MODELING THE SOUTH ATLANTIC OCEAN FROM MEDIUM TO HIGH-RESOLUTION

Abstract

ABSTRACT. The standard REMO (a Brazilian approach towards operational oceanography) model configuration is tested, and results of two numerical simulations with HYCOM are presented and discussed. This configuration consists basically of a high-resolution eddy-resolving, 1/12 degree model for the Metarea V (latitudes from 7◦N to 35◦50’S, and longitudes betweenn 20◦W and the Brazilian coast), nested in a medium-resolution eddy-permitting, 1/4 degree model of the Atlantic Ocean. These simulations aim for: a) creating a basic set-up for implementation of assimilation techniques leading to ocean prediction; b) the development of hydrodynamic bases for environmental studies; and c) providing boundary conditions for regional domains with increased resolution. This is the first time HYCOM is applied in high-resolution and particularly tailored for this region of the ocean. The 1/4 degree simulation was able to simulate realistic Equatorial and South Atlantic large scale circulation, both the wind-driven and the thermohaline components. The high-resolution introduces realistic mesoscale activity, in particular that associated with the dynamics of western boundary currents, and captures also both the continental shelf and the upper-ocean modes of variability associated with atmospheric synoptic forcing. Important issues for the simulation of the South Atlantic with high-resolution are discussed, like the ideal place for boundaries, improvements in the bathymetric representation, and the control of SST bias by the introduction of surface relaxation. In order to make a preliminary assessment of the model behavior when submitted to data assimilation, the Cooper & Haines (1996) method was used to extrapolate SSH anomalies fields to deeper layers every 7 days, with encouraging results.

Keywords: numerical simulation, nesting, southwest Atlantic, Brazil Current.

RESUMO. Neste trabalho são apresentados e discutidos resultados de duas simulações numéricas realizadas com o model HYCOM e que representam a configuração padrão do projeto REMO (Rede de Modelagem e Observação Oceanográfica), uma abordagem brasileira para a oceanografia operacional. Esta configuração consiste em um modelo em alta resolução (1/12 de grau, que resolve a mesoescala) da região denominada de Metarea V (latitudes de e 7◦N a 35◦50’S e longitudes desde n 20◦W até a costa brasileira), aninhado em um modelo em média-resolução (1/4 de grau, que resolve apenas parcialmente a mesoescala) do oceano Atlântico. Estas simulações tem como objetivos: a) a geração de um set-up básico para implementação de técnicas de assimilação visando a previsão oceânica; b) o desenvolvimento de bases hidrodinâmicas para estudos ambientais; e c) a geração de condições de contorno para domínios regionais com maior resolução. Esta é a primeira vez que o HYCOM é aplicado em alta resolução e especialmente configurado para esta região do oceano. A simulação em 1/4 de grau simulou de forma realista a circulação de larga escala no Atlântico Sul e Equatorial, tanto a componente eólica quanto a termohalina. A simulação em alta resolução foi capaz de introduzir também de forma realista a mesoescala, em particular aquela associada à dinâmica das correntes de contorno oeste, e de capturar a variabilidade da porção superior do oceano e da plataforma continental associada à forçante atmosférica em escala sinótica. Aspectos importantes para a simulação do Atlântico Sul em alta resolução são discutidos, como o posicionamento dos contornos, a representação da batimetria e o controle de possíveis tendências na TSM pela introdução de um termo de relaxamento para climatologia em superfície. Uma avaliação preliminar do comportamento do modelo submetido à assimilação de dados foi realizada com o método de Cooper & Haines (1996), capaz de extrapolar campos de anomalias de elevação da superfície para camadas mais profundas a cada 7 dias, com resultados promissores.

Palavras-chave: simulação numérica, aninhamento, Atlântico sudoeste, Corrente do Brasil.