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Title: Dinâmica da dispersão de plumas na plataforma continental de Cabo Frio-RJ : uma análise nas escalas diária, sazonal e interanual
Authors: Silva, Túlio Marcus Lima da
metadata.dc.contributor.advisor: Albuquerque, Ana Luiza Spadano
metadata.dc.contributor.advisorco: Belém, André Luiz
metadata.dc.contributor.members: Silva Filho, Emmanoel Vieira da
Machado, Wilson Thadeu Valle
Peres, Leonardo Faria
Issue Date: 26-Jul-2016
Abstract: Plumas de material particulado em suspensão alteram a geoquímica de águas costeiras e são capazes de influenciar a estrutura e função da comunidade planctônica, devido ao aporte de elementos biogênicos e a transformações bioquímicas que disponibilizam nutrientes para a base da cadeia alimentar marinha. Configura-se, portanto, um potencial fertilizador que motivou a busca pela compreensão do mecanismo por trás da dispersão dessas feições no caso da Plataforma Continental de Cabo Frio-RJ. Para tanto, imagens geradas pelo sensor MODIS em um intervalo de 11 anos (2004 a 2014) foram selecionadas segundo critérios específicos de qualidade e então processadas para extração da área superficial das plumas. Em seguida, a variabilidade de área da pluma foi comparada a dados de reanálise do modelo Wave Watch III-NOAA em diferentes escalas temporais, considerando as variáveis de direção e velocidade do vento e altura e direção de ondas. Os resultados na escala de dias mostram que, no geral, inversões do vento de NE para ventos de SW-S-SE coincidiram com plumas mais restritas à linha de costa, sendo observada sua liberação gradual após a passagem de frentes frias. Sazonalmente, as plumas apresentaram maiores áreas durante o inverno (mediana: 21.793,00 km²), ainda que a precipitação e descarga fluvial na região sejam menores neste período. A análise interanual revelou que a superfície livre aumentou nos últimos anos (média de 12.708,29 km² em 2004 contra 21.713,71 km² em 2014), em uma tendência que corresponde às flutuações do regime de ondas e do fenômeno La Niña. Os resultados, portanto, indicam que as plumas que atingem Cabo Frio não tem seu desenvolvimento controlado pela vazão fluvial, estando em grande parte sujeitas ao regime de vento-onda local. Assim, propôe-se a descrição de um mecanismo de dispersão das plumas túrbidas para o qual a combinação entre ação do vento e impulso das ondas dá origem à resultante que determina sua dimensão e fluxo preferencial. As principais conclusões são as seguintes: a dispersão das plumas ao longo dos dias interage de forma sistemática com a forçante do vento e a energia das ondas, a ponto de reproduzir uma dinâmica basicamente controlada por ambas; as maiores áreas observadas durante o inverno foram provocadas pela maior energia das ondas na estação, o que, por sua vez, pode ser explicado pela alta frequência de frentes frias; a variabilidade interanual de dispersão responde a processos climáticos de escala global, especificamente à ocorrência de fortes eventos La Niña, cujo reflexo direto é detectável no recente aumento da altura das ondas; a região próxima ao Cabo de São Tomé é a mais povoada pelas plumas, onde sua intensidade também é maior, enquanto que a dispersão de material é mais intensa no setor SO da plataforma (trecho Baía de Guanabara-Cabo Frio) e nas faixas mais externas
metadata.dc.description.abstractother: Plumes of suspended particulate matter alter the geochemistry of coastal waters and are able to influence the structure and function of the planktonic community, due to delivery of biogenic elements and the contribution of biochemical processes providing nutrients to the base of the marine food chain. The coastal plumes as potential fertilizers motivated the seek for a better understanding of the mechanism behind the evolution of these features, in the continental shelf of Cabo Frio-RJ. For this purpose, images generated by the sensor MODIS comprising 11 years of observation (2004-2014) were selected according specific quality criteria and then processed to extract information of surface plumes. Variability of plume area was then compared to wind speed, wave height and direction from the Wave Watch IIINOAA program at different time scales. The results showed that, in the scale of days, NE to SW-S-SE wind inversions are related to plumes closer to the coast and an observed gradual relaxation after the passage of cold fronts. Seasonally, the plumes showed increasing coverage during winter (Median: 21,793.00 km²), although precipitation and river discharge in the region are lowest during this period. The interannual data analysis revealed that the free plume coverage increased in recent years (average of 12,708.29 km² in 2004 against 21,713.71 km² in 2014), in a trend that corresponds to fluctuations of the wave regime and La Niña phenomenon. Therefore, the results indicate that the plumes around Cabo Frio has its development not controlled by river discharge, being largely subject to a local wind-wave regime. Thus, this study describes the dispersion mechanism of coastal plumes in combination of wind and waves giving rise to process that determines their size and preferential flow. The main conclusions are as follows: plume dispersion in scale of days interact systematically with wind forcing and wave energy, enough to play primarily a dynamic control by both; the largest coverage observed during the winter were caused by the higher energy wave during the season, which, in turn, can be explained by the high frequency of cold fronts; the interannual variability dispersion responds to climate processes on a global scale, specifically the occurrence of strong events of La Niña, whose direct effects are detectable in recent increasing wave height; the region near the Cabo de São Tomé is the focal point of coastal plumes by where its intensity is also larger, while the dispersion of suspended material is more intense in the southwestern sector of the shelf (between Guanabara Bay and Cabo Frio) and in the outer shelf.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/2012
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