ESTUDO PRELIMINAR DA CLIMATOLOGIA DA RESSURGÊNCIA NA REGIÃO DEARRAIAL DO CABO, RJ

Gustavo Leite da Silva 1* 

Marcelo Sandin Dourado 2 

 Rogério Neder Candella 3

1, 2Grupo de Interação Oceano­ Atmosfera1Grupo PET Meteorologia UFPel

1, 2Faculdade de Meteorologia –UFPelCampus Universitário s/n – Caixa Postal 354 – CEP 96010­900

*gustavoufpel@gmail.com

3Instituto de Estudos do Mar Almirante Paulo Moreira (IEAPM)Rua Kioto, 253 – Praia dos Anjos – Arraial do cabo, RJ

RESUMO

Ressurgência é o processo de afloramento das massas de água profundas e frias do

oceano à superfície, o qual  desencadeia um espetacular crescimento das populações de

peixes na região. A Ressurgência, nesta região, está relacionada com o regime de ventos

local.  Os   ventos   de   NE,   oriundos   do   Anticiclone   Semi­Permanente   do   Atlântico   Sul,

promovem o fenômeno.  O Evento é  interrompido com a passagem de sistemas frontais,

quando a direção passa a SW. Contudo, a avaliação climatológica da ressurgencia permite

mostrar   o   comportamento   da   resposta   da   TSM   com   relação   ao   vento   e,   também,   a

variabilidade interanual do ciclo da ressurgência na região.

1. INTRODUÇÃO

No Sul do Brasil, um fenômeno desperta a curiosidade de muita gente ano após ano.

_________________________1 Bolsista do Programa de Educação Tutorial (PET/MEC – UFPel).

No verão, quando os termômetros começam a registrar temperaturas mais altas, a água do

mar pode ficar bem gelada. 

Para a maioria dos navegadores, pescadores e observadores do mar, esse curioso

acontecimento depende de parâmetros como direção e intensidade de vento. Na sabedoria

ancestral desses sentinelas, o vento nordeste “traz” a água gelada enquanto o vento sul

está relacionado com água quente. Os oceanógrafos chamam o fenômeno de ressurgência

(upwelling), e o definem basicamente como um processo de ascensão de águas profundas

mais   frias   (abaixo de 20º C)  e salgadas para  a superfície  do oceano condicionado por

efeitos físicos.

Os nutrientes carregados pelas águas profundas promovem o desenvolvimento do

plâncton (algas, bactérias, protozoários e outros organismos como minúsculos crustáceos)

que constitui a base da cadeia alimentar no oceano, fornecendo alimento a peixes e outros

organismos marinhos e contribuindo para o aumento das populações, favorecendo a pesca.

Nos mares de regiões tropicais, podem ser identificadas três grandes camadas ou estratos

de água superpostos: a camada superior da zona eufótica, onde a luz é abundante, mas os

nutrientes são limitantes devido ao consumo pelo fitoplâncton e a baixa taxa de reposição;

uma camada intermediária, ou a camada inferior da zona eufótica, na qual a luz passa a ser

limitante   pela   profundidade   e   uma   camada   afótica,   com   grande   disponibilidade   de

nutrientes, mas sem luz para o processo fotossintético. 

As regiões mais profundas dos oceanos são ricas em nutrientes disponíveis, a ação

da luz solar vai diminuindo de acordo com o aumento da profundidade. Em presença de

pouca luz, os vegetais marinhos (algas) não podem realizar a fotossíntese, diminuindo o

consumo destes nutrientes e “estocando­os” na coluna d’água. 

A importância da ressurgência para diversas regiões do planeta pode ser verificada

no Peru, que detêm uma das maiores produções de pescado no mundo graças à ação da

ressurgência em sua costa. As áreas de ressurgência representam apenas 1% do oceano

porém suportam mais de 50% da produção pesqueira mundial (Rodrigues, 1973). 

