Padrões de distribuição horizontal e vertical e abundância de larvas de peixes de Phosichthyidae foram examinados a partir de arrastos oblíquos e estratificados em águas do Sudeste Brasileiro, entre cabo de São Tomé (41ºW.; 22ºS.) e a ilha de São Sebastião (45ºW.; 24ºS.). A amostragem foi realizada durante dois cruzeiros (Janeiro/2002 -verão; Agosto/2002 -inverno). Foi coletado um total de 538 larvas de Phosichthyidae durante o verão e 158 no inverno. Três espécies, Pollichthys mauli, Vinciguerria nimbaria e Ichthyioccoccus sp. ocorreram na área, mas Ichthyioccoccus sp. foi extremamente rara representada somente por uma larva, capturada na região oceânica durante o verão. Geograficamente, as larvas estiveram concentradas na região oceânica e verticalmente entre a superfície e 80 m de profundidade nos cruzeiros de verão e inverno. As larvas foram mais abundantes durante a noite, apresentando uma migração vertical diária na coluna d'água. Os resultados sugerem um importante papel dos meandramentos e vórtices da Corrente do Brasil no transporte e padrões de distribuição das larvas dos Phosichthyidae nas áreas oceânica e nerítica do sudeste brasileiro.

Horizontal and vertical distribution patterns and abundance of larval phosichthyids were investigated from oblique and depth-stratified towns off Southeastern brazilian waters, from São Tomé cape (41ºW.; 22ºS.) to São Sebastião island (45ºW.; 24ºS.). The sampling was performed during two cruises (January/2002 -summer; August/2002 -winter). Overall 538 larvae of Phosichthyidae were collected during summer and 158 in the winter. Three species, Pollichthys mauli, Vinciguerria nimbaria and Ichthyioccoccus sp. occurred in the area, but Ichthyioccoccus sp. was extremely rare represented by only one specimen, caught in the oceanic region during the summer. Geographically, larval were concentrated in the oceanic region, and vertically distributed mainly between the surface and 80 m depth in the summer and winter. Larvae were more abundant during the night, performing a diel vertical migration in the water column. The results suggest that the meandering and eddies of Brazil Current play important role on the transport and distribution patterns of larval phosichthyids over the oceanic and neritic area in the Southeastern Brazil.

Resultados obtidos em campanhas oceanográficas realizadas em agosto e dezembro de 2003, agosto de 2004 e janeiro de 2005 na região norte da Baía de Todos os Santos (lat. 12º44.5' S e long. 038º35.00' W) entre as ilhas Madre de Deus e Maré são analisadas. Instrumentos com amostragem discreta e contínua foram utilizados para medidas das propriedades hidrográficas, correntes e marés. A massa de água da região norte da baía é forçada por maré semidiurna e mesomaré com número de forma 0,08 e altura da componente M2 próxima a 0.91 m. A série temporal das correntes de superfície indicaram movimentos na direção N/S, com intensidades de até 0,73 m.s-1 em dezembro de 2003. Entretanto, em agosto de 2004 as correntes foram dominadas pela tensão de cisalhamento do vento atingindo intensidade máxima de 1,85 m.s-1 no sentido SE. Nas proximidades do fundo a influência da maré não foi muito evidente, com a intensidade decrescendo até cerca de 0.17 m.s-1 devido ao atrito interno e de fundo. Os campos de temperatura e de salinidade foram fracamente estratificados tanto vertical como horizontalmente, com valores extremos nos intervalos de 23ºC (agosto de 2004) a 28ºC (dezembro de 2003) e 31.0 ups (agosto de 2003) a 36.0 ups (dezembro de 2003), respectivamente. Desses resultados seguem as conclusões: i) A diluição gerada pela descarga de água doce dos rios Caípe, Mataripe e São Paulo na região sob influência da RLAM foram observadas somente nos períodos; inverno, e no verão a intrusão de águas de origem oceânica com salinidades maiores do que 36.0 indicaram a intrusão da massa de Água Tropical; ii) A circulação N-S próximo à RLAM foi dominada fortemente pela maré, sendo a importância da componente semidiurna M2 muito clara; entretanto, a circulação na direção E-W somente apresentou alguma modulação da maré longe das variações abruptas da topografia do fundo; iii) As diferenças da série residual da maré, calculadas pelas alturas da série original subtraídas das séries modeladas, foram, cerca de ¼ das originais, confirmando sua característica semidiurna.

