Abstract Polar regions are among the most affected areas by the current global warming. In the Southern Hemisphere (SH), impacts of a warmer climate include decrease in sea-ice extent, changes in oceanic and in atmospheric circulation. Recently, some of these impacts were reinforced by the positive phase of the Southern Annular Mode (SAM). SAM is the dominant mode of variability of the SH extratropical climate and manifests as a “ring-shape” regular pattern of atmospheric mean sea level pressure (MSLP) with opposite sign between mid and high SH latitudes. Over the last three decades, SAM has presented a positive trend, and some studies associate it to stratospheric ozone depletion and to an increase in greenhouse gases concentration. As this debate is still open, climate models constitute useful tools to understand the SH variability in future scenarios. Here we use monthly MSLP outputs from the Brazilian Earth System Model (BESM) to examine SAM temporal and spatial behavior in future climate scenarios compared to the historical period. Our results for the BESM simulations suggest that the mean spatial pattern of SAM does not change with global warming, but an increase in the radiative forcing may reinforce positive SAM values obtained for the historical period.

A Península Antártica Oeste é uma das regiões do planeta que está se aquecendo rapidamente e apresenta alta diversidade animal principalmente ao longo de sua plataforma continental. Esta região também é de grande importância devido à mistura causada pela interação de águas do Mar de Weddell (MW), do Estreito de Bransfield (EB) e da Corrente Circumpolar Antártica (CCA) que transmitem características termohalinas e nutrientes de diferentes locais de formação e mais tarde se conectam com todos os oceanos do planeta. Entretanto, estudos sobre a variabilidade temporal das condições oceanográficas desta região que consequentemente determinam a formação de massas d'água, são escassos em função das dificuldades logísticas envolvidas em levantamentos oceanográficos e monitoramentos tradicionais durante os meses de inverno. Para esse trabalho, variações da estrutura termohalina e das massas d'água nas proximidades e abaixo do gelo marinho na região norte da Península Antártica (PA) e Mar da Escócia (ME) foram registradas entre os meses de fevereiro e novembro de 2008 por duas fêmeas de elefante-marinho do sul (EMS, Mirounga leonina) instrumentadas com Conductivity - Temperature - Depth/Satellite-Relay Data Logger (CTD - SRDL). 1330 perfis verticais de temperatura e salinidade foram coletados por estes indivíduos que foram instrumentados pelo Projeto MEOP-BR na Ilha Elefante, Shetlands do Sul. Esses perfis, juntamente com diagramas de estado espalhado permitiram a identificação de massas d'água e suas alterações na estrutura vertical oceânica. Dentre as massas d'água identificadas citamos: Água de Superfície Antártica (AASW), Água de Inverno (WW), Água Cálida Profunda (WDW), Água Cálida Profunda Modificada (MWDW), Água Circumpolar Profunda (CDW), Água Profunda Circumpolar Superior (UCDW), Água Profunda Circumpolar Inferior (LCDW) e Água de Plataforma de Gelo (ISW). Nossos resultados mostram que a estrutura vertical oceânica sofre alterações que tradicionalmente não podem ser monitoradas, principalmente durante o inverno austral, e que os EMS são importantes e modernas plataformas para coleta de dados oceanográficos, permitindo um aumento em nosso conhecimento dos processos oceanográficos na região antártica.