No Brasil a ressurgência na região de Cabo Frio (RJ) e Cabo de Santa Marta (SC), é

do   tipo   costeira,   ou   seja,   causada   principalmente   por   ventos   e   assim   chamada   pela

proximidade com a costa. 

Ocorre   de   maneira   menos   intensa   se   comparada   ao   grande   sistema   do   Peru.

Existem outros tipos associados a diferentes efeitos físicos: devido a quebra de plataforma

continental;  devido a  vórtices  ciclônicos   (ventos  gerados  por  ciclones);  devido a  efeitos

topográficos do fundo do oceano (como montanhas e cordilheiras no fundo); devido a ondas

internas e outros tipos menos comuns mas não menos importantes. 

Os efeitos físicos que causam a ressurgência estão associados à ação de correntes

oceânicas que alternam de predominância de acordo com a época do ano. As correntes

oceânicas são formadas pelo aquecimento  desigual de diferentes  pontos da Terra,  pela

radiação solar  e pelos grandes sistemas de vento resultantes.  No entanto a direção do

movimento da água no oceano não é a mesma do vento.  A rotação da Terra origina a força

de Coriolis, pelo fato de ela girar de oeste para leste, de modo que um objeto viajando em

um curso retilíneo do pólo sul (Antártica) ao equador estará  influenciado pela rotação da

Terra que gira embaixo dele. 

O resultado  final é  que o objeto se desvia para  leste em relação ao seu destino

pretendido em conseqüência da qual as correntes geradas pelo vento na camada superficial

movem­se para a esquerda do vento, no Hemisfério Sul, e para a direita, no Hemisfério

Norte.  Esse movimento  de água,   resultado  do  balanço entre  a   força  da gravidade e  a

deflecção   causada   pela   força   de   Coriolis,   chama­se   corrente   Geostrófica   e   é   um   dos

principais componentes que contribuem para a formação das grandes correntes superficiais

oceânicas.

A  Corrente  do   Brasil   ruma  durante  o  ano   todo   paralela  à   costa  no  sentido  sul­

sudoeste, e acompanha aproximadamente o contorno da plataforma continental.

No inverno a Corrente do Brasil se encontra com a Corrente das Malvinas, a convergência

ou confluência subtropical, quando parte da água das Malvinas afunda e passa a ocupar o

estrato inferior da Corrente do Brasil, formando uma outra massa de água chamada Água

Central do Atlântico Sul. Esta ruma em sentido norte contrário à Corrente do Brasil, com

características   de   baixa   temperatura,   mas   com   altas   concentrações   de   nutrientes

dissolvidos. Nos meses de  inverno fica restrita  a profundidades maiores,  mas no fim da

primavera e durante o verão, invade a camada de fundo sobre a plataforma continental. 

Os   ventos  predominantes  do  quadrante  NE­E  (Nordeste­Leste)  durante  o   verão,

impulsionam o deslocamento de grande quantidade de água das camadas superficiais em

direção ao alto­mar em um processo descrito como transporte de Ekman (relacionado com

a força de Coriolis), propiciando assim a penetração e o afloramento de águas profundas da

Água Central do Atlântico Sul na região costeira. 

Na camada de Ekman, o estrato superior impulsionado pelo vento, carrega camadas

inferiores. Em cada uma destas camadas, a velocidade vai progressivamente diminuindo

pela fricção entre as moléculas de água e, devido ao fenômeno de Coriolis, vai  também

alterando a sua direção (para a esquerda no Hemisfério sul e  a direita no hemisfério norte).

Esta alteração na direção da corrente  chega  inclusive,  em determinada profundidade,  a

inverter   o   sentido   da  superfície.  As   correntes   superficiais   movem­se     cerca   de  2%  da

velocidade do vento que as originam. 

