Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Las corrientes de borde oeste del Atlántico Sur en 34,5° S : estructura hidrográfica y circulación regional |
| Título alternativo: | The South Atlantic western boundary currents at 34.5 °S : hydrographic structure and regional circulation |
| Autor: | Valla, Daniel |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Argentina. Ministerio de Defensa. Servicio de Hidrografía Naval de la República Argentina (SHN)
|
| Publicación en la Web: | 2022-03-29 |
| Fecha de defensa: | 2019-08-13 |
| Fecha en portada: | 2019 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos |
| Director: | Piola, Alberto Ricardo |
| Director Asistente: | Meinen, Chistopher S. |
| Consejero: | Saraceno, Martin |
| Jurado: | Simionato, Claudia Gloria; Martín de Nascimento, Jacobo; Barreiro, Marcelo |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | ATLANTICO SUR; CORRIENTES DE BORDE OESTE; CIRCULACION MERIDIONAL DEL ATLANTICO; MASAS DE AGUA; CIRCULACION ABISALSOUTH ATLANTIC; WESTERN BOUNDARY CURRENT; ATLANTIC MERIDIONAL OVERTURNING CIRCULATION; WATER MASSES; ABYSSAL CIRCULATION |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6726_Valla |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n6726_Valla.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n6726_Valla |
| Ubicación: | Dep.ATM 006726 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Valla, Daniel. (2019). Las corrientes de borde oeste del Atlántico Sur en 34,5° S : estructura hidrográfica y circulación regional. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6726_Valla |
Resumen:
La Circulación Meridional del Océano Atlántico (CMA) comprende un flujo hacia el norte de aguas cálidas y poco densas en las capas superiores y un flujo de retorno hacia el sur de aguas frías y densas en profundidad. Junto a las aguas transportadas por esta circulación, la CMA redistribuye grandes cantidades de calor a través del Océano Atlántico. Como consecuencia, el Atlántico Sur exporta calor hacia el norte a través del ecuador, una característica única entre todos los océanos globales. Más aún, la CMA transporta hasta un cuarto del flujo calor total global asociado al sistema mar-atmósfera. Tanto observaciones directas como simulaciones numéricas sugieren que la variabilidad de la CMA está relacionada con factores climáticos relevantes para la actividad humana, tales como el ciclo hidrológico, el ciclo del carbono o el aumento del nivel del mar, entre otras. Por lo tanto, resulta central comprender y cuantificar los factores que generan dicha variabilidad. En este contexto, el Atlántico Sur cumple un rol fundamental ya que, por un lado, conecta la región de formación de aguas profundas en el extremo norte del Atlántico Norte con las demás cuentas oceánicas y, por otro, alberga procesos de transformación y modificación de masas de agua que alteran significativamente la estructura de la CMA. En el marco de la iniciativa SAMOC, dirigida a monitorear la intensidad y variabilidad de la CMA en el Atlántico Sur, desde 2009 se han ocupado regularmente secciones hidrográficas y de velocidad en el borde oeste a lo largo de una línea zonal en 34,5° S. En simultaneo, se han obtenido observaciones continuas de velocidades profundas y de transporte meridional de volumen colectadas con fondeos ubicados en el borde oeste sobre la misma latitud. Los datos obtenidos durante SAMOC no tienen precedentes en el Atlántico Sur. En esta tesis, este conjunto de datos es utilizado para investigar la estructura de masas de agua, su variabilidad temporal y la circulación regional en el noroeste de la Cuenca Argentina. Además, se investiga la estructura zonal y la variabilidad temporal del flujo abisal (es decir, debajo de los 3000 dbar) para la misma región. Las secciones hidrográficas repetidas muestran una estructura vertical extremadamente compleja, caracterizada por siete masas de agua de diversos orígenes y con propiedades singulares. Estas capas se encuentran organizadas en bandas zonales cuya estructura sugiere la presencia de celdas de recirculación, con un flujo hacia el sur sobre el borde oeste y un flujo de retorno hacia el norte en el interior del océano. La circulación en los niveles intermedios incluye una celda de recirculación nunca antes reportada, superpuesta a la circulación clásica debajo del giro subtropical. Los niveles profundos se caracterizan por un flujo organizado asociado a la presencia de una Corriente Profunda de Borde Oeste y una recirculación hacia el norte, ~500 km al este del talud continental. En todos los niveles, excepto en la capa abisal, donde no se observan recirculaciones, el flujo hacia el sur está caracterizado por sub-variedades de aguas relativamente más cálidas y salinas que las sub-variedades halladas en el flujo de retorno hacia el norte. Esta diferencia de propiedades es una potencial contribución significativa a los flujos meridionales de calor y sal. La CMA está además compuesta por una rama abisal que transporta las aguas más densas del globo, originadas cerca de la Antártida, hacia el norte. Si bien es bastante débil en el Atlántico Norte, en latitudes medias del Atlántico Sur la rama abisal es de intensidad similar a la rama profunda. Observaciones directas de velocidad a 4100 m de profundidad muestran una intensa variabilidad, con un rango dinámico de 100 cm·s-1 y picos de energía en escalas temporales de 1-2 meses. Las series temporales diarias del transporte de volumen absoluto derivadas de observaciones de fondeos revelan un registro altamente energético, lo que sugiere que el flujo abisal contribuye significativamente a la variabilidad temporal de la Corriente Profunda de Borde Oeste. El transporte abisal está mayormente forzado por cambios barotrópicos, que a su vez son dominados por variaciones en la presión de fondo a ~ 650 km del talud continental. El trabajo de investigación presentado en esta tesis doctoral permitió establecer una línea de base para investigar el rol que juegan las corrientes de borde oeste en la variabilidad de la CMA y de los transportes de calor y sal en 34,5° S, objetivo principal de la iniciativa SAMOC.
