DISTRIBUIÇÃO DE TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO MAR NA REGIÃO SUDESTE DO BRASIL

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1 DISTRIBUIÇÃO DE TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO MAR NA REGIÃO SUDESTE DO BRASIL Gustavo Vaz de Melo Universidade Estadual do Rio de Janeiro Tânia Ocimoto Oda Instituto de Estudos do Mar Almirante Paulo Moreira ABSTRACT This work presents a climatology of the sea surface temperature of the area delimited by 17 to 30º S and 30 to 49º W. The mean fields were obtained from SHIP messages informations, computed for 1 degree resolution. In order to provide a more detailed information of the Cabo Frio upwelling area, which is not well represented in previous climatology works, and also smooth the fields, a special smoothing was applied. A comparison between the results of this work and the climatology of Levitus (1987) is discussed. INTRODUÇÃO A distribuição do campo de temperatura da superfície do mar do Oceano Atlântico Sul é de grande importância para a melhor compreensão dos processos atmosféricos, oceanográficos e de interação ar-mar na região. As campanhas de medições sobre o oceano são esparsas, e recorre-se freqüentemente a observações remotas, as quais requerem, por sua vez, medidas in situ para aferição. Por outro lado, observações meteorológicas são realizadas a bordo de navios, codificadas e transmitidas à Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN) (em forma de mensagens SHIP) e posteriormente armazenadas no Banco Nacional de Dados Oceanográficos (BNDO). Essas observações, que incluem a temperatura da superfície do mar, embora cubram uma fração de área oceânica muito distante do desejável para fins sinóticos, por exemplo para correção de leituras remotas, ao longo do tempo vão se constituindo numa fonte expressiva de dados para avaliações climatológicas no Atlântico (principalmente entre 30º S e 60º N, conforme apontado também por Reynolds, 1988). Existem atualmente diversos campos climatológicos de temperatura do mar sobre o oceano, obtidos principalmente a partir de cruzeiros oceanográficos (Levitus, 1987), ou provenientes de observações SHIP (como as utilizadas neste trabalho), ou de blends, i.e., composições de observações remotas e in situ (Reynolds e Smith, 1995). A climatologia de Reynolds e Smith (1995) tem sido bastante utilizada. Entretanto, esses campos são obtidos a partir de campos médios semanais com resolução de 1º, onde são utilizados dados in situ, considerados como verdade terrestre, e informações remotas para descrever a variação da temperatura no espaço. Após esse procedimento, os valores do campo são interpolados para cada ponto de grade. Como será discutido mais adiante, essa metodologia tende a suavizar os campos, mascarando alguns aspectos relevantes e conhecidos de menor escala. Levitus (1987), por sua vez, calculou suas médias a partir de dados provenientes de batitermógrafos mecânicos (MBT) e descartáveis (XBT). Este trabalho tem como objetivos: o tratamento e análise dos dados provenientes de mensagens SHIP armazenados no BNDO, incluindo a identificação de áreas carentes de observações meteorológicas, o estabelecimento de uma metodologia de controle de qualidade para os mesmos e a caracterização dos campos de temperatura da superfície médios a partir desses dados e sua comparação com campos climatológicos obtidos através de outras metodologias.

2 DADOS UTILIZADOS E METODOLOGIA Foram utilizados os dados provenientes de mensagens SHIP armazenados no BNDO, obtidos na área oceânica compreendida entre 17 a 28 º S e 30 a 49º W, no período de 1957 a Os dados são irregularmente espaçados, tanto no tempo como no espaço, totalizando mensagens. A distribuição espacial das mesmas pode ser visualizada na figura 1. Para cálculo da média, foram utilizados para cada mês todos os dados contidos em cada subquadrado de 1 por 1 grau. O campo obtido apresentou vários pontos de máxima e mínima, devido à escassez de informações, principalmente nas áreas mais distantes da costa, evidenciando a necessidade de um procedimento de suavização dos campos, o qual implicaria na suavização de feições reconhecidamente existentes, como a área da ressurgência de Cabo Frio. Um problema semelhante é discutido em Shea e Trenberth (1999), que desejavam obter um campo climatológico com gradientes mais representativos para as regiões das Correntes do Golfo e Kuroshio. Para isso, os autores mesclaram um conjunto de dados de maior resolução à climatologia original. Neste trabalho, buscou-se esta caracterização através da manutenção das médias obtidas para os subquadrados mais próximos à costa, nos quais a densidade de informações é bem maior, aplicando uma suavização através de média ponderada para o restante da área, onde para cada ponto (subquadrado), o peso foi definido em função da distância em relação à costa. Além disso, foi aplicado um peso maior também para os pontos adjacentes entre os quais não ocorria gradientes acentuados, para diminuir a influência de pontos isolados de máxima/mínima. Assim, foram eliminados os pontos de máximo/mínimo não representativos, sem suavizar excessivamente as feições encontradas junto à costa, onde o campo de temperatura comporta-se de forma diferente das áreas oceânicas (um exemplo disso é a ressurgência) e onde a densidade de informações é muito maior do que no restante. RESULTADOS A figura 2 (2.a até 2.l) mostra o campo de temperaturas médias da superfície do mar obtidas. Observando os campos de novembro a março nota-se que na área ao redor de Cabo Frio (em torno de 23º S 042º W), permanece um núcleo mais frio em relação à área restante, devido à ressurgência costeira que ocorre nessa região durante a primavera, quando o evento é mais freqüente, e verão, quando a ressurgência é mais intensa (Tanaka, 1986). Comparando os campos médios obtidos para janeiro, por exemplo, com a climatologia de Reynolds e Smith (1995) ou com a de Levitus (1987), nota-se que estes tendem a não indicar o núcleo de temperaturas mais baixas da ressurgência. Entretanto, em Reynolds e Smith (1995), as médias são calculadas para os pontos de grade dos campos semanais distanciados em 1º, conforme anteriormente discutido, enquanto neste trabalho foram utilizadas as informações contidas em um quadrado de 1º por 1º. Dada a escala espacial da ressurgência costeira de Cabo Frio, a metodologia de Reynolds tende a suavizar o campo, deixando de apontar este aspecto, e as maiores diferenças entre as médias ocorrem nesta área (Fig.3.a e b). A climatologia de Levitus tende a apresentar médias mais altas para toda a área, sendo a diferença mais acentuada no inverno (Figs.3.c e d). Em seu trabalho, o autor apresenta uma discussão acerca dessas diferenças, apontando para uma deficiência na representatividade de sua estatística para o Atlântico Sul, e avaliando alguns problemas instrumentais presentes nas medições de TSM. Com exceção desse aspecto, a distribuição das isotermas é similar em todas as climatologias analisadas. É interessante apontar também que a análise da série temporal de temperatura do mar em Arraial do Cabo (Oda, 1997) fornece médias ainda mais baixas (em torno de 19º C para períodos de ressurgência), devido à sua escala espacial, menor do que um grau, a estatística com essa resolução tende a suavizá-la.

