Filamentos, Frentes y Remolinos en el Sistema de Afloramiento Costero de Cabo Frio, Brasil
Autores: Calil, Paulo H. R.; Suzuki, Nobuhiro; Baschek, Burkard; da Silveira, Ilson C. A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Filamentos, Frentes y Remolinos en el Sistema de Afloramiento Costero de Cabo Frio, Brasil
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Afloramiento
Frente
Dinámicas
Costero
Remolinos
Equilibrio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Investigamos la dinámica de las características meso y submesoescalares de la región de la plataforma del norte del Golfo de Brasil con un modelo regional de resolución horizontal de 500 m. Nos centramos en el centro de afloramiento de Cabo Frío, donde las aguas costeras ricas en nutrientes son transportadas hacia la plataforma media y exterior, debido a su importancia para la productividad local y remota. El centro de afloramiento de Cabo Frío pasa por una fase de afloramiento, desde finales de septiembre hasta marzo, y una fase de relajación, desde abril hasta principios de septiembre. Durante la fase de afloramiento, se desarrolla un frente intenso de aproximadamente 200 km de largo y 20 km de ancho, con gradientes de temperatura horizontal de hasta 8 degreesC en menos de 10 km. Un chorro frontal intensificado en la superficie de 0.7 m/s en los 20 m superiores y velocidades de alrededor de 0.3 m/s que alcanzan hasta 65 m de profundidad hacen de este frente un camino preferencial de transporte a través de la plataforma. Se observan grandes mezclas verticales y velocidades verticales dentro de la región frontal. El frente está asociado con una fuerte vorticidad ciclónica y una fuerte varianza en la vorticidad relativa, frecuentemente con números de Rossby O(1). El equilibrio dinámico dentro del frente se da entre el gradiente de presión, los términos de Coriolis y de mezcla vertical, que son inducidos tanto por los vientos, durante la temporada de afloramiento, como por el chorro frontal geostrófico. Por lo tanto, la dinámica frontal puede describirse en gran medida como la suma de los balances de viento térmico de Ekman y turbulento. Durante la fase de afloramiento, una mezcla de inestabilidades barotrópicas y baroclínicas domina en el centro de afloramiento. Sin embargo, estas inestabilidades no conducen a la formación local de remolinos coherentes cuando el frente es fuerte. En la fase de relajación, el frente desaparece y la columna de agua se vuelve menos estratificada. La interacción entre las corrientes costeras hacia el este generadas por la variabilidad del nivel del mar, las intrusiones costeras de la Corriente de Brasil y eventos esporádicos de afloramiento costero inducidos por el viento, induce la formación de remolinos ciclónicos con diámetros de aproximadamente 20 km. Están en equilibrio de viento de gradiente y se propagan a lo largo de la isobata de 100 m en la plataforma. Durante esta fase, la inestabilidad baroclínica domina. Se forman filamentos fríos con anchos de 2 km debido a la tensión y estiramiento de anomalías térmicas costeras frías. Duran unos pocos días y se caracterizan por un hundimiento de hasta 1 cm/s. El equilibrio de viento térmico turbulento proporciona una buena estimación de primer orden del equilibrio dinámico dentro del filamento, pero se muestra que la advección vertical y horizontal son importantes. Hasta donde sabemos, este es el primer informe sobre estas características de menor escala en la región. Debido a que estas características meso y submesoescalares en la plataforma afectan en gran medida las propiedades del agua cruciales para la productividad del Golfo de Brasil, es importante tener en cuenta estas características para una mejor comprensión del funcionamiento de este ecosistema y su resiliencia tanto a las actividades humanas directas como al cambio climático.
Descripción
Investigamos la dinámica de las características meso y submesoescalares de la región de la plataforma del norte del Golfo de Brasil con un modelo regional de resolución horizontal de 500 m. Nos centramos en el centro de afloramiento de Cabo Frío, donde las aguas costeras ricas en nutrientes son transportadas hacia la plataforma media y exterior, debido a su importancia para la productividad local y remota. El centro de afloramiento de Cabo Frío pasa por una fase de afloramiento, desde finales de septiembre hasta marzo, y una fase de relajación, desde abril hasta principios de septiembre. Durante la fase de afloramiento, se desarrolla un frente intenso de aproximadamente 200 km de largo y 20 km de ancho, con gradientes de temperatura horizontal de hasta 8 degreesC en menos de 10 km. Un chorro frontal intensificado en la superficie de 0.7 m/s en los 20 m superiores y velocidades de alrededor de 0.3 m/s que alcanzan hasta 65 m de profundidad hacen de este frente un camino preferencial de transporte a través de la plataforma. Se observan grandes mezclas verticales y velocidades verticales dentro de la región frontal. El frente está asociado con una fuerte vorticidad ciclónica y una fuerte varianza en la vorticidad relativa, frecuentemente con números de Rossby O(1). El equilibrio dinámico dentro del frente se da entre el gradiente de presión, los términos de Coriolis y de mezcla vertical, que son inducidos tanto por los vientos, durante la temporada de afloramiento, como por el chorro frontal geostrófico. Por lo tanto, la dinámica frontal puede describirse en gran medida como la suma de los balances de viento térmico de Ekman y turbulento. Durante la fase de afloramiento, una mezcla de inestabilidades barotrópicas y baroclínicas domina en el centro de afloramiento. Sin embargo, estas inestabilidades no conducen a la formación local de remolinos coherentes cuando el frente es fuerte. En la fase de relajación, el frente desaparece y la columna de agua se vuelve menos estratificada. La interacción entre las corrientes costeras hacia el este generadas por la variabilidad del nivel del mar, las intrusiones costeras de la Corriente de Brasil y eventos esporádicos de afloramiento costero inducidos por el viento, induce la formación de remolinos ciclónicos con diámetros de aproximadamente 20 km. Están en equilibrio de viento de gradiente y se propagan a lo largo de la isobata de 100 m en la plataforma. Durante esta fase, la inestabilidad baroclínica domina. Se forman filamentos fríos con anchos de 2 km debido a la tensión y estiramiento de anomalías térmicas costeras frías. Duran unos pocos días y se caracterizan por un hundimiento de hasta 1 cm/s. El equilibrio de viento térmico turbulento proporciona una buena estimación de primer orden del equilibrio dinámico dentro del filamento, pero se muestra que la advección vertical y horizontal son importantes. Hasta donde sabemos, este es el primer informe sobre estas características de menor escala en la región. Debido a que estas características meso y submesoescalares en la plataforma afectan en gran medida las propiedades del agua cruciales para la productividad del Golfo de Brasil, es importante tener en cuenta estas características para una mejor comprensión del funcionamiento de este ecosistema y su resiliencia tanto a las actividades humanas directas como al cambio climático.