The Western Antarctic Peninsula is rapidly warming and exhibits high indices of biodiversity concentrated mostly along its continental shelf. This region has great importance due to the the mixing caused by the interaction of waters from Weddell Sea (MW), Bransfield Strait (EB) and the Antarctic Circumpolar Current (CCA) transmits thermohaline characteristics and nutrients of different sites and finally connects with all the world's oceans. However, studies focusing on the temporal variability of the region's oceanographic conditions that finally determine the water mass formation are sparse due to the logistical difficulties of conducting oceanographic surveys and traditional monitoring during the winter. For this study, variations of the thermohaline structure and water masses in the vicinity and below the sea ice in the North of the Antarctic Peninsula (AP) and Scotia Sea (SS) were recorded between February and November 2008 by two female southern elephant seals (SES, Mirounga leonina) tagged with Conductivity - Temperature - Depth/Satellite-Relay Data Logger (CTD - SRDL). One thousand three hundred and thirty vertical profiles of temperature and salinity were collected by seals which were tagged by the MEOP-BR Project team at the Elephant Island, South Shetlands. These profiles, together with spread state diagrams allowed the identification of water masses and their variances in the ocean's vertical structure. Among the set of identified water masses we cite: Antarctic Surface Water (AASW), Winter Water (WW), Warm Deep Water (WDW), Modified Warm Deep Water (MWDW), Circumpolar Deep Water (CDW), Upper Circumpolar Deep Water (UCDW), Lower Circumpolar Deep Water (LCDW) and Ice Shelf Water (ISW). Our results show that the oceanic vertical structure undergoes changes that cannot be traditionally monitored, particularly during the Austral winter and that SES are important and modern oceanographic data collection platforms allowing for the improvement of our knowledge of oceanographic processes in the Antarctic region.

Neste estudo são comparadas diferentes simulações de modelos paleoclimáticos para duas épocas distintas, o Último Máximo Glacial (UMG) e o Presente. Esta comparação visa elucidar as principais diferenças nos processos físicos e dinâmicos do sistema oceano-atmosfera na região do oceano Atlântico Sul entre estes dois períodos. Foram analisadas as variações na climatologia anual entre estas épocas para os seguintes parâmetros: temperatura do ar (TA), precipitação (PPT) e pressão ao nível do mar (PNM). As simulações numéricas analisadas são do projeto PMIP (Paleoclimate Modelling Intercomparison Project) e do modelo numérico acoplado NCAR (National Center for Atmospheric Research) CCSM (Comunnity Climate System Model) versão 1.4 nos dois períodos de interesse. Os resultados mostram uma intensificação do presente em relação ao UMG em todas as variáveis analisadas. As diferentes simulações atmosféricas do PMIP apresentaram padrões consistentes com os apresentados no modelo NCAR CCSM, sendo observados baixos valores de EQM (Erro Quadrático Médio) para grande parte da região de estudo.

The present work presents a comparison between the results of different paleoclimate simulations models for two periods, the Last Glacial Maximum (LGM) and the Present day. This comparison intents to elucidate the overall differences of the physical and dynamical processes from ocean-atmosphere system for these two climates. We analyzed the variations in the annual climatology between the LGM and Present for the following variables: air temperature, precipitation and sea level pressure. We used the results of the PMIP (Paleoclimate Modelling Intercomparison Project) and the numerical coupled model developed at NCAR (National Center for Atmospheric Research) CCSM (Comunnity Climate System Model) for the two periods of interest. The results show an intensification of the present in relation to the LGM in all variables. The different atmospheric simulations of the PMIP showed similar patterns of those of the NCAR CCSM, where we observed low values of RMS in most of the region.

O processo de convecção profunda, associado à Temperatura da Superfície do Mar (TSM) é um importante mecanismo de controle térmico, redistribuindo a energia da superfície do mar para maiores níveis da atmosfera. Áreas tropicais de elevada TSM normalmente estão associadas a áreas com altos índices de precipitação. O presente trabalho examina o grau de correlação espacial e temporal existente entre a Radiação de Onda Longa (ROL) emitida, a precipitação (PREC) e a TSM no Oceano Atlântico Tropical (20ºS-20ºN). Verificou-se que a área de maior correlação espacial entre a PREC, ROL e TSM se situa ao norte do Equador, acompanhando o deslocamento da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT). Na região tropical, existe locais onde a correlação entre a TSM e a ROL apresenta valores diferentes, uma possível explicação seria a ação de processos remotos afetando de maneira diferente essas variáveis. Os diagramas de dispersão ROL × TSM para valores significativos de correlação, apresentam uma quebra de tendência nos pontos quando a TSM atinge a faixa de 27 à 28ºC, indicando uma transição do estado em que se inicia a convecção profunda. A máxima precipitação ocorre para TSM próxima de 28ºC.