The results obtained in the August and December 2003, August 2004 and January 2005 oceanographic campaigns in the northern region of the Todos os Santos Bay (lat. 12º44.5'S; long. 038º35.00'W) between the Madre de Deus and Maré islands are analyzed. Instruments of continuous and discrete samplings were used to measure hydrographic properties currents and tides. The water mass of the northern region of the bay is forced by semidiurnal and mesotides of form number 0.08 and the lunar component M2 height was estimated at 91cm. The time series of the surface currents indicated movements in the N/S direction, forced by the tide with maximum magnitudes of 0.73 m.s-1 on the December 2003 campaign. However, in August 2004 the currents were dominated by the wind stress forcing, with a maximum speed of 1.85 m.s-1 and SE direction. Near the bottom, the influence of the tide is not as evident, with a decrease in intensity due to internal and bottom friction, with a maximum velocity of 0.17 m.s-1. The thermal and haline structures were weakly horizontally, as well as vertically stratified, with extreme values varying in the intervals 23ºC (August, 2004) to 28ºC (December, 2003) and 31.0 psu (August, 2003) to 36.0 psu (December, 2003), respectively. Some conclusions may be drawn from these results: i) The signs of the dilution of the fresh water discharges of the Caípe, Mataripe and São Paulo rivers in the region under the influence of the RLAM were observed only during the winter periods, but in the summer the region was flooded by waters of oceanic origin and the salinities above 36.0 indicated TW mass intrusion; ii) The N-S circulation near the RLAM is strongly dominated by the tide, and the importance of the M2 component was unequivocal, however, the E-W component presented some tidal modulation away from abrupt bottom topographical changes, and iii) The residual series, calculated as the difference between the original and modeled, is about ¼ of the original and confirmed its semidiurnal character.

Modelos paramétricos de velocidade de correntes são utilizados na literatura oceanográfica para estudos teóricos envolvendo propriedades de instabilidade, ou como condições de contorno e iniciais para implementações regionais de modelos numéricos. Estes, no entanto, foram desenvolvidos na sua maioria para a Corrente do Golfo (Niiler & Robinson, 1967; Luther & Bane, 1985; Robinson et al., 1988; Arango et al., 1992; Xue & Mellor, 1993; Gangopadhyay et al., 1997). O sistema formado pela Corrente do Brasil (CB) e pela Corrente de Contorno Intermediária (CCI) apresenta características dinâmicas singulares enquanto flui ao largo do SE brasileiro, quando comparada as demais correntes de contorno oeste do oceano mundial. Neste trabalho, apresentamos um modelo paramétrico analítico original. O modelo parametriza a estrutura tanto da corrente de superfície (a CB) como da corrente intermediária (a CCI), visando preservar suas características essenciais. No caso da CB, suas principais características são a presença de um núcleo em superfície e o comportamento ocasionalmente assimétrico longitudinalmente devido ao fenômeno do meandramento. Fato que a faz aproximar e afastar o escoamento superficial da quebra de plataforma e do talude superior. Já para a CCI, a principal característica é apresentar o núcleo em torno dos 800-900 m de profundidade, geralmente junto ao talude intermediário. Adicionalmente ao modelo seccional de velocidades, um outro modelo de estrutura de densidade é obtido, assumindo que o campo de velocidades é estacionário e geostrófico: tratam-se, portanto, de campos básicos. Este modelo de densidade é construído a partir da integração da relação do vento térmico. Por fim, a parametrização é confrontada com três seções de velocidades baroclínicas obtidas a partir de observações dentro dos limites da bacia de Campos: 21ºS, 22ºS e 23ºS.

