de Atividades Projeto SOS-CLIMATE Processo Nº / SOUTHERN OCEAN STUDIES FOR UNDERSTANDING GLOBAL CLIMATE ISSUES (SOS-CLIMATE) Coordenação: Prof. Dr. Carlos Alberto Eiras Garcia AGOSTO de

3 Índice PREFÁCIO...5 Equipe de Pesquisadores...6 Instituições Participantes...10 Instituições Colaboradoras...11 Órgãos Financiadores e Apoio Logístico...12 Introdução...14 SOS-CLIMATE e o IV Ano Polar Internacional...18 SOS-CLIMATE e o Fórum IBAS...33 O legado do SOS-CLIMATE ao GOAL...39 Produção Científica...42 Formação de Recursos Humanos...71 Conclusões e Perspectivas Futuras...89 Lista de Participantes do projeto...90 Lista de Acrônimos

4 Vista da Baia do Almirantado a partir da Estação Antártica Comandante Ferraz. Navio de Apoio Oceanográfico Ary Rongel ao fundo. Foto: Rodrigo Kerr 4

5 Prefácio O 4 o Ano Polar Internacional (API), realizado entre Março de 2007 e Março de 2009, compreendeu um programa científico de caráter internacional, cujo foco estava voltado para o crescimento dos esforços da pesquisa científica em estudos interdisciplinares sobre as regiões polares do globo Ártico e Antártica. O API foi organizado pelo Conselho Internacional da Ciência (International Council for Science, ICSU) e pela Organização Meteorológica Mundial (World Meteorological Organization, WMO). Este foi a 4 a edição do Ano Polar, seguindo os eventos ocorridos em ; e O API compreendeu dois ciclos anuais completos nas regiões do Ártico e da Antártica, envolvendo cientistas de aproximadamente 60 países em cerca de 200 projetos científicos nas mais diversas áreas do conhecimento. Durante este período, os esforços amostrais foram acentuados nas regiões polares, permitindo aos cientistas da comunidade internacional um maior conhecimento sobre a importância dos processos polares nas questões de manutenção e regulação do clima global, bem como identificar áreas-chave para monitoramento regular. Além disso, a execução do API forneceu políticas e diretrizes de preservação e mitigação para as comunidades do Ártico. Os principais resultados e as conclusões sobre a execução do API foram apresentados em dois eventos internacionais realizados, respectivamente, em Oslo na Noruega (International Polar Year Oslo Science Conference ) e Montreal no Canadá (International Polar Year Montreal Conference: From Knowledge to Action 2012). A oceanografia brasileira participou ativamente do API através da execução do projeto Southern Ocean Studies for understanding Global CLIMATE Issues (SOS-CLIMATE). Este projeto incluiu o Brasil em cooperações e projetos de pesquisa internacionais e, também, permitiu a continuidade das atividades pretéritas desenvolvidas pelo Grupo de Oceanografia de Altas Latitudes (GOAL), financiado por diversos órgãos: MCTI, MMA, CNPq e Programa Antártico Brasileiro (PROANTAR). O GOAL concentra suas atividades nos oceanos Austral e Atlântico Sul, englobando principalmente as áreas dos Estreitos de Bransfield e Gerlache, a porção oeste do Mar de Weddell, a Patagônia Argentina, a zona de Confluência Brasil-Malvinas e as latitudes médias do Atlântico Sul e Sudoeste. O GOAL tem como objetivo principal contribuir para o entendimento de temas variados desde o ambiente físico/químico do oceano, os micro-organismos marinhos, até os predadores de topo da cadeia trófica (mamíferos marinhos). 5

6 Equipe de Pesquisadores As atividades do projeto SOS-CLIMATE foram executadas por grupos de trabalhos integrados em áreas distintas do conhecimento o que favorece, em médio e longo prazo, a identificação de prioridades e formulação de metas científicas futuras, bem como o incentivo na formação de novos pesquisadores polares. A seguir, são listados os principais pesquisadores envolvidos e o coordenador de cada grupo de trabalho atuante dentro do projeto SOS- CLIMATE. Neste contexto, o fluxograma apresentado (Fig. 1) permite avaliar a interação interdisciplinar existente nas atividades desenvolvidas durante a execução do projeto. COORDENAÇÃO GERAL SOS-CLIMATE Dr. Carlos A. E. Garcia - Coordenador do GOAL e do SOS-CLIMATE Dr. Mauricio M. Mata - Coordenador Adjunto do GOAL e do SOS-CLIMATE Dra. Virgínia M. Tavano - Coordenadora Adjunta do projeto PATEX Dr. Rodrigo Kerr - Coordenador do Banco de Dados Oceanográficos GOAL GRUPO 1: OCEANOGRAFIA FÍSICA Dr. Mauricio M. Mata (coordenador) Dr. Rodrigo Kerr Dr. José L. L. Azevedo Dr. Carlos A. E. Garcia Dra. Ilana Wainer Dr. Leopoldo R. Oliveira Alberto Piola Dr. Hartmut Hellmer Dra. Karen Heywood GRUPO 2: OCEANOGRAFIA BIOLÓGICA Dra. Virginia M. Tavano (coordenadora) Dr. Carlos Rafael B. Mendes Dr. Márcio S. de Souza Dr. Carlos A. E. Garcia Dr. Ana I. Dogliotti Dr. Márcio M. B. Tenório 6

7 GRUPO 3: OCEANOGRAFIA QUÍMICA Dr. Ricardo C. G. Pollery (coordenador) Dr. Rosane G. Ito GRUPO 4: BIO-ÓTICA MARINHA e SENSORIAMENTO REMOTO Dr. Carlos A. E. Garcia (coordenador) Dra. Virginia M. Tavano Dr. Ana I. Dogliotti MSc. Amábile Ferreira Dr. Charles McClain Dr. Sérgio Signorini GRUPO 5: GASES DISSOLVIDOS Dra. Rosane G. Ito (coordenadora) Dra. Virgínia M. Tavano Dr. Márcio S. Souza GRUPO 6: AEROSSÓIS Dr. Heitor Evangelista da Silva (coordenador) Dr. Alexandre S. de Alencar MSc. Elaine A. dos Santos GRUPO 7: INTERAÇÃO OCEANO-ATMOSFERA Dr. Ronald B. de Souza (coordenador) Dr. Luciano Pezzi Dr. Mauricio M. Mata MSc. Rafael Gonçalves-Araújo GRUPO 8: INTERAÇÃO OCEANO-CRIOSFERA Dr. Mauricio M. Mata (coordenador) Dr. Rodrigo Kerr Msc. Carlos Y. O. Fujita MSc. Lorena L. Collares MSc. Juliana M. Marson 7