Abstract:
The Atlantic component of the global Meridional Overturning Circulation (AMOC) consists of a northward flow of relatively warm waters in the upper ocean, deep water formation at high latitudes in the North Atlantic and a compensating southward flow of cold waters at depth. Together with the water volumes carried by this circulation, the AMOC redistributes massive amounts of heat through the Atlantic Ocean. As a consequence, the South Atlantic exports heat northwards through the equator, making it unique amongst the World’s oceans. Moreover, at its maximum, in the North Atlantic mid-latitudes, the northward heat transport associated with the AMOC represents almost a quarter of the combined global atmosphere and ocean northward heat transport at that latitude. Direct observations as well as global circulation models consistently indicate that the AMOC variability may have a profound impact on relevant climate system variables, such as the hydrological cycle, the carbon cycle, or the sea level rise. It is therefore imperative to understand and quantify the drivers of such variability. In this context, the South Atlantic plays a significant role because it connects the deep water formation regions in high latitudes of the North Atlantic with the rest of the World’s ocean basins, and actively participates in water mass modification and transformation process that significantly alter the structure of the AMOC. As part of ongoing efforts to monitor the intensity and variability of the AMOC in the South Atlantic, hydrographic and velocity sections have been regularly occupied since 2009 near the western boundary along a zonal line at 34.5 °S in the framework of the SAMOC initiative. Continuous observations of near-bottom velocity and meridional volume transport have been simultaneously collected from moorings located in the western boundary at that same latitude. In this thesis, these unprecedented high-quality, high-resolution data set is analyzed to establish the average hydrographic conditions of the northwestern Argentine Basin and the water mass spatial and temporal variability. The water mass analysis also reveals the pathways of the flow in this region, which are further corroborated by full-depth direct velocity measurements. The zonal structure and time variability of the abyssal flow (below 3000 dbar) for the same region is also investigated. The repeated hydrographic sections capture an extremely rich vertical structure, characterized by seven distinct water mass layers of northern and southern origin, each with unique property signatures. Almost all of these layers exhibit a sharp zonally-banded structure, which is indicative of recirculation cells offshore from the western boundary, with a southward flow over the western boundary and a return, northward flow in the ocean interior. The circulation at intermediate levels includes a previously undetected recirculation cell confined very close to the western boundary and superimposed on the classical intermediate water pathway beneath the South Atlantic subtropical gyre. The deep level flow is characterized by the Deep Western Boundary Current and a northward recirculation ~500 km east from the slope. The southward flow is associated with sub-varieties of relatively warm and salty waters, whereas the northward flow is characterized by relatively colder and fresher sub-varieties. This property difference may be a potential significant contribution to the meridional heat and fresh-water transports. The AMOC also involves a deeper cell which is comprised of an abyssal limb that conveys very dense waters that originate near Antarctica to the north. Although this abyssal cell is quite weak in the North Atlantic, it is of nearly equal strength as the upper cell in the South Atlantic mid-latitudes. Moored direct velocity measurements near the bottom at 4100 m depth show strong variability with a peak-to-peak range of 100 cm·s-1 and dominant signals at times scales of 1-2 months. Daily time series of the meridional absolute geostrophic volume transport computed from the moorings reveal a highly energetic record, suggesting a significant contribution of the abyssal layer flows to the time variability of the Deep Western Boundary Current. The absolute transport is mostly driven by barotropic changes, which are dominated by variations in the bottom pressure ~650 km away from the continental slope. The research presented in this thesis has established a baseline for the future investigation of the role of the western boundary currents in the AMOC and heat and fresh-water transports variability at 34.5° S, the main objective of the SAMOC initiative.
Citación:
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Valla, Daniel. (2019). Las corrientes de borde oeste del Atlántico Sur en 34,5° S : estructura hidrográfica y circulación regional. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6726_Valla
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Valla, Daniel. "Las corrientes de borde oeste del Atlántico Sur en 34,5° S : estructura hidrográfica y circulación regional". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2019.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6726_Valla
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