3 Pode-se observar a influência da Corrente do Brasil através da presença de águas mais quentes, principalmente durante o verão, distribuídas por praticamente toda a área, sendo que ao norte de Cabo Frio, esta flui bem próxima à costa. A partir do mês de maio, nota-se um resfriamento progressivo, de toda a área. De acordo com Campos et al. (1996), durante o inverno, observações indicam que ocorrem intrusões de águas mais frias provenientes da região de confluência das correntes do Brasil e das Falklands, atingindo a área entre a Corrente do Brasil e a costa chegando a atingir a costa da região sudeste do Brasil, e como pode ser observado nos campos dos meses de inverno, toda essa região apresenta médias de temperaturas da superfície do mar mais baixas, principalmente nas áreas adjacentes à costa, onde o gradiente de temperatura adquire uma distribuição de língua, ou quase perpendicular à costa. Estas características também podem ser notadas nos campos de Reynolds e Smith (1995). CONCLUSÕES O campo médio obtido a partir das informações SHIP mostrou boa concordância com outras climatologias, apesar da carência de informações principalmente nas áreas mais distantes da costa. Por outro lado, a metodologia utilizada neste trabalho caracterizou de forma mais realística a distribuição do campo de temperatura próximo à costa, principalmente da área de ressurgência de Cabo Frio, onde vários estudos mostram a presença de uma anomalia térmica negativa intensa durante a primavera e verão. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Campos, Edmo J. D.; Lorenzzetti, J.A.; Stevenson, M.R.; Stech, J.L.; Souza, Ronald B.; Penetration of waters from the Brazil-Malvinas Confluence region along the South American Continental Shelf up to 23º S; Anais da Academia Brasileira de Ciências, 68 (Supl.1), Emilsson, Ingvar; The shelf and coastal waters off southern Brazil; Boletim do Instituto Oceanográfico; 144, , Levitus, Sydney; A comparison of the annual cycle of two sea surface temperature climatologies of the world ocean; Journal of Physical Oceanography, 17, 1974, Matano, Ricardo P.; On the separation of the Brazil Current from the coast; Journal of Physical Oceanography, 23, 79-90, Reynolds, Richard W.; A real-time global sea surface temperature analysis; Journal of Climate, 1, 75-86, Reynolds, Richard W.; Smith, Thomas M.; A high-resolution global sea surface temperature climatology; Journal of Climate, 8, , Tanaka, K. Análise de série temporal de 10 Anos: ressurgência em Cabo Frio. INPE RPE/502, 1986.

4 DISTRIBUIÇÃO DAS OBSERVAÇÕES DE TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO MAR Figura 1 - Distribuição das observações. O número no centro de cada quadrado indica o número de observações. Na parte superior do quadrado está indicado o número do Quadrado de Marsden, e na parte inferior, a numeração do subquadrado em relação ao Quadrado de Marsden. DIFERENÇA SHIP-REYNOLDS MÊS: JANEIRO DIFERENÇA SHIP-REYNOLDS MÊS: JULHO Fig. 3.a. Diferença entre a média obtida e média de Reynolds et al. (1995) para Janeiro. Fig. 3.b. Diferença entre a média obtida e a média de Reynolds (1995) para Julho DIFERENÇA MAR-LEVITUS MÊS: JANEIRO DIFERENÇA MAR-LEVITUS MÊS: JULHO Fig. 3.c. Diferença entre a média obtida e TSM média de Levitus (1987) para Janeiro. Fig. 3.d. Diferença entre a média obtida e TSM média de Levitus (1987) para Julho

5 Fig.2.a TSM média para Janeiro Fig.2.b TSM média para Fevereiro Fig.2.c TSM média para Março Fig.2.d TSM média para Abril Fig.2.e TSM média para Maio Fig.2.f TSM média para Junho Fig.2.g TSM média para Julho Fig.2.h TSM média para Agosto Fig.2.i TSM média para Setembro Fig.2.j TSM média para Outubro Fig.2.k TSM média para Novembro Fig.2.l TSM média para Dezembro