8 GRUPO 9: MODELAGEM OCEÂNICA E CLIMÁTICA Dr. Ilana Wainer (coordenadora) Dr. Mauricio M. Mata Dr. Rodrigo Kerr Dr. José L. L. Azevedo Dra. Virna L. Meccia MSc. Marcos Tonelli MSc. Ricardo Acosta Figura 1. Fluxograma mostrando a interação entre os grupos de trabalho do projeto SOS- CLIMATE. 8

9 Pesquisadores a bordo do Navio de Apoio Oceanográfico Ary Rongel realizando lançamento de fundeio oceanográfico no Estreito de Bransfield, Antártica. Foto: Rodrigo Kerr 9

10 Instituições Participantes Os pesquisadores brasileiros do projeto SOS-CLIMATE encontram-se vinculados as instituições de pesquisa e ensino destacadas na Figura 2, exercendo suas atividades nos seguintes laboratórios brasileiros de pesquisa científica: Figura 2. Instituições participantes do projeto SOS-CLIMATE. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), Universidade Federal do Rio Grande (FURG), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Universidade de São Paulo (USP). Laboratório de Estudos dos Oceanos e Clima (LEOC) FURG Laboratório de Micro-organismos e fitoplâncton marinho (LabFito) FURG Laboratório de Biogeoquímica UFRJ Laboratório de Radioecologia e Mudanças Globais (LARAMG) UERJ Laboratório de Oceanografia, Clima e Criosfera (CO 2 ) USP Laboratório de CO 2 marinho e Gases Dissolvidos USP Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais (CRS) INPE Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) INPE 10

11 Instituições Colaboradoras Em âmbito internacional, cinco instituições de pesquisa e/ou ensino colaboraram ativamente com as atividades do projeto SOS-CLIMATE dentro do Ano Polar Internacional (API). Estas são destacadas na Figura 3. Figura 3. Instituições colaboradoras do projeto SOS-CLIMATE. Alfred-Wegener-Institute (AWI), Alemanha; Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL/UL), Portugal; Goddard Space Flight Center / National Aeronautics and Space Administration (GSFC/NASA), Estados Unidos da América; Servicio de Hidrografía Naval (SHN), Argentina; University of East Anglia (UEA), Inglaterra. As instituições internacionais destacadas colaboraram com os objetivos do projeto SOS-CLIMATE, principalmente, através das seguintes propostas plenas recomendadas pelo Comitê Conjunto do Ano Polar Internacional. Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research (AWI), Alemanha CRAC-ICE Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), Portugal ICED-IPY Goddard Space Flight Center / National Aeronautics and Space Administration (GSFC/NASA), Estados Unidos da América SASSI ICED-IPY CRAC-ICE Servicio de Hidrografía Naval (SHN), Argentina ICED-IPY University of East Anglia (UEA), Inglaterra SASSI 11

12 Órgãos financiadores e Apoio Logístico O projeto SOS-CLIMATE foi executado pelo GOAL no âmbito do Programa Antártico Brasileiro (PROANTAR), que é gerido pela Secretaria da Comissão Interministerial para os Recursos do Mar (SECIRM). O projeto SOS-CLIMATE foi executado entre os anos de 2007 e 2012, sendo financiado pelo MCTI/CNPq no âmbito do API ( e recebendo apoio logístico de diversas instituições, principalmente do PROANTAR. Este projeto sucede ao "Processos oceanográficos, distribuição e densidade da biota marinha e possíveis relações com as mudanças ambientais globais (GOAL/Rede 1)", financiado pelo MMA/MCTI/CNPq e executado entre 2003 e Aprovado em 2006, o SOS-CLIMATE foi a principal contribuição brasileira na área de oceanografia durante o API. O projeto recebeu o aporte de aproximadamente R$ ,00 em recursos de capital, custeio e bolsas de longa e curta duração para o desenvolvimento de suas atividades. O apoio logístico foi realizado pela Marinha do Brasil e pela SECIRM, permitindo a realização dos cruzeiros oceanográficos PATEX (III a VII) e SOS (I a III) entre os anos de 2007 e 2010 a bordo do navio de apoio oceanográfico (NApOc) Ary Rongel da Marinha do Brasil, além do gerenciamento do deslocamento dos pesquisadores entre o Brasil e a Antártica. 12

13 Iceberg no mar de Weddell (Antártica), sob investigação das condições superficiais para fixação de boias. Foto: Rodrigo Kerr 13

14 Introdução No início de 2005, a carta de intenção SOS-CLIMATE (Southern Ocean Studies for understanding Global-CLIMATE Issues) foi encaminhada pelo Dr. Carlos A. E. Garcia ao Comitê Conjunto do Ano Polar Internacional (CC-API). Após análise da carta de intenção, o comitê propôs que as atividades científicas a serem desenvolvidas pelo SOS-CLIMATE fossem integradas a outras existentes, denominadas cluster. Desta forma, a proposta brasileira esteve presente nas seguintes Propostas Plenas recomendadas pelo CC-API: Synoptic Antarctic Shelf-Slope Interactions Study (SASSI) - Coordenado pela Dra. Karen Heywood da University of East Anglia (Reino Unido). Collaborative Research into Antarctic Calving and Iceberg Evolution (CRAC- ICE) - Coordenado pelo Dr. Hartmut Hellmer do Alfred-Wegener Institute (Alemanha). Integrated analyses of circumpolar Climate interactions and Ecosystem Dynamics in the Southern Ocean International Polar Year (ICED-IPY) - Coordenado pelo Dr. Eugene Murphy do British Antarctic Survey (Reino Unido). Climate of Antarctica and the Southern Ocean Ocean Circulation Cluster (CASO) - Coordenado pelo Dr. Steve Rintoul do CSIRO Marine and Atmospheric Research (Austrália). As atividades de campo relativas à contribuição do SOS-CLIMATE para os clusters SASSI e CRAC-ICE foram restritas às regiões da plataforma continental da Península Antártica, dos Estreitos de Bransfield e Gerlache e da porção noroeste do Mar de Weddell na Antártica. Por outro lado, as atividades relativas aos clusters ICED-IPY e CASO foram realizadas durante os cruzeiros oceanográficos em sua trajetória sul (norte) para o continente Antártico (Sul-Americano) na região da Confluência Brasil- Malvinas e na plataforma e quebra da plataforma continental Argentina. Durante o período de atuação do projeto SOS-CLIMATE ( ) foram executados oito cruzeiros oceanográficos considerando-se todas as regiões citadas acima. Dentre estes, cinco cruzeiros foram realizados na região da 14

