Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Exportación de aguas de la plataforma continental Argentina hacia el océano profundo |
| Título alternativo: | Export of waters from the Argentine continental shelf to the open ocean |
| Autor: | Berden, Giuliana |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Argentina. Ministerio de Defensa. Servicio de Hidrografía Naval de la República Argentina (SHN)
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| Fecha de defensa: | 2023-12-22 |
| Fecha en portada: | 22 de diciembre de 2023 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos |
| Departamento Docente: | Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos |
| Director: | Piola, Alberto Ricardo |
| Consejero: | Saraceno, Martín |
| Jurado: | Pisoni, Juan Pablo; Dragani, Walter César; Meccia, Virna |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | INTERCAMBIO A TRAVES DE LAS ISOBATAS; CORRIENTE DE BORDE OESTE; CONFLUENCIA BRASIL-MALVINAS; PLATAFORMA CONTINENTAL; MASAS DE AGUA; EVENTOS EXTREMOSCROSS-SHELF EXCHANGE; WESTERN BOUNDARY CURRENT; BRAZIL-MALVINAS CONFLUENCE; CONTINENTAL SHELF; WATER MASSES; EXTREME EVENTS |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7476_Berden |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7476_Berden.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7476_Berden |
| Ubicación: | ATM 007476 |
| 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. Berden, Giuliana. (2023). Exportación de aguas de la plataforma continental Argentina hacia el océano profundo. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7476_Berden |
Resumen:
Las aguas subantárticas y subtropicales fluyen sobre la plataforma (ASAP, ASTP) en direcciones opuestas y convergen creando el Frente Subtropical de Plataforma. Sobre el talud continental se encuentran dos corrientes de borde oeste, la corriente de Malvinas fluyendo hacia el noreste, y la corriente de Brasil fluyendo hacia el suroeste. Estas corrientes se encuentran aproximadamente en 37.5◦S formando la Confluencia Brasil/Malvinas (CBM). Aunque estos intensos flujos sobre el talud continental tienden a inhibir los intercambios entre la plataforma y el océano abierto adyacente, los datos in-situ y satelitales, así como los modelos numéricos, sugieren la existencia de intensos transportes a través del talud cerca de la CBM. El objetivo general de esta tesis doctoral es el estudio del intercambio de aguas entre la plataforma continental y el océano abierto. Las observaciones in situ, aunque esporádicas, proporcionan la información detallada necesaria para describir la naturaleza de los intercambios subsuperficiales entre la plataforma y el océano abierto. Observaciones de la campaña oceanográfica SF2013 permitieron la descripción de la distribución y circulación de las masas de agua en la plataforma del Atlántico Sur Occidental enfocado en los intercambios con el océano abierto. Una nueva característica de recirculación de ASAP sobre la plataforma fue evidenciada pudiendo tener un impacto en los tiempos de residencia de estas aguas. Las intrusiones subsuperficiales de aguas oceánicas y las descargas continentales aportan nutrientes a la plataforma. Además, una exportación subsuperficial de ASAP a través de la CBM fue observada. Un transporte total (geostrófico [96.2 %] más Ekman [3.8 %]) de 3.44 Sv al océano abierto entre 32.1-37.7◦S fue estimado a partir de distribuciones de temperatura y salinidad in-situ. La mayor parte del flujo se produce entre 34.7-37.7◦S. Con el objetivo de estudiar las variaciones temporales del intercambio entre la plataforma y el océano abierto entre 30-40◦S se utilizó un reanálisis oceanográfico global (GLORYS). Como requisito previo para su implementación, el reanálisis fue validado en el área de estudio. GLORYS fue cotejado con datos de campañas oceanográficas, observaciones directas de corrientes, una serie temporal de transporte diaria paralela a la costa estimada a partir de observaciones y datos satelitales de altimetría grillada. Existe una buena concordancia general entre el reanálisis y estas observaciones. Debido a la cantidad relativamente grande de agua dulce suministrada por el Río de la Plata, y al gran contraste entre las aguas subantárticas y subtropicales, la salinidad del mar es un indicador clave de la dinámica en la región de estudio. El reanálisis presenta una buena representación de la dinámica de la salinidad superficial sobre el área de interés y exhibe un buen desempeño al representar la estructura vertical de las propiedades termohalinas en las diversas regiones oceánicas, excepto en la plataforma sur donde el reanálisis generalmente presenta salinidades superiores a los datos históricos. Se determinó que el reanálisis GLORYS es una herramienta confiable para explorar las variaciones temporales del intercambio de agua entre la plataforma y el océano abierto. La media temporal de transporte a través del talud continental estimado como la convergencia de los flujos paralelos a la costa en la plataforma entre 30 y 40◦S es 2.09 ± 1.60 Sv hacia el océano abierto. El 73 % del intercambio plataforma-océano abierto se produce en las proximidades de la CBM (38◦S) y el 20 % cerca de 32◦S. Este flujo exportado se debe principalmente al transporte hacia el noreste a través de 40◦S (63 %) y el resto se debe al transporte hacia el suroeste a través de 30◦S (37 %). El flujo transversal al talud presenta variaciones estacionales débiles y una gran variabilidad a escalas temporales subanual y semanal. Esta última está asociada principalmente a cambios del viento generados por sistemas atmosféricos sinópticos. Las variaciones del viento paralelo a la costa provocan cambios del nivel del mar en la plataforma interior que, a su vez, generan grandes anomalías en el flujo geostrófico paralelo a las isobatas asociadas al gradiente de presión en la dirección transversal a la plataforma. El gradiente del nivel del mar en la plataforma interior entre 30 y 40◦S es un buen indicador del intercambio de agua entre la plataforma y el océano abierto a escala estacional y a corto plazo. Los eventos extremos de transporte desde y hacia la plataforma son producidos por la convergencia o divergencia de flujos geostróficos paralelos a las isobatas impulsados por el viento paralelo a la costa. Los eventos de transporte extremo de exportación pueden alcanzar un máximo de 9.45 Sv, mientras que los eventos de importación de agua del océano abierto pueden alcanzar hasta -6.53 Sv. El análisis lagrangiano realizado sugiere que las vías preferenciales de intercambio están determinadas por la actividad de mesoescala de las corrientes de borde oeste, corrientes de Brasil y Malvinas, y sus desplazamientos meridionales. Este trabajo de investigación proporciona una nueva comprensión de los procesos que controlan el intercambio de agua entre la plataforma continental y el océano abierto en el Atlántico Sudoccidental. Estos resultados son importantes para la gestión de los recursos marinos en la región, ya que la interacción entre ambos ambientes puede modular la productividad primaria de la plataforma continental y fertilizar el océano abierto adyacente.