Velocity-based parametric models are often used in the oceanographic literature either in theoretical studies that involves linear stability properties or as boundary-initial conditions for regional implementations of numerical models. However, most of these models were developed for the Gulf Stream (Niiler & Robinson, 1967; Luther & Bane, 1985; Robinson et al., 1988; Arango et al., 1992; Xue & Mellor, 1993; Gangopadhyay et al., 1997). Because the Brazil Current (BC)- Intermediate Western Boundary Current (IWBC) System is unique in terms of its vertical structure as it flows off SE Brazil, an original parametric model has been developed and is presented in this paper. The model parameterizes both the surface-core structure of the BC as well as the intermediate level-core of the IWBC, keeping their basic features such as the asymmetric configuration due to their interaction with the topography. In the BC case, the model allows for the current shape to be deformed if it is close to the shelf break or to acquire a hyperbolic-like shape when it is positioned far away from the continental margin. In the IWBC parameterization, the main characteristic of the model is to reproduce a core placed at 800-900 m depth, adjacent to the intermediate portion of the continental slope. Additionally, under the assumption that the currents are in geostrophic balance, a sectional model of the density structure was obtained from the velocity model. This density model was constructed based on the integration of the thermal wind equation. Finally, the parametric model has been successfully tested, it reproduced with great accuracy the structure of three velocity sections obtained from observations within the boundaries of the so-called Campos Bight: 21ºS, 22ºS e 23ºS.

O estudo da dinâmica de meso-escala da confluência de duas correntes de contorno oeste num oceano de duas camadas quase-geostrófico, não viscoso e inercial no plano f foi conduzido neste trabalho. A estrutura vertical simplificada do modelo foi obtida através de calibração dinâmica em relação à estrutura modal da região da Confluência Brasil-Malvinas. Essa estrutura modal foi estimada a partir da climatologia da área compreendida entre 35º-40ºS e 50º-60ºW. Dois modelos de dinâmica de contornos foram então desenvolvidos. Estes apresentaram sistema de correntes de contorno oeste com transporte simétrico e duas frentes de vorticidade, uma por camada. O escoamento na camada superior foi sempre convergente, formando um jato zonal que flui para leste. Já o escoamento na camada inferior foi divergente, com jato zonal de velocidades fluindo dominantemente para oeste. Tal configuração garantiu que o sistema fosse baroclinicamente instável. Os resultados dos experimentos mostraram que a presença da confluência, da fronteira meridional e do modo barotrópico no escoamento básico favoreceram ondas longas. Os três experimentos conduzidos com o modelo não-linear mostraram o desenvolvimento tanto do padrão de retroflexão como a emissão de vórtices e dipolos vorticais pelo lóbulo de retroflexão (crista primária na camada superior) e no cavado primário a partir de uma perturbação inicial imposta junto ao contorno oeste. Os cenários obtidos se assemelham qualitativamente àqueles observados na Confluência Brasil-Malvinas. Verificou-se também que, os resultados do modelo não linear seguem aqueles previstos pelo modelo linear em termos de taxas de crescimento, velocidades de fase e comprimento das ondas mais instáveis. Isto sugeriu que enquanto os processos de instabilidade baroclínica são responsáveis pelo crescimento temporal dos meandros, os efeitos não lineares causaram principalmente isolamento das estruturas vorticais em estruturas dipolares, que eventualmente se separam do eixo da corrente.

