Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Variabilidad temporal de la corriente de Malvinas y su relación con las masas de agua en el Atlántico Sudoccidental |
| Título alternativo: | Malvinas Current temporal variability and its relationship with water masses in the Southwestern Atlantic |
| Autor: | Paniagua, Guillermina Fernanda |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA)
|
| Publicación en la Web: | 2022-03-29 |
| Fecha de defensa: | 2021-07-08 |
| Fecha en portada: | 2021 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos |
| Director: | Saraceno, Martín |
| Consejero: | Simionato, Claudia Gloria |
| Jurado: | Alder, Viviana Andrea; Dragani, Walter Cesar; Pisoni, Juan Pablo |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | VARIABILIDAD DE LA CORRIENTE DE MALVINAS; MASAS DE AGUA; SERIES TEMPORALES IN-SITU; DATOS ALTIMETRICOS; TALUD PATAGONICOMALVINAS CURRENT VARIABILITY; WATER MASSES; IN SITU TIME SERIES; ALTIMETRY DATA; PATAGONIAN SLOPE |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6857_Paniagua |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n6857_Paniagua.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n6857_Paniagua |
| Ubicación: | Dep.ATM 006857 |
| 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. Paniagua, Guillermina Fernanda. (2021). Variabilidad temporal de la corriente de Malvinas y su relación con las masas de agua en el Atlántico Sudoccidental. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6857_Paniagua |
Resumen:
La corriente de Malvinas (CM) está ubicada en el Atlántico Sudoccidental, sobre el talud continental patagónico (TCP). La CM fluye hacia el norte siguiendo el contorno del talud a lo largo de unos 1800 kilómetros hasta aproximadamente 38°S, donde se encuentra con la Corriente de Brasil. El encuentro de ambas corrientes genera la región conocida como Confluencia Brasil-Malvinas (CBM). La CM es la corriente del hemisferio sur que transporta aguas frías subpolares más cerca del ecuador, siendo ésta, una de sus características más relevantes. Asimismo, contribuye al transporte de calor y sal entre distintas latitudes. En su camino hacia el norte, la CM transporta aguas ricas en oxígeno y nutrientes. El oxígeno y los nutrientes se utilizan a lo largo del talud y son los responsables de la gran biomasa de fitoplancton observada en la región. La gran productividad característica del talud se propaga a través de la cadena alimentaria, dando lugar a importantes pesquerías en la región. Las mediciones in-situ registradas sobre la CM se han colectado principalmente en su porción norte, en 40°-41°S, muy cerca de la CBM. El estudio de la CM en dicha región se ve afectado por la variabilidad estacional que caracteriza la CBM. La presente tesis doctoral tiene como objetivo general comprender la variabilidad temporal de la corriente de Malvinas y la estructura de las masas de agua presentes en el talud continental. Para alcanzar dicho objetivo, analizamos los siguientes datos: in-situ, colectados en el marco del proyecto CASSIS (Corrientes del Atlántico Sudoccidental Satélite In Situ, www.cima.fcen.uba.ar/malvinascurrent), hidrográficos históricos registrados en la región y remotos, obtenidos a partir de satélites que miden la altura y la temperatura superficial del mar. El conjunto de datos in-situ se obtuvo a partir de distintos instrumentos que estuvieron fondeados sobre el TCP en 40°-41°S y en 44,7°S entre diciembre 2014 y junio 2017. Las variables oceanográficas analizadas en esta tesis son: temperatura potencial (θ), salinidad (S), presión (P), componente zonal (u) y meridional (v) de la velocidad. La observaciones in-situ colectadas sobre la CM en 40°-41°S entre diciembre 2014 y noviembre 2015 mostraron dos regímenes que denominamos fuerte y débil. Durante el