15 plataforma e quebra de plataforma continental Argentina, ou seja, nas proximidades da zona de Confluência Brasil-Malvinas no oceano Atlântico Sul (Fig. 4); os demais três cruzeiros foram executados nas imediações da Península Antártica no oceano Austral (Fig. 5). Os cruzeiros oceanográficos executados na região da Patagônia Argentina deram continuidade às atividades do Grupo de Oceanografia de Altas Latitudes (GOAL) iniciadas no ano de 2004 na região, considerando as atividades e objetivos no âmbito do projeto Patagonia Experiment (PATEX). Sendo assim, os cruzeiros continuaram a ser denominados por PATEX e contribuíram tanto para as novas atividades propostas pelo SOS-CLIMATE no contexto do API, como para os objetivos de longo período do projeto PATEX. As estações oceanográficas e o período de amostragem dos sete cruzeiros realizados entre 2004 e 2009 na plataforma continental Argentina são detalhados na Fig. 4. Figura 4. Posição das estações oceanográficas realizadas pelo GOAL, no âmbito dos projetos PATEX e SOS-CLIMATE, na região da Plataforma Argentina entre os anos de 2004 e

16 Considerando o oceano Austral, os três cruzeiros do projeto SOS-CLIMATE, denominados SOS, foram realizados nos meses de Fevereiro e Março dos anos de 2008, 2009 e Além das estações oceanográficas realizadas pelo GOAL, duas atividades foram executadas em águas antárticas, até então inéditas considerando-se a execução pela comunidade cientifica brasileira: (i) o lançamento de fundeios oceanográficos para monitoramento das propriedades físicas da água do mar e (ii) a marcação de icebergs com boias superficiais, que permitem o monitoramento do posicionamento do iceberg e alguns parâmetros atmosféricos. Este monitoramento auxilia não somente ao entendimento desta componente da criosfera, mas também pode auxiliar em estudos da circulação oceânica. A Figura 5 mostra as estações amostradas durante os cruzeiros SOS no contexto físico, químico e biológico, bem como as posições de lançamento dos fundeios oceanográficos e a área de marcação dos icebergs. Figura 5. Posição das estações oceanográficas realizadas pelo GOAL, no âmbito do projeto SOS-CLIMATE, na região da Península Antártica entre os anos de 2008 e De forma sucinta, o projeto SOS-CLIMATE efetuou: (i) a realização de 581 estações oceanográficas (Fig. 4 & 5) em suas principais áreas de estudo, (ii) o lançamento de três fundeios oceanográficos e a (iii) marcação de três icebergs nos arredores da extremidade da Península Antártica. Os esforços de campo despendidos no projeto SOS-CLIMATE, quando somados aos esforços laboratoriais de análise de amostras químicas e biológicas da água do mar e processamento de dados, permite identificar a grande contribuição brasileira as atividades do API e a pesquisa brasileira. Não menos importante, a execução do projeto SOS-CLIMATE permitiu a expansão das atividades desenvolvidas 16

17 pelo GOAL e projetou ainda mais as atividades brasileiras executadas em águas antárticas no cenário internacional. A Figura 6 sumariza o esforço amostral realizado pelo GOAL desde sua formação até o ano de Outros cruzeiros oceanográficos, envolvidos dentro das atividades do projeto SOS- CLIMATE, com a participação dos pesquisadores do GOAL são apresentados e discutidos ao final do documento. Figura 6. Posição das estações oceanográficas realizadas pelo GOAL, no âmbito dos projetos DOVETAIL, GOAL/Rede 1, WWOS, PATEX e SOS-CLIMATE, na região da plataforma continental Argentina e da Península Antártica entre os anos de 2000 e

18 SOS-Climate e o IV Ano Polar Internacional De acordo com as Propostas Plenas recomendadas pelo CC-API, o projeto SOS-CLIMATE contribuiu da seguinte forma para a participação brasileira nas atividades do API. Atividade No: 9 do Ano Polar Internacional Synoptic Antarctic Shelf-Slope Interactions Study (SASSI) O SASSI foi uma iniciativa internacional liderada pelo grupo IANZone, International Antarctic Zone, que objetiva, de forma integrada e coordenada, investigar os processos oceanográficos na plataforma, quebra de plataforma e talude continental da Antártica. O SASSI foi escolhido para coordenar o grupo de Shelf and Margins Processes na Antártica durante o API. Um total de 08 (oito) EoI - Cartas de Interesse -, contribuíram para o SASSI, dentre elas a proposta brasileira denominada SOS-CLIMATE. Participação e Contribuição Brasileira A proposta brasileira SOS-CLIMATE conduziu estudos multidisciplinares nas áreas da quebra da plataforma e talude Antártico, particularmente nas regiões oeste do Mar de Weddell, passagem de Philip, Ilha Elefante, Estreito de Bransfield e Gerlache. A proposta contribuiu no constante monitoramento da exportação de águas densas formadas nessa região. Este aspecto é crucial para o entendimento das mudanças no clima da Terra. O SOS-CLIMATE esteve embasado na obtenção de dados hidrográficos e dinâmicos (correntometria) na região, através da realização de seções repetidas a bordo de navio e de fundeios em setores considerados críticos na região do talude do Estreito de Bransfield e ilha Joinville. As seções hidrográficas (Fig. 7) foram coordenadas com outras atividades previstas pelo SASSI, como por exemplo, o lançamento de fundeios de correntômetros e termo-condutivímetros na região das passagens profundas a oeste das ilhas Orcadas do Sul. Estes fundeios do SASSI foram realizados por pesquisadores espanhóis e americanos visando capturar a variabilidade da exportação de águas densas para estas passagens. Além disso, o grupo do SOS-CLIMATE amostrou aspectos químicos e biológicos destas águas como as concentrações de nutrientes dissolvidos, as concentrações de biomassa fitoplanctônica e as 18

19 relações entre o sinal ótico e os constituintes da água do mar (e.g. clorofila, material particulado e matéria orgânica dissolvida). Durante a execução dos projetos do GOAL dentro da Rede-1 do Programa Antártico Brasileiro (PROANTAR), verificou-se a dessalinização da bacia central do Estreito de Bransfield. Estas alterações continuaram a ser monitoradas pelo GOAL durante o API, através dos fundeios executados pelo projeto SOS-CLIMATE, o que permitiu o monitoramento das propriedades termohalinas e correntes do fundo oceânico entre os anos de para verificação da variabilidade sazonal e intra-anual. Figura 7. Seções hidrográficas planejadas pela Proposta Plena SASSI durante o Ano Polar Internacional. A contribuição brasileira SOS-CLIMATE concentrou-se na região da plataforma oeste da Península Antártica, Estreito de Bransfield e noroeste do Mar de Weddell (na figura, a seção é denominada por Garcia). 19