Abstract:
The western South Atlantic shelf hosts one of the most productive marine ecosystems in the southern hemisphere. This productivity is associated with the supply of nutrients from shelf currents, continental discharge, mainly from the Rio de la Plata, and open ocean sources, mainly from the Malvinas Current. Productive waters are frequently exported to the open ocean and have a low probability of returning to the shelf. Therefore, the interaction between the shelf and the adjacent ocean modulates the primary productivity of the shelf and has a significant biogeochemical impact on the open ocean. Subantarctic and subtropical waters flow over the shelf (SASW, STSW) in opposite directions and converge creating the Subtropical Shelf Front. Over the continental slope are two western boundary currents (WBCs), the Malvinas Currents flowing northeastward, and the Brazil Current flowing southwestward. These currents meet at approximately at 37.5◦S forming the Brazil/Malvinas Confluence (BMC). Although these intense flows along the shelf break tend to inhibit exchanges between the shelf and the adjacent open ocean, in-situ and satellite data, as well as numerical models, suggest the existence of intense transports across the slope near the BMC. The overall objective of this doctoral thesis is to study the water exchange between the continental shelf and the open ocean. In-situ observations, although sporadic, provide the detailed information required to depict the nature of subsurface shelf-open ocean exchanges. Observations from the SF2013 oceanographic survey allowed the description of the distribution and circulation of water masses focused on exchanges with the open ocean. A new recirculation feature of ASAP over the shelf was evidenced, potentially impacting the time residence of these waters. Subsurface intrusions of oceanic waters and continental discharges contribute nutrients to the shelf. Additionally, a subsurface export of ASAP through the CBM was observed. A total transport (geostrategic [96.2 %] plus Ekman [3.8 %]) of 3.44 Sv to the open ocean between 32.1-37.7°S was estimated based on in-situ temperature and salinity distributions. Most of the flow occurs between 34.7-37.7°S. To study the temporal variations of the shelf-open ocean exchanges between 30-40°S, a global oceanographic reanalysis (GLORYS) was utilized. As a prerequisite for its implementation, it was validated in the study area. GLORYS was cross-checked with data from oceanographic surveys, direct current observations, a time series of daily coastal transport estimated from observations, and gridded altimetry satellite data. There is a good overall agreement between the reanalysis and these observations. Because of the relatively large amount of freshwater supplied by the Río de la Plata, and the large contrast between subantarctic and subtropical waters, sea salinity is a key indicator of the dynamics in the study region. The reanalysis provides a good representation of surface salinity dynamics over the area of interest and displays a good performance in depicting the vertical structure of thermohaline properties across various oceanic regions, except for the southern shelf, where the reanalysis generally exhibits higher salinities than historical data. It was established that the GLORYS reanalysis is a reliable tool for investigating temporal variations in water exchange between the shelf and the open ocean. The temporal mean transport across the continental shelf-break estimated as the mass divergence of along-shore flow over the shelf between 30 and 40◦S is 2.09 ± 1.60 Sv to the open ocean. 73 % of the shelf-open ocean exchange occurs in the vicinity of the BMC (38◦S) and 20 % near 32◦S. This export flux is mainly due to northeastward transport through 40◦S (63 %) and the remainder is due to southwestward transport through 30◦S (37 %). The cross-shelf flow exhibits weak seasonal variations, and a large variability at subannual and weekly time scales. The latter is mainly associated with wind changes generated by synoptic atmospheric systems. Wind variations parallel to the coast produce sea level changes on the inner shelf which, in turn, generate large anomalies in the geostrophic flow parallel to the isobaths associated with the cross-shore pressure gradient. The difference in sea level anomalies on the inner shelf at 30 and 40◦S is a good indicator of cross-shelf exchange on a seasonal and short-term scale. Extreme transport off-shelf and on-shelf events are driven by the convergence or divergence of geostrophic along-shelf flows driven by the wind parallel to the coast. Extreme export transport events can reach a maximum of 9.45 Sv, while open ocean import events can reach up to -6.53 Sv. Lagrangian analysis suggests that the preferential exchange pathways are determined by the mesoscale activity of the WBCs, the Brazil and Malvinas currents, and their meridional displacements. This research provides a new understanding of the processes that control the exchange of water between the continental shelf and the open ocean in the southwest South Atlantic. These results are important for the management of marine resources in the region, because the interaction between both environments can modulate the primary productivity of the continental shelf and fertilize the adjacent open ocean.
Citación:
---------- APA ----------
Berden, Giuliana. (2023). Exportación de aguas de la plataforma continental Argentina hacia el océano profundo. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7476_Berden
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Berden, Giuliana. "Exportación de aguas de la plataforma continental Argentina hacia el océano profundo". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2023.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7476_Berden
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