régimen fuerte la CM fluye a lo largo del talud continuamente a través de los fondeos hacia el noreste, mientras que durante los casi 5 meses de duración del régimen débil se presentan con frecuencia reversiones de las velocidades a lo largo del talud. La comparación del nuevo set de datos con series temporales de velocidades registradas durante las últimas tres décadas, en la misma región, muestra que es la primera vez que se observa un período tan extenso de flujo débil. Durante el régimen débil, se observa la presencia de Aguas Modales Subantárticas sobre la isobata de 1800 m a una profundidad promedio de 500 m. Las masas de agua que ocuparon los primeros 1600 m en la columna de agua durante el período fuerte, se hundieron y desplazaron hacia el este durante el período débil. Las velocidades geostróficas y la temperatura superficial del mar muestran claramente que el régimen débil se generó debido a una desviación hacia el este de la CM, aguas arriba de la posición de los fondeos. Las mediciones de corrientes in-situ sobre la CM obtenidas en 44,7°S, entre diciembre 2015 y junio 2017, muestran una corriente con una estructura barotrópica que fluye en dirección norte a lo largo de las isobatas. Las velocidades meridionales registradas en los fondeos Oeste y Este no están correlacionadas. Las mismas muestran oscilaciones de gran amplitud que son coherentes con el pasaje de estructuras de mesoescala sobre los fondeos. Los datos de altimetría satelital, que están altamente correlacionados con los datos de velocidades in-situ filtrados a 20 días (r ~ 0,80), sugieren que la variabilidad de la CM es afectada por anomalías del nivel del mar (ANM) que se propagan a lo largo del talud con velocidades de fase que oscilan entre 0,21 ± 0,04 m s^-1 y 0,14 ± 0,01 m s^-1. Las ANM se propagan hacia el norte siguiendo contornos de vorticidad potencial planetaria a lo largo del talud y sus velocidades de fase disminuyen hacia el este. Las ANM que llegan a 44,7°S podrían originarse al norte de la placa de Scotia y en ~50°S a lo largo de la Escarpa de Malvinas, entre 47,2°O y 39,6°O. A partir de los resultados obtenidos se sugiere que la interacción entre las corrientes y la compleja batimetría en dichas regiones genera inestabilidades que potencian la generación de estructuras de mesoescala que se propagan en la dirección del flujo a lo largo del borde Oeste de la cuenca Argentina, afectando la variabilidad de las velocidades en la CM. Las velocidades de fase observadas en las ANM no corresponden a las velocidades de fase características de ondas atrapadas al talud descriptas en otras regiones. Las periodicidades características de las ANM mencionadas, fueron también observadas en los datos de temperatura potencial registrados por los instrumentos en 44,7°S. Velocidades geostróficas calculadas a partir de datos hidrográficos obtenidos entre el 8 y 10 de junio 2017, muestran que el flujo de la CM en 44,7°S está caracterizado por la presencia de 2 jets principales. A diferencia de los resultados encontrados en 40o-41°S, en 44,7°S no se observa una clara relación entre la variabilidad de la CM y la estructura de las masas de agua presentes en el talud. Un análisis de coherencia realizado combinando las series temporales de u y v versus θ y S derivadas de las mediciones colectadas cerca del jet principal de la CM en 760 m y en 1042 m de profundidad, mostró coherencias significativas entre las variables analizadas alrededor de 52, 25 y 15 días sólo en ~760 m. Este trabajo de investigación aumenta nuestro conocimiento acerca de la dinámica de la CM. Mejorar la comprensión de la circulación en la cuenca Argentina es un importante punto de partida para poder comprender los procesos físicos que sustentan los ricos ecosistemas presentes en el TCP en futuros trabajos.