20 Principal Contribuição Científica Uma das principais contribuições do projeto SOS-CLIMATE, aos objetivos do projeto pleno do API denominado SASSI, foi publicada na edição especial do projeto na revista científica internacional OCEAN SCIENCE, sendo destacada a seguir. Kerr, Rodrigo; Heywood, K. J.; Mata, M. M.; Garcia, C.A.E. On the outflow of dense water from the Weddell and Ross Seas in OCCAM model. Ocean Science, v. 8, p , A interação entre a variabilidade das águas-fonte da Água de Fundo Antártica (AABW) e a produção e exportação destas águas profundas nas margens continentais Antárticas (Fig. 8) foi investigada utilizando-se a simulação do modelo geral de circulação oceânica OCCAM 1/12. A variabilidade sazonal e interanual dos transportes de volume da AABW foram investigadas para os setores regionais do oceano Austral. A produção e exportação da AABW variam, principalmente, em períodos de escalas interanuais com períodos dominantes de 2-4 anos. As variedades regionais da AABW simuladas pelo modelo foram identificadas, sendo suas taxas de exportação para os oceanos globais em concordância com estudos observacionais. O mar de Weddell é a principal área exportadora ao redor do continente, contribuindo com 63% da AABW para os oceanos globais. Os Setores Oceano Índico e Oceano Pacífico Oeste contribuem juntos com 28%, enquanto o Setor Mar de Ross contribui apenas com 9% da AABW exportada da região Antártica. As frentes de talude possuem um papel importante para a exportação lateral da AABW ao redor das margens continentais. As alterações sofridas pelas águas-fonte, e.g. devido a longos períodos de dessalinização ou aquecimento, afetam a produção e a exportação da AABW significativamente. Figura 8. Seções transversais e paralelas as margens continentais da Antártica investigadas dentro do escopo dos projetos SASSI e SOS-CLIMATE (Kerr et al. 2012). 20

21 Atividade No: 81 do Ano Polar Internacional Collaborative Research into Antarctic Calving and Iceberg Evolution (CRAC-ICE) O processo de calving pode representar uma significativa perda de massa de gelo da Antártica. Desta forma, a compreensão dos processos que precedem e conduzem a grandes eventos de calving passa a ser crítica para, no futuro, acessar realisticamente como as mudanças globais poderão afetar os lençóis de gelo da Antártica. Após o processo de calving, os icebergs recém-formados derivam sob a influência da linha da costa, da topografia de fundo, das marés, das correntes, do vento e do gelo marinho. O monitoramento da evolução dos icebergs e sua deriva no oceano Austral constituem em importantes experimentos. O CRAC-ICE coordenou uma investigação integrada sobre os processos de calving nas três maiores plataformas de gelo da Antártica, além do monitoramento de longo prazo dos icebergs do oceano Austral, incluindo estudos físicos relacionados com a deriva e decaimento dos mesmos. O objetivo principal do CRAC-ICE foi, portanto, compreender os mecanismos de iniciação e propagação dos icebergs via três componentes complementares: trabalho de campo, análises de imagens de satélites e modelagem. Participação e Contribuição Brasileira O SOS-CLIMATE conduziu a realização de experimentos nas proximidades dos icebergs que estão à deriva no noroeste do Mar de Weddell, incluindo lançamento de estações de posicionamento (GPS) com transmissão pelo sistema ARGOS e/ou IRIDIUM. Os experimentos foram realizados através de estações oceanográficas, com coleta de dados físicos, químicos e biológicos, com o objetivo de verificar a importância dos icebergs na estabilização da coluna de água do mar, a fertilização das águas superficiais e as consequências sobre a produtividade primária. Os experimentos físicos e químicos envolvem a caracterização termohalina (temperatura, salinidade e pressão) e biogeoquímica das águas adjacentes aos icebergs, além da resposta espectral da luz emergente da coluna de água, por influência dos constituintes presentes (fitoplâncton, matéria orgânica dissolvida, material particulado inorgânico). Adicionalmente, as atividades foram complementadas com recepção, processamento e análise de imagens da cor do oceano, em conjunto com o Goddard Space Flight Center da NASA, sobre a variabilidade de propriedades óticas aparentes e inerentes nas adjacências dos icebergs, que estão correlacionadas com os constituintes da camada superior dos oceanos. 21

22 Principal Contribuição Científica Dentre as principais contribuições do projeto SOS-CLIMATE aos objetivos do projeto CRAC-ICE destaca-se o ineditismos da marcação de icebergs com bóias de posicionamento, permitindo inferir sobre a circulação oceânica regional ao redor da Península Antártica. Collares, L. L.; Mata, M. M.; Arigony-Neto, J.; Sousa, R. B.; Kerr, Rodrigo; Garcia, C.A.E. Icebergs tracking in the NW of the Weddell Sea, Antarctic, and its association with Regional Circulation. IPY Montreal Conference, Em preparação para submissão ao Journal of Remote Sensing. As correntes oceânicas, o gelo marinho, a batimetria e os ventos são responsáveis por determinar a trajetória dos icebergs nos oceanos. Diferentes métodos de observação de icebergs têm sido utilizados para o entendimento desta componente da criosfera. Duas metodologias despontam para tal objetivo, plataformas de coleta de dados (PCDs) rastreadas via sistema satelital ARGOS e as imagens de radar. A fim de monitorar o deslocamento de icebergs (Fig. 9), no noroeste do Mar de Weddell, foram utilizados dados de posição de PCDs fixadas em três icebergs (em 19 de fevereiro de 2009) nas proximidades da ilha James Ross. Imagens Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) foram utilizadas como medida complementar no rastreamento de icebergs durante os anos de 2008 e A partir dos resultados foi possível associar a deriva dos icebergs monitorados aos principais sistemas de correntes e frentes daa região, como a Corrente Costeira Antártica, a Frente de Talude Antártico e a Frente de Weddell. Podem-se observar aspectos da circulação regional, tal como a identificação de uma célula de circulação anticiclônica no entorno da ilha James Ross e a deriva de icebergs em direção ao Estreito de Bransfield. A estimativa média da taxa de desintegração dos icebergs monitorados foi de 19%, associadas com um fluxo de volume de água doce para o oceano de aproximadamente 0.57 m 3 s -1 e 0.94 m 3 s -1, respectivamente durante o período de observações nos anos de 2008 e Figura 9. Trajetórias de icebergs marcados com PCDs (esquerda) e por imagens ASAR (direita) durante a investigação executada para os projetos SOS-CLIMATE e CRAC-ICE (Collares 2010). 22