Deep convection processes associated with sea surface temperature (SST) is an important mechanism of thermal control, redistributing the sea surface energy to high levels of atmosphere. Tropical areas of warmer SST are usually associated with areas of high precipitation. The present work examines the degree of spatial and temporal correlation, existing between outgoing longwave radiation (OLR), precipitation (PPT) and SST in the Tropical Atlantic Ocean (20ºN-20ºS). It was verified that the area of highest spatial correlation among PPT, OLR and SST is located to the north of Equator, following the displacement of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ). In the tropics, there are regions where the SST-OLR correlation presents different values, suggesting that would be the action of remote processes affecting differently these variables. The dispersion diagrams of OLR × SST for significant values of correlation, present a break of the trend when the SST is around 27 to 28ºC, indicating a transition of the state when deep convection occurs. The maximum precipitation occurs for SST near 28ºC.

O presente trabalho tem como objetivo analisar os impactos climáticos no oceano Atlântico Sul causados pela industrialização e conseqüente aumento da emissão de gases estufa para a atmosfera. Para isso utilizou-se o modelo numérico acoplado National Center for Atmospheric Research - Community Climate System Model, sob duas condições climáticas: a primeira para o período pré-industrial e, a segunda, para o pós-industrial. Os resultados mostraram aquecimento da superfície do mar na climatologia do período pós-industrial em relação ao pré-industrial, principalmente durante a primavera quando alcança 2,5°C ao sul do continente sulamericano. O comportamento climatológico do transporte barotrópico e da pressão ao nível do mar também mostraram diferenças significativas de um período para o outro, sugerindo a intensificação da Alta Subtropical, Giro Subtropical e Corrente Circumpolar Antártica. Sazonalmente, as diferenças no transporte barotrópico foram maiores no outono, exibindo valores superiores a 25 Sv, em torno de 0°E, 55°S. A pressão atmosférica ao nível do mar foi levemente fortalecida no verão e outono, com intensificação máxima de 2mbar, e enfraquecida no inverno do período pré-industrial para a simulação do presente.

The purpose of this study is to analyze the impact of the increase in greenhouse gases caused by the industrialization in the climate of the South Atlantic Ocean. We used the National Center for Atmospheric Research - Community Climate System Model. Two climate conditions were used to force the model, one relative to the pre-industrial levels of greenhouse gases emissions and the other to the levels of the present days. The results have shown a significant sea surface warming in pos-industrial climatology in relation to the pre-industrial one, mainly during the spring season when it reaches 2.5°C south of South America. The climatological behavior of the barotropic streamfunction and the sea level pressure also showed relevant differences from one period to the next. This suggests an intensification of the subtropical high, the subtropical gyre and the Antarctic Circumpolar Current. Seasonally, the differences in the barotropic streamfunction were larger in autumn with values as high as 25 Sv around 0°E, 55°S. The sea level pressure for present simulation shows a straightening in summer and autumn with an intensification of 2mbar, and a weakening in winter in relation to the pre-industrial period.

Neste trabalho, séries temporais de 35 anos, dos parâmetros de superficie marinha da costa SE do Brasil e em particular das regiões de Cananéia e Ubatuba são examinadas. Procurou-se situar, num contexto global de larga escala, as variações climáticas locais. A variabilidade de baixa freqüência nas estações costeiras brasiieirás está relacionada, com fenômenos climáticos de larga escala como o ENSO (El Niiio -Southem Oscillation) e o dipolo do Atlântico. Concluiu-se que o fenômeno ENSO tem influências diretas sobre as. séries temporais ao longo de toda costa, mas não as determina. O dipolo do Atlântico tem pouca influência na costa SE do Brasil. Na região Nordeste o impacto do dipolo do Atlântico é significativo na escala decadal.

In this study time series of marine surface parameters for 35 years along the south east coast of Brazil, in particular for the regions of Cananéia and Ubatuba are examined. The goal was to look for regional cIimate indications of global cIimate impacts in the low-frequency range of the spectrum in phenomena such as ENSO (EI Nifio - Southem Oscillation) and the Atlantic ocean dipole. It was fOUQd that ENSO has a direct impact over the time series along the coast but does not determine then. The Atlantic dipole has little impact on the SE coast of Brazil. In the NE region, its impact on $e decadal time scale is significant.