Abstract:
The Malvinas Current (MC) is located in the Southwestern Atlantic, on the Patagonian slope (PS). The MC flows northward following the contour of the slope for about 1800 kilometers to approximately 38°S, where it meets the Brazil Current (BC). The meeting of both currents generates the region known as the Brazil-Malvinas Confluence (BMC). The MC is the southern hemisphere current that transports subpolar cold waters to the equator. Thus, it contributes to the heat transport between different latitudes. In addition, the MC carries waters rich in oxygen and nutrients. Oxygen and nutrients are used along the slope and are responsible for the large phytoplankton biomass observed in the region. The high productivity characteristic of the slope spreads through the food chain and thus supports important fisheries in the region. In situ measurements along the MC have been collected mostly in its northern portion at 40°-41°S. The study of the MC in this region is affected by the seasonal variability that characterizes the BMC. This doctoral thesis has the general objective of understanding the MC temporal variability and the water masses structure present in the PS. To achieve this objective, we analyzed unpublished in situ currents data obtained in the framework of the French-Argentine CASSIS project (www.cima.fcen.uba.ar/malvinascurrent), historical hydrographic and altimetry data collected in the region. The unpublished in situ data set was registered from different instruments that were anchored across the MC at 40°-41°S and at 44,7°S between December 2014 and June 2017. The oceanographic variables analyzed in this thesis were: potential temperature (θ), salinity (S), pressure (P), zonal (u) and meridional (v) velocity components. The in situ observations collected across the MC at 40°-41°S between December 2014 and November 2015 showed two different regimes that we called strong and weak. During the strong regime the MC flows northeast through the moorings while during the nearly 5 months long weak regime reversals of along-slope velocities are frequently observed. Comparison between the new data set with the previous in situ time series registered during the last three decades in the same region shows that such an extended period of weak flow has not been previously observed. During the weak regime, Sub-Antarctic Mode Water is observed over the 1,800 m isobath at an average depth of 500 m. Water masses occupying the upper 1,600 m during the strong regime deepen and shift eastward during the weak period. Satellite geostrophic velocities and sea surface temperature clearly show that the weak regime is due to a deflection to the east of the MC, upstream of the mooring position. In situ current measurements obtained across the MC at 44.7°S between December 2015 and June 2017 show a current with an equivalent-barotropic structure that flows northward along the isobaths. The meridional velocities at the western and eastern moorings are not correlated and show large amplitude oscillations which are coherent with the passage of mesoscale features over the moorings. Satellite altimetry data, that are highly correlated with 20-day low-pass filtered in situ velocities (r~0.80), show that the MC variability is affected by the propagation of sea level anomalies (SLA) along the Patagonian slope with phase speeds that range between 0.21 ± 0.04 m s^-1 and 0.14 ± 0.01 m s^-1. SLAs propagate northward along the slope following contours of constant planetary potential vorticity and its phase speeds decrease towards the east across the slope. SLA arriving at 44.7°S could originate in the northern flank of the North Scotia Ridge and ~50°S along the Malvinas Escarpment between 47.2°O y 39.6°O. We suggest that the interaction between the currents and the complex bathymetry at those locations generate instabilities that enhance the generation of mesoscale structures that propagate in the flow direction along the western boundary of the Argentine Basin affecting the variability of the MC velocities. The phase speeds of the SLAs observed do not correspond to the phase speeds characteristic of the shelf-break trapped waves described in other regions. The characteristic periodicities of the SLAs were also observed in the potential temperature data registered by the instruments at 44.7°S. Geostrophic velocities calculated from hydrographic data collected between December 2015 and June 2017 show that the MC flow at 44.7°S is characterized by the presence of 2 main jets. Unlike the results found at 40°-41°S, at 44.7°S, a clear relationship between the MC variability and the structure of the water masses present on the slope is not observed. A coherence analysis carried out combining the time series of u and v versus θ and S derived from the measurements collected near the main jet of the MC at 760 m and at 1042 m depth, showed significant coherence between the variables analyzed around 52, 25 and 15 days only in 760 m depth. This research work increased our knowledge about the dynamics of the MC. Improving the understanding of the circulation in the Argentine basin is important to understand the physical processes that sustain the rich ecosystems present in the Patagonian slope in future works.
Citación:
---------- APA ----------
Paniagua, Guillermina Fernanda. (2021). Variabilidad temporal de la corriente de Malvinas y su relación con las masas de agua en el Atlántico Sudoccidental. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6857_Paniagua
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Paniagua, Guillermina Fernanda. "Variabilidad temporal de la corriente de Malvinas y su relación con las masas de agua en el Atlántico Sudoccidental". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2021.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6857_Paniagua
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