Banca de DEFESA: FERNANDA DA SILVA TELLES

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : FERNANDA DA SILVA TELLES
DATA : 31/07/2026
HORA: 08:30
LOCAL: Instituto de Geociências
TÍTULO:

Resposta Biogeoquímica à Subducção no Oceano Atlântico Sul

PALAVRAS-CHAVES:

subdução cinemática, obducção, subducção de carbono, subdução de oxigênio, advecção vertical, difusão vertical, transformação de massa de água, formação de massa de água, radiação de onda curta, ventos de frente

PÁGINAS: 202
RESUMO:

O Oceano Atlântico Sul tem um papel fundamental na ventilação oceânica global, ao exportar calor, carbono, oxigênio e outras propriedades biogeoquímicas da superfície do oceano para o seu interior. No contexto das mudanças climáticas em curso, compreender e quantificar o destino dessas propriedades é essencial para definir os balanços climáticos atuais e futuros. Um dos principais mecanismos de ventilação é a subducção, que consiste no transporte de água da camada de mistura para a termoclina.
Por outro lado, o transporte de água da termoclina para a camada de mistura, denominado obducção, é um importante processo físico que também influencia os balanços climáticos e biogeoquímicos. Neste estudo, utilizou-se uma simulação de 21 meses de um modelo físico-biogeoquímico de alta resolução, que resolve parcialmente os processos de submesoescala, para quantificar a transferência de água do mar, de carbono inorgânico dissolvido e de oxigênio dissolvido através da camada de mistura no Oceano Atlântico Sul. A subducção e a obducção são quantificadas pelo método cinemático clássico, e os fluxos resultantes são decompostos em seus principais mecanismos físicos controladores. As transferências ocorrem devido à advecção (indução lateral e advecção vertical) e à variabilidade da profundidade da camada de mistura. No caso das propriedades biogeoquímicas, adicionalmente, incluem-se a difusão vertical e lateral através da base da camada de mistura. Além disso, utilizase um método termodinâmico para quantificar a transformação das massas de água, bem como a formação e destruição associadas, impulsionadas por interações entre o oceano e a atmosfera, que afetam os fluxos de flutuabilidade na superfície do mar que,
por sua vez, alteram a densidade da água do mar. As taxas de transformação são estimadas a partir dos fluxos de flutuabilidade dirigidos por trocas de calor (termal), fluxos de água doce (halina) e ventos, ampliando as abordagens convencionais que, normalmente, consideram apenas as contribuições térmicas e halinas. São então utilizadas análises cinemáticas e termodinâmicas combinadas para avaliar a relação entre
as transferências na camada de mistura e a formação e destruição das massas de água.
A distribuição espacial da subdução e da obdução cinemáticas da água do mar evidencia a alta localização dessas transferências, com pequenas áreas adjacentes de subdução e de obdução ocorrendo por toda a região do Atlântico Sul. As transferências mais intensas acontecem dentro do Giro Subtropical do Atlântico Sul e nos principais sistemas frontais, como a Confluência Brasil-Malvinas, o Vazamento das Agulhas, a Frente Subtropical e os ao longo dos jatos frontais da Corrente Circumpolar Antártica. Em geral, 

as taxas de transferência estimadas são aproximadamente uma ordem de magnitude maiores do que as relatadas em estudos anteriores. Essa diferença provavelmente reflete uma representação mais precisa dos processos em mesoescala e submesoescala, que geram transferências intensas que persistem mesmo após a média espacial e temporal.
A indução lateral é o principal fator determinante da distribuição espacial e da magnitude da subdução e da obdução cinemáticas da água do mar, enquanto a tendência da camada de mistura controla, em grande parte, a variabilidade temporal delas. O padrão espacial da tendência da camada de mistura é fortemente modulado por processos em mesoescala e submesoescala, que geram variabilidade pronunciada em sua
base. No entanto, quando integradas em toda a bacia, as contribuições subductivas e obductivas da indução lateral e da tendência da camada de mistura quase se compensam amplamente. Como resultado, a advecção vertical torna-se o componente dominante do balanço anual, contribuindo majoritariamente para a subducção líquida de 25,6 × 1013 m3 ano−1. Quanto às propriedades biogeoquímicas, a difusão vertical e lateral
modifica substancialmente os balanços de fluxo integrados, apesar de suas magnitudes locais serem relativamente pequenas. Em escala de bacia, sua influência decorre da fraca sazonalidade e da preferência por obducção ou subducção, dependendo dos gradientes verticais e laterais das propriedades subjacentes. A difusão lateral costuma ser pequena, porém importante localmente, sobretudo ao longo de frentes e filamentos em submesoescala, onde gradientes laterais intensos aumentam as transferências difusivas.
O balanço anual de carbono é caracterizado por uma obducção líquida de 20,4 Pg C ano−1. A difusão vertical é o processo dominante, reduzindo em grande parte a subdução líquida impulsionada pela advecção vertical em latitudes subtropicais e tropicais e intensificando a obdução líquida em latitudes subantárticas. As transferências de carbono por meio da camada de mistura apresentam forte sazonalidade: a obdução persiste ao longo do ciclo anual, gerando um sinal de obdução líquida na escala da bacia. Por outro lado, a subdução limita-se, em grande parte, à primavera, ocorrendo por meio de eventos intensos que contribuem desproporcionalmente para o balanço anual. Em contraste, o oxigênio sofre uma subdução líquida de 624,7 Tmol O ano−1. A difusão vertical é tão importante quanto a indução lateral na determinação da magnitude
e da distribuição da subdução e da obdução de oxigênio. Ela reduz a subducção impulsionada principalmente pela advecção vertical nas latitudes subantárticas e a obducção 
nas latitudes tropicais, ao mesmo tempo em que intensifica a subducção nas latitudes subtropicais devido aos fortes gradientes verticais entre as águas da camada de mistura e da termoclina. O método de transformação de massas de água é avaliado em coordenadas de densidade neutra utilizando três configurações: (i) fluxos de flutuabilidade térmica e halina, considerando-se que a radiação de ondas curtas é totalmente absorvida na superfície (𝑞𝑡 ), no que se refere à componente térmica; fluxos de flutuabilidade térmica e halina, mas incluindo a penetração da radiação de ondas curtas abaixo da superfície na componente térmica (𝑞𝑠𝑤), e (iii) fluxos de flutuabilidade térmica (𝑞𝑠𝑤), halina e impulsionados pelo vento. A componente térmica, ao
levar em conta a penetração da radiação de ondas curtas, altera substancialmente as 