Em   resumo   o   vento   de   Nordeste   soprando   paralelo   à   costa,   força   a   corrente

superficial para alto­mar pelo transporte de Ekman, carregando a água quente da Corrente

do Brasil para fora permitindo que a água mais profunda da Água Central do Atlântico Sul

(ACAS) aflore às águas superficiais da costa. 

É  comum a ocorrência das marés  torradas após severos dias de vento nordeste

justamente pela ação destas forças e observa­se também um aumento na turbidez da água,

deixando­a turva e com pouca visibilidade. O contrário também se verifica quando existe

predominância de ventos do quadrante sul. Nesse caso o transporte de Ekman impulsiona a

corrente superficial em direção a costa,  e por essa ação ocorre o  fenômeno inverso de

subsidência   (downwelling),   com   aumento   das   temperaturas   superficiais   da   água.   Neste

caso, o mar avança bastante e a água fica limpa e com boa visibilidade subaquática. 

A   sabedoria   e   a   prática   de   navegadores   e   pescadores   pode   nos   ajudar   a

compreender processos físicos complexos, prevendo com dias de antecedência qualquer

alteração significativa no oceano e no tempo. No entanto deve aliar­se os conhecimentos

práticos ao embasamento científico para catalisar a evolução do conhecimento.

           Contudo, a ressurgência é mais comum nos bordos oeste dos continentes, mas, na

costa brasileira, ocorre em alguns pontos, sendo o mais conhecido o localizado em Arraial

do Cabo, no oeste do estado do Rio de Janeiro (23oS, 42oW). Os estudos sobre o tema

remontam   a   década   de   50   (Allard,   1955)   e,   desde   então,   muitos   pesquisadores   vêm

trabalhando nessa área, como, por exemplo, Emilson (1961), Moreira e Rodrigues (1966),

Moreira (1973, 1977), Signorini (1978), Valentin et al (1987), Palacios (1993) e Torres Jr

(1995), entre outros.

                     Embora o mecanismo completo da ressurgência ainda não esteja  totalmente

explicado,  sua  relação  com o vento  é  clara,  baseando­se na  teoria  de Ekman,  onde o

transporte médio do oceano se dá 90o  à esquerda do vento, no hemisfério sul. Na costa

sudeste  do Brasil,  os ventos  de nordeste,  oriundos do Anticiclone Semi­Permanente  do

Atlântico   Sul,   são   dominantes   e   ocorrem   durante   todo   o   ano,   sendo   interrompidos   na

passagem de sistemas frontais, quando a direção passa a SW (Torres Jr, 1995, Dourado e

Oliveira, 2001). Com isso, a água superficial tende a deslocar­se para o largo, possibilitando

a subida  da água subjacente,  nesse  caso,  a  Água Central  do  Atlântico  Sul   (ACAS).  A

temperatura indicativa da ressurgência é, portanto, 18o C, índice térmico superior da ACAS.

Assim, pode­se supor que, nos meses em que a ACAS está mais rasa, seja necessária

menor potência de vento para trazê­la à superfície. 

Os objetivos principais deste trabalho são avaliar a variabilidade interanual do ciclo

da ressurgência em Arraial do Cabo e verificar a velocidade de resposta da temperatura do

mar ao vento ao longo do ano.

2. MATERIAL E MÉTODOS

Para analisar os eventos de ressurgência foram utilizados 11 anos (1970 até 1980)

de dados horários de Temperatura da Superfície do Mar (TSM) e direção do vento. Estes

dados foram coletados pela Companhia Nacional de Álcalis, em Arraial do Cabo.  Com a

utilização   do   software   Fortran,   os   dados   foram   reorganizados   e   convertidos   para

coordenadas meteorológicas,  tão logo, através da planilha eletrônica Excel,  esses dados

foram plotados em períodos mensais.