23 Atividade No: 92 do Ano polar Internacional Integrated analyses of circumpolar Climate interactions and Ecosystem Dynamics in the Southern Ocean International Polar Year (ICED-IPY) O projeto ICED-IPY foi uma iniciativa internacional que objetivou, de forma integrada e coordenada, o estudo multidisciplinar de ecossistemas do oceano Austral. O projeto ICED-IPY coordenou 10 (dez) EoI Cartas de Interesse -, sendo estas denominadas SCACE, ATOS, SOSA, Effects of CO 2 on CaCO 3 accretion and primary productivity, IFESS, BONUS-GoodHope, SASIE, BASICS, SOS-CLIMATE, Carbon in Sea Ice. O consórcio foi denominado de Ecosystems and Biogeochemistry of the Southern Ocean. Participação e Contribuição Brasileira O projeto SOS-CLIMATE conduziu estudos multidisciplinares nas regiões da plataforma continental da Argentina e do oceano Austral, com a proposta de elucidar vários aspectos deste importante ecossistema do Hemisfério Sul, tais como a dinâmica das águas superficiais, a interação da luz com os constituintes da água do mar, os níveis da produção primária, as trocas de gases entre o oceano e a atmosfera e o sistema carbonato na região. A alta abundância de fitoplâncton marinho ocorre durante a primavera e verão de cada ano, com dominância de diatomáceas e dinoflagelados na primavera e cocolitoforídeos no verão. Estas florações possuem papel relevante nos processos biogeoquímicos regionais, tais como no sequestro de CO 2 atmosférico e na liberação de compostos de enxofre para a atmosfera, os quais interferem na formação de nuvens e no nível de albedo terrestre. Com a obtenção de dados de campo e o mapeamento do espaço, através de técnicas de modelagem e de sensoriamento remoto, as seguintes propriedades foram estudadas: abundância e distribuição da biomassa fitoplanctônica, concentração de carbonato de cálcio (calcita) derivado dos cocolitoforídeos, espalhamento espectral da luz, concentração de material dissolvido, entre outros parâmetros óticos. Análises recentes de imagens de satélites desta área demonstram que as florações de fitoplâncton estendem-se de setembro a março de cada ano, com alta variabilidade interanual, e em várias ocasiões as águas produtivas da plataforma e quebra da plataforma Argentina fluem para a região costeira do sul do Brasil, com prováveis impactos positivos na produção biológica. Estudou-se também a variabilidade espaço-temporal do sistema carbonato na interface ar-mar e suas relações com a produção primária marinha, utilizando-se diferentes técnicas de medição. As concentrações de CO 2 e seus fluxos foram relacionados às propriedades biológicas (comunidade fitoplanctônica e produção primária) e óticas medidas ou derivadas, explorando o potencial de algoritmos preditivos. 23

24 Principais Contribuições Científicas Dentre as contribuições do projeto SOS-CLIMATE aos objetivos do projeto ICED-IPY destacam-se dois trabalhos de relevância principal nas regiões polares do oceano Austral e nas áreas da Patagônia Argentina, visto aos objetivos do ICED-IPY em compreender a dinâmica e interação entre diversos ecossistemas de áreas distintas no oceano Austral e adjacências. Mendes, C. R. B.; de Souza, M. S.; Garcia, V. M. T., Leal, M.C., Brotas, V.; Garcia, C. A. E. Dynamics of phytoplankton communities during late summer around the tip of the Antarctic Peninsula. Deep Sea Research I, v. 65, p. 1-14, O ambiente marinho contém comunidades biológicas muito diversas que estão interligadas em complexas cadeias tróficas. Na base dessas cadeias tróficas encontra-se o fitoplâncton (principal produtor primário dos oceanos), que embora representando menos de 1% da biomassa vegetal do planeta, é responsável por cerca de metade da produção primária na Terra. O estudo da dinâmica do fitoplâncton constitui uma ferramenta fundamental no monitoramento e na avaliação ambiental, nos estudos das relações tróficas e na modelação dos ecossistemas. Apesar de o oceano Austral ser, usualmente, caracterizado como uma região de elevadas concentrações de nutrientes, mas com baixas concentrações de clorofila a (Chl a), existem determinadas zonas ao redor da Antártica onde se registram elevadas taxas de produtividade marinha, que servem de importantes áreas de alimentação para herbívoros e que são cruciais para captação de CO 2 atmosférico em termos globais. O principal objetivo deste estudo foi compreender os processos físico-químicos responsáveis pela distribuição das comunidades de fitoplâncton na região da Península Antártica (Fig. 10), caracterizando as respectivas comunidades através da análise pigmentar por HPLC (high-performance liquid chromatography) e identificando as espécies dominantes por microscopia. A utilização de ferramentas químico-taxonômicas como o programa CHEMTAX permitiu uma eficiente quantificação da contribuição das diversas classes taxonômicas para o total de Chl a (índice de biomassa). O estudo acerca da distribuição espacial das comunidades de fitoplâncton no entorno da Península Antártica é baseado nos resultados obtidos em dois cruzeiros oceanográficos realizados em dois anos consecutivos (2008 e 2009) no final do verão austral. As maiores biomassas registraram-se nas estações mais costeiras e próximas à Península, que apresentaram uma coluna de água mais homogênea e, possivelmente, uma maior disponibilidade em ferro devido aos processos de mistura. Estas zonas mais costeiras, em especial a região ao redor da ilha de James Ross (onde se registram valores de Chl a superiores a 7 mg m-3), foram associadas com um predomínio de diatomáceas. Em zonas mais oceânicas (mar de Weddell e Passagem de Drake) verificou-se um 24

25 aumento da estratificação, provavelmente restringindo os níveis de ferro na camada eufótica, o que limitou a biomassa e favoreceu o crescimento de organismos nanoplanctônicos, como as criptófitas e/ou Phaeocystis antarctica (primnesiófita). A utilização de índices pigmentares permitiu avaliar alguns processos fisiológicos das comunidades de fitoplâncton em resposta a determinadas condições ambientais (disponibilidade de ferro, luz e/ou herbivoria). Esta informação serviu para uma melhor compreensão dos complexos processos responsáveis pela dinâmica do fitoplâncton ao redor da Península Antártica. Figura 10. Posição das estações oceanográficas dos cruzeiros SOS I (2008) e SOS II (2009) segregados em áreas distintas para investigação das comunidades fitoplanctônicas ao redor da Península Antártica (Mendes et al. 2012). de Souza, M. S.; Mendes, C. R. B.; Garcia, V. M. T., Pollery, R. C. G., Brotas, V. Phytoplankton community during a coccolithophorid bloom in the Patagonian shelf: microscopic and high-performance liquid chromatography pigment analyses. Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom, v. 92, p , Este trabalho teve como objetivo principal a descrição e a caracterização da variabilidade da biomassa e composição de grupos taxonômicos de fitoplâncton (Fig. 11) em relação a parâmetros ambientais na Patagônia Argentina. As amostragens foram conduzidas a bordo do Navio de Apoio Oceanográfico Ary Rongel durante os cruzeiros à Patagônia (projeto PATEX). Amostras 25