The study of the mesoscale dynamics of the confluence of two western boundary currents was conducted in this work via a quasi-geostrophic inviscid f-plane two-layer ocean theoretical approach. The simplified vertical structure was calculated through the employment of a dynamic calibration scheme based on the dynamical mode structure of the Brazil-Malvinas Confluence Region. The Brazil-Malvinas mode structure was computed from climatological hydrography of the area delimited by 35º-40ºS and 50º-60ºW. Two contour dynamics models were constructed: a linear and a nonlinear version. The basic flow configuration consisted of two converging western boundary currents that form a zonal eastward current in the upper layer. The lower layer flow was essentially divergent as a result of a westward zonal jet impinging on the western border. This vertical shear choice assured that the system was baroclinically unstable. The results of the model experiments showed that the presence of the confluence, the western meridional boundary and the barotropic mode in the dynamical structure of the basic flow favored long wave patterns. The three experiments conducted with the nonlinear model exhibited the development of both a reflection pattern and vortical dipoles. The dipoles pinched off from either the retroflection lobe (i.e., the primary crest of the wave train) or the primary trough when the baroclinically unstable current system was perturbed at the boundary vicinities. It was verified that the nonlinear model simulations followed the instability properties predicted by the linear model in terms of meander growth rates, phase speeds and most unstable wavelengths. This suggested that while the baroclinic instability mechanism was responsible for the temporal growth of the meanders, the nonlinear effects caused the dipole isolation and pinch off of the finite amplitude meanders. These dipoles could leave and propagate away from the current axis.

O estudo da instabilidade linear de cisalhamento vertical (ou baroclínica) de perfis de jato de direção meridional (norte-sul) é conduzido através de um modelo hidrodinâmico unidimensional, baseado no princípio de conservação de vorticidade potencial quase-geostrófica. Os perfis verticais de jato utilizados nesse trabalho têm motivação no Sistema Corrente do Brasil - Corrente de Contorno Intermediária que flui ao largo da costa sudeste brasileira. Os perfis estão construídos de forma a satisfazer as condições necessárias para ocorrência de instabilidade baroclínica. O modelo hidrodinâmico é baseado no trabalho de Johns (1988) e tem sua formulação apresentada em detalhamento algébrico. Sua física é explorada através de exemplos e comparação com a parte analítica do modelo, com o intuito de subsidiar o diagnóstico das formas com que a instabilidade ocorre na superfície do oceano e internamente na coluna de água. Adicionalmente, o efeito da inclinação do fundo associada ao talude continental é discutido e exemplificado, através de seus efeitos na propagação das ondas instáveis geradas pelos processos de instabilidade.

The study of linear vertical shear instability of meridional (north-south) jets is conducted via an unidimensional hydrodynamic model, based on quasi-geostrophic potential vorticity conservation. The shape of the vertical jet profiles are motivated by the Brazil Current-Intermediate Western Boundary Current System that flows off the Brazilian Southeast coast and are built with the aim to satisfy necessary conditions for occuring baroclinic instability. The hydrodynamic model is based on Johns (1988) and its formulation is presented without the omission of algebraic details. Its physics is explored through numerically-solved examples and comparison with the analytical part of the model. The purpose is to subsidize the diagnosis of forms in which instability occur: at the ocean surface and in the interior of the water column. Additionally, the effect of the continental slope on the instability properties is investigated and discussed, through its effects on the propagation of unstable waves generated by instability process.

Estudos teóricos ou baseados em modelagem numérica indicam que a estrutura vertical do oceano tropical é dominada pelos dois primeiros modos baroclínicos. Entretanto, faltam resultados quantitativos que mostrem efetivamente a dominância destes modos através de comparações com observações de velocidade no Oceano Atlântico. Neste artigo, utilizamos perfilagens de Conductivity-Temperature-Depth (CTD) simultâneas às de velocidade (Pegasus), realizadas durante o Projeto Western Tropical Atlantic Experiment (WESTRAX), para avaliar a estrutura modal das contra-correntes equatoriais ao longo de 44W: as Contracorrentes Norte Equatorial (CCNE) e Subcorrente Norte Equatorial (SNE). Os resultados mostram que, de fato, os dois primeiros modos baroclínicos são mais importantes que o modo barotrópico e os demais modos baroclínicos. A soma dos três primeiros modos dinâmicos explica cerca de 50% da estrutura vertical das correntes. Talvez devido à proximidade da camada de limite oeste oceânica, e portanto sítio de origem tanto da CCNE quanto da SNE, os resultados apresentam nítida variação sazonal. De fato, os três primeiros modos baroclínicos respondem por cerca de 63% da estrutura vertical de velocidade observada, sendo que o primeiro modo é responsável por 35-45 % do sinal medido. Esses resultados corroboram aqueles encontrados para o cruzeiro de outono boreal em estudos anteriores. No entanto, para os cruzeiros de inverno boreal, onde uma estrutura de velocidade apresenta-se mais complexa, é necessária a introdução de maior número de modos dinâmicos. Tanto para o cruzeiro de outono quanto para o de inverno houve necessidade seis modos dinâmicos para reproduzir 63% da estrutura de velocidade observada. Os três primeiros modos dinâmicos são responsáveis por 30-40% do sinal observado. Estudos comparativos entre a estrutura dinâmica das correntes equatoriais em 44W e em porções mais centrais da bacia do Oceano Atlântico, devem ser conduzidos para estabelecer o papel dos modos de mais alta ordem e sua relação com a camada limite oeste.