A   figura   1   mostra   um   exemplo   de   caso   típico   de   ressurgência.   O   evento   de

ressurgência tem início quando o vento situa­se no Quadrante Nordeste (QNE) e adquire

uma postura permanente dentro do quadrante (ponto Vi). Não bastando, a permanência do

vento no QNE tem de vir seguida de um decréscimo da TSM, até atingir uma temperatura

de 18°C ou inferior (ponto Ti). O final do evento é marcado pelo aumento da TSM, voltando

a atingir valores superiores a 18°C (ponto  Tf). Como já mencionado, o final do evento é

marcado quando a TSM adquiri um valor superior a 18°C, mas tem de ser em resposta a

saída do vendo do QNE (ponto Vf). 

Figura 1 – O gráfico superior da figura mostra a direção  do vento que pode variar  de 0°  até  360°   ,enquanto que o gráfico  inferior mostra a variação da TSM (°C), onde a  linha verde representa umaisoterma de 18°C para o mês de março de 1974.

Com o  intuito  de quantificar  e caracterizar  os eventos com mais  lisura,  para  fins

estatísticos, ocorreu a necessidade da definição dos pontos (Vi, Ti, Vf, Tf) em destaque na

figura 1. A partir desses pontos foram definidas as Variáveis de Ressurgência (VR). São

elas:

tr (tempo de resposta) – É o tempo que a TSM leva para atingir um valor menor ou

igual a 18°C, após a entrada do vento no QNE. É o tempo de Vi até Ti. 

tv (tempo de volta) – É o tempo que a TSM leva para atingir um valor superior a 18°

C, após a saída do vento do QNE. É o tempo de Vf até Tf.

tp  (tempo de permanência)  – Tempo que a TSM permanece,  durante  o evento,

abaixo ou igual a 18°C. É o tempo de Ti até Tf.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A figura 2 mostra valores mensais do tempo de resposta determinado a partir  da

diferença entre  Vi  e  Ti.   Neste gráfico, observa­se valores mínimos nos meses de verão.

Este resultado é esperado, pois neste período o Anticiclone do Atlântico Sul está mais ao

sul. O tempo de resposta é o intervalo em que a TSM demora a decrescer até o valor de 18oC, assim, no verão, esse tempo deve ser menor.

0

20

40

60

80

100

jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez

Tempo de resposta (horas)

Figura 2 ­ Médias mensais do tempo de resposta.

Na figura 3 são apresentados os valores mensais de tempo volta indicando o tempo

necessário  para  que a TSM atinja valores  superiores  a 18oC, significando o   fim de um

evento de ressurgência. Estes valores são determinados pela diferença entre Tf e Vf. Como

esperado,  observa­se que os valores  mínimos estão nos meses de  inverno,  quando as

frentes frias estão mais  intensas e o Anticiclone do Atlântico Sul  tende a estar  mais ao

norte.

Figura 3 ­ Médias mensais do tempo de retorno.

05

101520253035

jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez

Tempo de retorno (horas)

Como um resultado do observado nas figuras 2 e 3, a figura 4 mostra os valores

mensais do tempo de permanência da TSM abaixo de 18oC. Nota­se que os eventos de

ressurgência são mais duradouros no verão com um pico secundário em Setembro. Este

comportamento é  explicado pela  influência do Anticiclone Semi­Permanente do Atlântico

Sul, que é mais intensa no verão. 

0

50

100

150

200

250

jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez

Tempo de permanência (horas)

Figura 4 ­ Médias mensais do tempo de permanência.

4. CONCLUSÕES

Neste   trabalho   foram  analisados  11   anos   de  dados   horários  de   temperatura  da

superfície  do mar  e  direção do vento na  região de arraial  do Cabo,  RJ.  Os  resultados

preliminares   mostram   que   a   TSM   responde   mais   rapidamente   ao   vento   de   nordeste,

caracterizando o início da ressurgência no verão, quando o Anticiclone Semi­Permanente

do Atlântico Sul está mais ao sul e mais persistente. Ao contrário, o fim da ressurgência

ocorre mais rapidamente no inverno, devido as frentes frias que estão mais intensas neste

período.  

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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