26 superficiais (250 ml) foram coletadas com garrafa Van Dorn para análise do fitoplâncton e de seus pigmentos. Análises estatísticas multivariadas foram aplicadas para sintetizar os dados biológicos e/ou abióticos e para relacionar a variabilidade da composição fitoplanctônica com determinados parâmetros oceanográficos. Sobre a plataforma da Patagônia no verão, o cocolitoforídeo Emiliania huxleyi foi mais abundante (0,05 a células L-1) na maioria das estações e sua distribuição foi associada com baixas razões Si:N. Na região da Confluência Brasil-Malvinas as variáveis abióticas explicaram 44% da variabilidade da composição e distribuição do fitoplâncton: (1) águas de plataforma/mistura com concentrações moderadas de nutrientes tiveram dominância de Phaeocystis antarctica; (2) águas tropicais (oligotróficas) e subantárticas (<2,3 μm de Si) com assembléias de diatomáceas e diatomáceas/dinoflagelados, respectivamente; e (3) águas costeiras com camada de mistura profunda e diatomáceas. Na quebra de plataforma da Patagônia, a primavera caracterizou-se por dominância do nanoplâncton, especialmente Thalassiosira spp., associado com concentrações relativamente altas de nutrientes (influência da Corrente das Malvinas). O verão, na porção sul, foi representado por cocolitoforídeos (2008) e camadas de mistura rasas ou pela diatomácea microplanctônica Rhizosolenia crassa (2009) com camada de mistura profunda. Esse trabalho demonstrou a influência da camada de mistura/estratificação da coluna d água na composição do fitoplâncton de todos os setores amostrados e o efeito da limitação por Si em setores do Mar Argentino na primavera e no verão. Figura 11. Contribuição percentual dos grupos de fitoplâncton à contribuição total de Chl a na estação P508 do cruzeiro PATEX V, sendo (a) em superfície e (b) no pico de fluorescência (de Souza et al. 2012). 26

27 Atividade No: 132 do Ano Polar Internacional Climate of Antarctica and the Southern Ocean Ocean Circulation Cluster (CASO) O projeto CASO permitiu uma visão integrada e interdisciplinar para compreender o papel da Antártica e do oceano Austral no clima do passado, do presente e do futuro durante o API. O CASO foi organizado em 5 temas: (i) Antártica e o oceano Austral no ciclo global da água; (ii) Teleconexões no Hemisfério Sul; (iii) Processos climáticos nas margens continentais da Antártica; (iv) Clima ecossistemas biogeoquímica no oceano Austral e (v) Registros do passado da variabilidade e mudanças climáticas na Antártica. Os objetivos do CASO foram: (1) Obter uma visão sinótica do meio ambiente físico do oceano Austral - em colaboração com outras atividades do API, que incluem biogeoquímica, ecologia e biodiversidade e (2) aumentar o conhecimento do papel dos oceanos no passado, presente e futuro do clima, incluindo conexões entre as circulações zonal e meridional do oceano Austral, transformação de massas de água, variabilidade atmosférica, interações oceano-criosfera, interações físico-biogeoquímica-ecológicas e teleconexões entre latitudes polares e temperadas. Participação e Contribuição Brasileira O projeto SOS-Climate contribui com a realização de experimentos na ida (e retorno do Ary Rongel) à região Antártica para melhor compreensão das teleconexões entre a região polar e a costa sul do Brasil. Os experimentos foram realizados através de estações oceanográficas, com coleta de dados físicos e biogeoquímicos, além de lançamento de derivadores e sondas no oceano e na atmosfera para avaliar o papel desempenhado por vórtices e estruturas similares na transferência de massa, calor e propriedades entre as regiões subantártica e temperada do Atlântico Sul Ocidental. A estrutura de propriedades termohalinas e bio-óticas (aparentes e inerentes) das águas da Confluência Brasil-Malvinas foram estudadas ao longo do API. Intensas atividades de processamento e análise de imagens termais e da cor do oceano, em diferentes resoluções espaciais e espectrais, utilizando diferentes sensores (AVHRR, MODIS, SeaWiFS, etc) foram realizadas pela FURG e INPE em conjunto com o Goddard Space Flight Center da NASA. Um grande esforço foi despendido no estudo da variabilidade de propriedades oceanográficas, obtidas no campo ou por sensoriamento remoto, na região de teleconexão entre o Atlântico Sul e oceano Austral de forma a caracterizar sua variabilidade temporal e espacial. Na área de modelagem numérica avaliou-se a contribuição das águas adjacentes ao continente Antártico no clima da América do Sul e o papel da variação da extensão e concentração do gelo marinho ao redor da Antártica na circulação do oceano Atlântico Sul. 27

28 Principal Contribuição Científica Dentre as principais contribuições do projeto SOS-CLIMATE aos objetivos do projeto CASO destacam-se os três trabalhos a seguir, que focam na interação atmosfera-oceano na região da Confluência Brasil-Malvinas, na importância dos estudos em bio-ótica marinha e no entendimento da variabilidade das águas de fundo da Antártica. Pezzi, L. P.; de Souza, R. B.; Acevedo, O.; Wainer, I.; Mata, M. M.; Garcia, C. A. E.; de Camargo, R. Multiyear measurements of the oceanic and atmospheric boundary layers at the Brazil-Malvinas confluence region, Journal of Geophysical Research - Oceans, v.114, D19103, Este estudo analisou e discutiu os dados obtidos de medições oceânicas e atmosféricas, realizadas simultaneamente na região da confluência Brasil- Malvinas (BMC), no sudoeste do oceano Atlântico. Esta área é uma das mais dinâmicas regiões frontais dos oceanos globais. Os dados foram coletados durante quatro cruzeiros de investigação na região em anos consecutivos, entre 2004 e Muito poucos estudos abordaram a importância de estudar o acoplamento ar-mar na região BMC. Gradientes laterais de temperatura na região de estudo foram elevados tanto na superfície como em subsuperfície. Na camada limite oceânica, o gradiente vertical de temperatura chegou a 0,08 C m 1 a 500 m de profundidade. Nossos resultados (Fig. 12) mostram que a camada limite atmosférica marinha (MABL), na região do BMC, é modulada por gradientes de temperatura da superfície de mar (TSM). A estrutura média da MABL é mais espessa sobre o área quente da BMC, onde predominam as águas da Corrente do Brasil (BC). O oposto ocorre sobre a parte fria da confluência, onde se encontram as águas do Corrente das Malvinas (MC). O lado quente da confluência apresentou maior altura superior de MABL, em comparação ao lado frio. Este tipo de modulação na escala sinótica é consistente com o que acontece em outras regiões frontais do oceano global, onde o MABL ajusta-se as modificações ao longo de gradientes de TSM. Sobre águas quentes, na região BMC, as trocas de instabilidade e turbulência na MABL foram acentuados, enquanto ventos na parte inferior da MABL eram fortes. Sobre o lado frio da frente entre a BC e a MC um comportamento oposto é encontrado. Nossos resultados sugerem que a pressão do nível do mar (SLP) também foi modulado localmente, juntamente com estabilidade estática do mecanismo de mistura vertical, pela condição superficial durante todos os cruzeiros. Gradientes da TSM na região BMC modulam gradiente sinópticos da pressão atmosférica. 28