It is commonly mentioned in the literature that the first and second baroclinic modes dominate the vertical structure in the tropical ocean. However, most of these studies refer to either theoretical or numerical modeling. There are no quantitative results that confirm the two internal mode dominance through comparisons with velocity observations in the Tropical Atlantic. In this article, we use hydrographic (CTD) and velocity (PEGASUS) profiles obtained during the "Western Tropical Atlantic Experiment-WESTRAX" to evaluate the modal structure of the equatorial currents along 44W, in particular, the North Equatorial Countercurrent (NECC) and the North Equatorial Undercurrent (NEUC). The results show that indeed the first two baroclinic modes explain about 50% of the vertical structure of the currents on average. We also find indication of a clear seasonal variation on the modal composition, a probable consequence of the proximity of the study region to the western boundary layer, and therefore, the source of both NECC and NEUC. As a mather of fact, the first three dynamical mode account for about 63% of the observed velocity vertical structure, while the first mode alone is responsible for 35-45 % of the measured velocity. These results reasonably agree with previous studies also using the fall WESTRAX cruise. However, the more complex boreal winter cruise velocity patterns yield an increased number of dynamical modes to reconstitute the velocity field. For the both fall and winter cruises, we need six dynamical modes to reproduce 63% of the observed velocity structure. The first three dynamical mode are responsible for 30-40% of the observed signal. A comparative study of the dynamical structure of the zonal equatorial currents at 44W and at more central portions of the Atlantic Ocean basin should be conducted in order to establish the role of the higher order modes and its relation with the western boundary layer.

Existe limitada e esparsa informação na literatura sobre a Corrente do Brasil, a corrente de contorno que fecha o Giro Subtropical do Atlântico Sul em sua borda oeste. Neste artigo, compilamos as informações atualmente disponíveis na literatura para fornecer uma visão dos aspectos cinemáticos e dinâmicos desta corrente, enquanto flui ao largo do Leste Brasileiro. Discutimos sua composição em termos de massas de água e de sua extensão vertical em diversas latitudes. Também apresentamos levantamento atualizado sobre aspectos cinemáticos desta corrente, tanto em termos de velocidades observadas e geostróficas como de transportes de volume. Informações sobre o meandramento e formação de vórtices na Corrente do Brasil, ao largo da costa Sudeste, e seu provável papel na penetração da Água Central do Atlântico Sul. na quebra da plataforma continental, igualmente são abordados.

There is relatively few and sparse information in the literature about the Brazil Current, the boundary current that cJoses the western border of the South Atlantic Subtropical Gyre. In this articJe, we present a review of the currently-available literature to give a coherent overview on the kinematic and dynamical aspects of the Brazil Current along the Eastern Brazilian coast. We discuss the current structure in terms of its water mass composition and its vertical extension. We compile the available information on the Brazil Current velocity structure and volume transport along the shelf and shelf break from 90S to 31°S. We also address the Brazil Current meandering and eddy formation, and their possible role in promoting shelf-break upwelling off the Southeast Brazilian coast.