Avaliação da composição modal dinâmica do interior geostrófico dos oceanos

Autor: Laurindo, Lucas Cardoso
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2011
Předmět:
Druh dokumentu: Dissertação de Mestrado
Popis: Este trabalho avalia a importância relativa dosmodos dinâmicos na composição da estrutura vertical do fluxo geostrófico e de suas anomalias em relação à média, com o objetivo de fornecer uma descrição das formas de estratificação predominantes na coluna de água e de identificar prováveis regiões de ocorrência de ondas de Rossby planetárias (OR) dos diversos modos dinâmicos. Raios de deformação internos são estimados para avaliar a possibilidade de interações não-lineares entre OR e as alterações da estratificação local forçadas por sua própria passagem. A análise proposta baseia-se em dados de densidade estimados a partir de perfis verticais de salinidade climatológicos aliados a perfis sintéticos de temperatura. Estes últimos são extrapolados verticalmente a partir de dados orbitais da temperatura da superfície do mar (TSM) e da anomalia da altura da superfície livre (h), segundo um método de reconstrução estatística desenvolvido para este estudo. O primeiro modo baroclínico é dominante tanto no fluxo total quanto em suas anomalias, respondendo em média por 30% da estrutura vertical de velocidade, sendo que este valor descresce aproximadamente por uma razão de três em modos superiores. O segundo modo é significativo ou mesmo dominante em algumas regiões, particularmente em latitudes próximas ao equador. O terceiro é evidente em algumas áreas localizadas, mas não assume papéis importantes em escala de bacia. O modo 0 responde por frações de 6 a 9%, mas é provável que estes resultados sejam subestimados pela metodologia aplicada. Anomalias verticais relacionadas ao primeiro modo coincidem com regiões onde OR longas do primeiro modo tem maior expressão, enquanto o segundo modo parece ser um marcador de OR curtas e ondas de instabilidade tropical. Fenômenos transientes associados ao terceiro modo são observados em áreas restritas dos três oceanos. A magnitude das variações dos raios internos em resposta à fenômenos transientes em algumas regiões implicam em variações significativas na velocidade de fase teórica de OR longas lineares, um indício de que efeitos não-lineares podem ser importantes. Por fim, amplificações da importância do modo barotrópico sobre feições topográficas significativas sugere a existência de mecanismos de transferência de energia entre modos dinâmicos induzidas pela interação com a batimetria.
This study evaluates the relative importance of the dynamical modes in the composition of the geostrophic flow and of its anomalies from the long-term average, respectively seeking to determine the dominant vertical stratification structures of the water column and to identify regions where planetary Rossby waves (RW) of different dynamical modes may most likely occur. The baroclinic Rossby radii of deformation are estimated to evaluate the possibility of nonlinear interactions between RWand changes of the local stratification forced by the wave\'s passing. This analysis is based on density data estimated from climatological salinity profiles and synthetic temperature profiles. The latter are vertically extrapolated for sea surface temperature (SST) and sea surface height anomaly (h) satellite data, using a statistical reconstruction method developed in this study. The first baroclinic mode dominates both the total geostrophic flow and its anomalies, accounting for 30% of the velocity\'s vertical structure on average, where this value decreases approximately by a factor of 3 in subsequent baroclinic orders. The second mode is significant or even dominant in some areas, particularly near the equator. The third mode is evident in some localized regions, but can be ignored at basin-scales. The barotropic mode accounts for 6 to 9% fractions on average, however these values are probably underestimated by the used methods. Vertical anomalies related to the first baroclinic mode coincide with regions where long RWs answers for a significant fraction of local variance, while the second mode highlights zones where short RWs and tropical instability waves are reported. Transient phenomena related with the third mode are observed in comparatively small areas on all three oceans. The magnitude of the baroclinic radii\'s variations in response of the transient variability results in significant changes of the theorethical phase speed for long linear RWs, an evidence that nonlinear effects may be important. Lastly, the greater significance of the barotropic mode over proeminent bottom features suggests the existence of energy transfer mechanisms between dynamical modes triggered by the interaction with the bathymetry.
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