29 Figura 12. Perfis de temperatura (K) da atmosfera e do oceano amostrados simultaneamente por radiosondas e XBTs ao longo de quatro cruzeiros oceanográficos executados pelos projetos (a, b) GOAL/Rede1 e (c, d) SOS-CLIMATE (Pezzi et al. 2009). Garcia, C. A. E.; Garcia, V. M. T.; Dogliotti, A. I.; Ferreira, A.; Romero, S. I.; Mannino, A.; Souza, M. S.; Mata, M. M. Environmental conditions and biooptical signature of a coccolithophorid bloom in the Patagonian shelf, Journal of Geophysical Research - Oceans, v. 116, C03025, Em janeiro de 2008, uma área com alta reflectância detectada por imagens de satélite da cor do oceano sobre a plataforma continental sul argentina foi amostrada. Altas concentrações de calcita (carbono inorgânico particulado, PIC) estiveram associadas com a dominância do grupo de fitoplâncton cocolitoforídeo Emiliania huxleyi. Enquanto a concentração de clorofila-a foi relativamente baixa (0,29-1,48 mg m -3 ), o coeficiente de atenuação (0,27 a 1,15 m -1 ) e de retroespalhamento de partículas em 660 nm (0,003 a 0,042 m-1) foram elevados. A razão entre PIC e carbono orgânico (POC), PIC:POC, foi altamente variável (0,02 a 1,1) e geralmente alta, com uma correlação significativa com o coeficiente de retroespalhamento de partículas em 660 nm (r = 0,83, p <0,005). A dependência espectral do coeficiente de retroespalhamento seguiu a tendência encontrada por Gordon et al. [2009]. Análises temporais de imagens de satélite da radiância emergente da água em 551 nm (nlw551) e da razão in situ de PIC:POC sugerem que a floração de 29

30 cocolitoforídeo se encontrava em um estágio avançado e, portanto, com altas razões entre cocólitos destacados e células intactas. Isso foi suportado por uma forte correlação entre PIC e o coeficiente de retroespalhamento (r = 0,81, p <0,005) e de atenuação de partículas (r = 0,7, p <0,05). A reflectância do sensoriamento remoto foi fortemente relacionada com o retroespalhamento de partículas e razão de retroespalhamento, mas não com o coeficiente de absorção (Fig. 13). Algoritmos operacionais da NASA superestimaram a concentração de clorofila-a com um fator de ~ 2 e PIC com um erro quadrático médio (EQM) relativamente alto (EQM = 97,9 mg PIC L -1 ). Melhores estimativas de PIC (EQM = 81,5 ug PIC L -1 ) foram obtidas ao utilizar o coeficiente específico de retroespalhamento (normalizado por PIC) original [Balch et al., 2005]. Figura 13. (a) Reflectância espectral (R rs, sr -1 ) obtida por medidas radiométricas durante o cruzeiro PATEX V. As linhas sólidas correspondem ao espectro nas estações de elevada reflectância, linhas tracejadas a localizações intermediárias e as linhas pontilhadas correspondem as estações fora da trajetória. As linhas tracejadas em negrito correspondem ao espectro da estação P512, onde foi encontrado dominância de diatomáceas. (b) Espectro R rs normalizado em 490 nm (Garcia et al. 2011). Azaneu, M.; Kerr, R.; Mata, M. M.; Garcia, C. A. E. Antarctic Bottom Water changes during the last fifty years, Clivar Exchanges, v. 17, p , O oceano Austral é amplamente reconhecido por sua importância na regulação da circulação oceânica global e das alterações climáticas. A formação regional das massas de água profunda e de fundo ao redor da quebra de plataforma continental Antártica é um dos processos físicos mais importantes, que deve ser avaliado para o entendimento sobre a variabilidade da célula profunda de circulação meridional. É reconhecido que mudanças nesta circulação, causada principalmente por alterações na taxa de produção de Água de Fundo Antártica (AABW), poderiam produzir rigorosos impactos no clima global. Este estudo, utilizando o mais completo banco de dados hidrográficos disponível para o oceano Austral, com abrangência do período entre 1958 e 2010, corrobora com investigações anteriores mostrando que as águas densas de plataforma estão passando por processos de freshening e resfriamento do regime costeiro. 30

31 Como resultado dessas alterações de propriedades (Fig. 14), as águas profundas e de fundo regionalmente produzidas e confinadas nos mares regionais do oceano Austral estão ficando menos densas ( kg m-3 ano- 1) durante o período analisado. No regime oceânico, verifica-se uma tendência de aquecimento da AABW ( C yr -1 ) associado a falta de evidências de alterações de salinidade nas bacias do oceano Austral, principalmente nos setores Atlântico ( C yr -1 ), Índico ( C yr -1 ) e Pacífico Ocidental ( C yr -1 ). Por conseguinte, variedades menos densas da AABW estão sendo exportadas para o oceano global, causando alterações na circulação do oceano profundo desde os anos 50, o que pode causar sérias consequências para a circulação oceânica e clima global, ao considerar períodos de longo prazo. Figura 14. Série temporal da (a) temperatura potencial, (b) salinidade e (c) densidade neutra para as águas de fundo das regiões (centro) oceânicas e (direita) costeiras do oceano Austral. A posição dos dados utilizados é indicada no mapa à esquerda, onde a cor vermelha destaca os dados oceânicos e as cores verde e azul indicam as áreas costeiras. 31

