Analyzing Data Samples

Para o melhor entendimento das mudanças nos padrões da CTG, torna-se necessário mostrar a distribuição, com relação à profundidade, das principais massas de água formadas no Oceano Atlântico (Figura 3.6). De acordo com Tomczak e Stuart (2003) a Água de Fundo Antártica (AFA) é formada principalmente no Mar de Ross e de Weddell, na região da Antártica, por convecção profunda e preenche as bacias oceânicas próximas dos 4000 metros de profundidade com fluxo em direção norte, enquanto que a APAN é o resultado de um processo que envolve convecção profunda no Oceano Ártico, no Mar da Groenlândia e no Mar do Labrador, envolvendo profundidades que variam de 500 a 3000 metros com movimento em direção ao sul. A maior parte da Água Intermediária Antártica (AIA) é formada por convecção profunda ao sul do Chile e na Argentina e se espalha por todos os oceanos através da CCA. É importante destacar que a AIA tem um fluxo em direção ao norte e atinge profundidades entre 500 e 1000 metros. Nota-se que a imagem mostrada com o intuito de destacar as formações de massas de água do Oceano Atlântico tem uma natureza bastante esquemática. A Figura 3.6 não mostra o oceano de uma forma realística, já que eles são fluidos caracterizados por movimento turbulento, e contêm muitos vórtices, frentes e outras instabilidades.

Figura 3.6 – Distribuição das principais massas de água formadas no Oceano Atlântico.

Fonte: Adaptada de Tomczak e Stuart (2003).

A Figura 3.7 mostra o fluxo médio da CTG, em termos da função de corrente do Oceano Atlântico para os últimos 200 anos da simulação CTR e o período entre 200 e 400 anos para a simulação de 1 Sv. Ressalta-se que estes períodos de análise foram escolhidos pelo fato da CTG estar em equilíbrio nas duas simulações. É possível observar para a simulação CTR (Figura 3.7a) que existe um transporte de água de norte para sul variando de 18 Sv até o valor de 12 Sv, em que esse máximo valor é encontrado na região de formação da APAN. Isto é observado entre as latitudes de 40°N e 60°N e uma profundidade variando de 500 a 2000 metros. Já os valores negativos estão relacionados com a formação da AFA e com deslocamento em direção norte.

Os valores do transporte associado com a função de corrente do Oceano Atlântico são semelhantes aos resultados encontrados por Talley et al. (2003) e Hall e Bryden (1982), e muito próximos dos 20 Sv associado a formação da APAN obtidos por Gent (2001) através do modelo NCAR. Entretanto, o LOVECLIM superestima os valores da APAN quando comparado com os resultados obtidos por Stouffer et al. (2006) que foi de 16 Sv.

A mudança no padrão da CTG é mostrada na Figura 3.7b, onde nota-se que a adição de 1 Sv no Oceano Atlântico Norte provoca a interrupção total da APAN,

devido à diminuição da densidade da água do mar, com valores menores que 1 Sv a partir de 40°N. Além disso, ocorre uma intensificação no transporte de água com relação a AFA, que pode ser percebido através da Figura 3.7c, a qual mostra os valores de anomalia da CTG entre as duas simulações. Deste modo, observa-se que a redução da APAN gera um aumento no transporte da AFA com um aumento de até 6 Sv entre 3500 e 4000 metros de profundidade.

Figura 3.7 – CTG média anual em função de corrente do Oceano Atlântico (Sv). a) simulação CTR, b) simulação de 1 Sv e c) anomalia entre a simulação de 1 Sv e a simulação CTR.

O padrão dominante da CTG para as simulações CTR e de 1 Sv é determinado através do cálculo das EOFs a partir da função de corrente do Oceano Atlântico (Figura 3.8). Neste trabalho, adotou-se como critério examinar somente as duas primeiras EOFs, uma vez que estas funções explicam a maior parte da variância dos dados. Os valores das amplitudes do primeiro componente da EOF obtidos para a simulação de 1 Sv servirão de base para o cálculo da regressão linear entre a CTG e as variáveis oceânicas e atmosféricas, o que será mostrado mais adiante.

As Figuras 3.8a,c mostram os padrões espaciais da primeira e da segunda EOF para a simulação CTR (representando respectivamente 21% e 16% da variância total), de modo que os valores das amplitudes geradas para cada EOF são normalizados, ou seja, obtidos pela divisão das anomalias da CTG pelo desvio padrão correspondente. Como esperado, a primeira componente principal gerada para a simulação CTR mostra um padrão espacial semelhante a circulação mostrada na Figura 3.7a, com maiores valores de amplitude associados a formação da APAN e os menores valores associados ao transporte de água em direção ao norte. O segundo modo da EOF para a simulação CTR mostra um padrão de três células que estão relacionadas com a variabilidade da CTG de menor escala. Os dois padrões espaciais obtidos para a simulação CTR são semelhantes aos padrões obtidos pelos respectivos primeiro e terceiro modos proposto por Griffies e Bryan (1997).

Os padrões espaciais da EOF para a simulação de 1 Sv representam 31% da variância total para a primeira EOF e 23% para a segunda EOF (Figuras 3.8b,d). A primeira EOF da simulação de 1 Sv (Figura 3.8b) mostra um padrão de circulação diferenciado quando comparado com o padrão espacial da simulação CTR, ou seja, ela apresenta os maiores valores de amplitude próximos a 20°N, visto que a partir desta latitude e em direção norte os valores de amplitude são próximos de zero em função da interrupção da circulação oceânica na região de formação da APAN. Os valores de amplitude também são diferentes em magnitude quando comparados entre as duas simulações, de modo que na primeira EOF da simulação de 1 Sv (EOF 1) os valores variam de -1,8 a 1,8 enquanto que na EOF 1 da simulação CTR a amplitude é bem maior, variando de -1,5 a 3. A Figura 3.8d mostra o padrão espacial da segunda EOF da simulação de 1 Sv, a qual está relacionada com as variações de menor escala da CTG. Comparando a segunda EOF das duas simulações (EOF 2), é possível notar que a EOF 2 da simulação de 1 Sv também apresenta menores valores de amplitude em relação a EOF 2 da simulação CTR, assim como ocorre para a amplitude da primeira EOF. Além disso, outra diferença está no padrão dipolo formado na EOF 2 em 1 Sv, enquanto a EOF 2 na simulação CTR apresenta um padrão espacial de várias células.

Figura 3.8 – Padrão espacial da CTG a partir do cálculo das EOF. a) Primeira EOF da simulação CTR, b) Primeira EOF da simulação de 1 Sv, c) Segunda EOF da simulação CTR e d) Segunda da simulação de 1 Sv.