profundidade, reduzindo, em geral, a transformação em direção a classes de densidade mais
baixas, ao mesmo tempo em que aumenta ligeiramente a transformação em direção a águas mais densas. Ela inverte, em particular, o sinal da transformação no intervalo de densidade 𝛾𝑁 = 25,00–25,80 kg/m³, associado à Água Tropical, resultando em uma transformação em direção a classes de densidade mais leves, e não mais densas. A inclusão dos fluxos de flutuabilidade impulsionados pelo vento aumenta levemente
a transformação para classes de densidade mais baixa, aumenta significativamente a transformação para águas mais densas, como a Água Central do Atlântico Sul e a Água Modal Subtropical, e diminui a transformação para classes de densidade mais baixa na faixa de densidade da Água Modal Subantártica e da Água Intermediária Antártica.
Esses fluxos são particularmente importantes em regiões frontais situadas em latitudes subtropicais e subantárticas, onde os ventos alinhados aos jatos frontais aumentam a perda de flutuabilidade por meio do transporte não linear de Ekman. Apesar de sua influência local, esses fluxos não alteram significativamente o balanço anual de formação e destruição de massas de água em escala de bacia, que continua sendo amplamente controlado pelo forçamento de flutuabilidade térmica. Dessa forma, o forçamento de
flutuabilidade térmica determina a maior parte da transformação, da formação e da destruição de massas de água em todo o Oceano Atlântico Sul. As principais regiões de formação e destruição de massas de água estão localizadas nas latitudes médias subtropicais e, de modo geral, coincidem com áreas de intensa subducção e obducção cinemáticas. Embora as respectivas taxas anuais sejam comparáveis em magnitude,
a distribuição das taxas de formação e destruição de massas de água, bem como das taxas de subducção e obducção cinemáticas, difere substancialmente entre as classes de densidade, o que destaca a natureza complementar das perspectivas termodinâmicas e cinemáticas sobre a ventilação oceânica. A formação de massas de água apresenta variabilidade muito maior entre as classes de densidade, resultando em regiões alternadas de formação e destruição. Estimativas cinemáticas indicam a predominância da obducção na maioria das classes de densidade da Água Tropical, enquanto a subducção ocorre principalmente na Água Central do Atlântico Sul, nas Águas Modais Subtropicais e Subantárticas, e na Água Intermediária Antártica. A subducção anual máxima ocorre ao longo da superfície de densidade 𝛾𝑁 = 26,70 kg m−3, característica
da Água Modal Subtropical. A obducção cinemática ao longo das superfícies de densidade é persistente ao longo do ciclo anual, ao passo que a subducção cinemática se limita principalmente à primavera, quando a estratificação ainda é fraca. A difusão vertical modifica substancialmente as transferências biogeoquímicas nessas superfícies, geralmente reduzindo a subdução de carbono e aumentando a de oxigênio. Análises
cinemáticas e termodinâmicas combinadas revelam, de modo geral, que as transferências na camada de mistura e a transformação das massas de água oferecem perspectivas complementares sobre a ventilação oceânica no Atlântico Sul. A influência significativa da difusão, da dinâmica das frentes e do forçamento da flutuabilidade ar-mar sobre as transferências de água, carbono e oxigênio no mar destaca a importância de representar  esses processos em modelos climáticos. Uma melhor representação desses mecanismos é essencial para se obterem estimativas regionais mais realistas da ventilação oceânica e dos balanços biogeoquímicos.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1562309 - CARLOS ALESSANDRE DOMINGOS LENTINI
Interno - 3055275 - LUIS FELIPE FERREIRA DE MENDONCA
Externo à Instituição - HUGO SARMENTO - UFSCAR
Externa à Instituição - LETÍCIA COTRIM - UERJ
Externo à Instituição - Marcus André Silva - UFPE