32 Montagem do sistema CTD/Rosette para coleta de água do mar no Estreito de Bransfield. Foto: Rosane G. Ito 32

33 SOS-CLIMATE e o Fórum IBAS O Fórum IBAS é uma iniciativa trilateral entre Índia, Brasil e África do Sul, desenvolvida no intuito de promover a cooperação entre estes países nas mais diversas áreas, incluindo a científica. Através do PROANTAR, considerando-se o escopo do Fórum IBAS, o GOAL firmou cooperações para a execução de atividades científicas nos oceanos Austral e Atlântico Sul com pesquisadores indianos e africanos. Destas, três atividades científicas executadas pelos pesquisadores do GOAL e inseridas nos objetivos em comum do projeto SOS-CLIMATE são destacadas a seguir. Adicionalmente, estas atividades contribuíram significativamente para os objetivos do API, visto a contribuição do SOS- CLIMATE às propostas plenas ICED-IPY e CASO. Comissão Transatlântica Brasil-África Os oceanos desempenham um papel preponderante na regulação do clima terrestre. Devido a sua capacidade térmica e aos fluxos de calor através da interface oceano/atmosfera, os estudos de variações climáticas devem incluí-lo como componente fundamental. É na bacia do oceano Atlântico Sul que a maior parte do CO 2 de origem antrópica é absorvida. Mas apesar de sua importância, o papel do oceano Atlântico Sul no sistema climático permanece amplamente desconhecido, sobretudo pela carência de observações e de monitoramento. Uma importante iniciativa para diminuir esta lacuna do conhecimento foi a colaboração firmada entre o Brasil e a África do Sul para a realização da primeira comissão transatlântica programada pelo Brasil, que reuniu um conjunto de dados de grande relevância acerca de uma vasta região oceânica ainda muito pouco estudada. A comissão foi realizada a bordo do Navio Oceanográfico (NOc) Cruzeiro do Sul, entre 19 de outubro e 22 de dezembro de 2009, totalizando aproximadamente 50 dias de trabalhos no mar. O cruzeiro Brasil-África 2009 coletou dados oceanográficos entre as costas brasileira e africana (Fig. 15), abrangendo a região da Confluência Brasil- Malvinas, a Convergência Subtropical e a recirculação da Água central do Atlântico Sul. Os percursos de ida e volta foram realizados, respectivamente, 33

34 em 30º e 20º de latitude sul. Durante o trajeto também foram coletados dados nas costas do Brasil, África do Sul e Namíbia. O NOc Antares participou da comissão fazendo o adensamento da grade amostral da costa brasileira até a elevação do Rio Grande. Em cada estação oceanográfica foram coletadas amostras de água em diversas profundidades, para estimativas de parâmetros físicos, químicos e biológicos. Lançamentos de redes de coleta de microorganismos do fito e zooplâncton, balões para dados atmosféricos e de boias de deriva para dados oceanográficos também foram executados. Onze projetos científicos integrados, envolvendo diretamente dez universidades e institutos de pesquisa brasileiros, foram executados no cruzeiro Brasil-África 2009, englobando quatro grandes áreas: Oceanografia Física, Oceanografia Química, Plâncton e Interação Oceano-Atmosfera. A primeira comissão transatlântica Brasil-África (ou cruzeiro Brasil-África) viabilizou o estudo das interações entre os processos biológicos, físicos e químicos que ocorrem no oceano Atlântico Sul, avaliando os seguintes aspectos do meio ambiente marinho: dinâmica das águas superficiais e profundas, níveis de produção biológica, trocas de gases entre oceanoatmosfera, e a natureza e extensão das interações de condições abióticas com as respostas biológicas. Os dados adquiridos durante o cruzeiro Brasil-África 2009 permitirão inferir quantitativamente sobre a importância do Atlântico Sul nos ciclos biogeoquímicos e poderão ser utilizados em modelos de variações climáticas e de biodiversidade regional e global. Neste contexto, as atividades de pesquisa tiveram continuidade no ano de 2011, através da realização da segunda comissão transatlântica Brasil-África. O cruzeiro transatlântico Brasil-África 2011 foi realizado entre os dias 22 de outubro e 22 de dezembro de 2011, realizando amostragens física, química e biológicas no paralelo de 35ºS na derrota de ida e entre a Cidade do Cabo e o Rio de Janeiro no retorno, desta forma, adequando as áreas amostradas aos objetivos principais do projetos envolvidos Figura 15. Posição das estações oceanográficas realizadas entre a costa do Brasil e da África durante os cruzeiros transatlânticos Brasil-África 2009 (verde) e 2011 (vermelho). 34

35 Projeto ACC-PHYTO O projeto denominado Frentes oceânicas da Corrente Circumpolar Antártica regulando a distribuição do fitoplâncton no oceano Austral (ACCPHYTO) é parte da colaboração firmada entre o Programa Antártico Brasileiro (PROANTAR) e o Centro Nacional de Pesquisas Antárticas e Oceânicas da Índia (NCAOR). A colaboração e intercâmbio científico entre Brasil-Índia faz parte dos acordos maiores firmados entre os governos brasileiro, indiano e sulafricano para o desenvolvimento de diversas áreas do conhecimento tecnológico e científico destes países. O projeto foi coordenado pelos doutores Carlos A. E. Garcia, Rodrigo Kerr e Carlos Rafael B. Mendes, tendo como meta compreender a interação das frentes oceânicas da Corrente Circumpolar Antártica (ACC) sobre a regulação da assembleia fitoplanctônica. O projeto ACC-PHYTO contribuiu diretamente aos interesses do projeto SOSCLIMATE e com os estudos desenvolvidos no oceano Austral que são conduzidos pelo Grupo de Oceanografia de Altas Latitudes (GOAL). O GOAL é um grupo de pesquisa multidisciplinar composto por pesquisadores e estudantes de diversas instituições brasileiras, além de colaboradores internacionais. As atividades do grupo estão focadas nas seguintes áreas do conhecimento: Oceanografia Física, Oceanografia Biológica, Oceanografia Química, Bio-ótica e Sensoriamento Remoto, Interações Oceano-AtmosferaCriosfera e Modelagem Oceânica e Climática. O projeto ACC-PHYTO investigou a estrutura física da ACC e as interações físico-biológicas no setor Índico do oceano Austral. Esta região é historicamente subamostrada e recentemente apontada como uma importante área exportadora de águas de fundo para os oceanos globais, ou seja, uma região vital para o melhor entendimento das questões climáticas regionais e das mudanças globais. O sistema de correntes e frentes da ACC é extremamente importante para estudos climáticos globais, uma vez que atua como uma barreira física para a troca de massas de água polar e subtropical. Por outro lado, o sistema da ACC conecta todas as principais bacias oceânicas globais, atuando como um importante elo para os fluxos de calor, sal, momentum, e organismos marinhos. Os sistemas de frentes da região em estudo são extremamente dinâmicos e a sua variabilidade espaço-temporal tem sido pouco estudada. 35