Modelagem matemática e conectividade físico-biogeoquímica dos sistemas insulares Rocas-Noronha no Atlântico tropical

Abstract

A influência da presença do arquipélago de Fernando de Noronha (FN, 3°51'S-32°25'W) e do Atol das Rocas (AR, 3°52'S-33º49'W) sobre a estrutura físico-biogeoquímicano Atlântico tropical foi investigada utilizando-se dados in situ, observações de satélites e técnicas de modelagem matemática e simulação numérica. Inicialmente, para examinar os efeitos das presenças das ilhas sobre a circulação e estrutura termohalina, o modelo Regional Ocean Modeling System (ROMS) foi empregado com alta resolução horizontal (1/70º) para simular dois cenários climatológicos distintos: com a presença de FN e AR (cenário I); e com a remoção artificial das ilhas (cenário NI). Os resultados das simulações do cenário I, validados a partir da comparação com dados de observação, indicam que as instabilidades geradas pelos obstáculos (ilhas) dão origem ao desenvolvimento de turbilhões a jusante de FN e AR (von Karman Street), na esteira do ramo central da Corrente Sul Equatorial (cSEC). Essas estruturas de mesoescala têm influência sobre as propriedades termodinâmicas das águas em torno dessas ilhas, incrementando a mistura vertical na base da camada de mistura e induzindo um resfriamento subsuperficial, particularmente no período em que a cSEC é fortalecida. Os resultados das simulações biogeoquímicas (ROMS-PISCES, Pelagic Interactions Scheme for Carbon and Ecosystem Studies) confirmam a importância desses processos, indicando um aumento da concentração de clorofila-a e de nutrientes a jusante de FN e AR. Os resultados indicam que as anomalias físico-biogeoquímicas induzidas pela presença das ilhas contribuem para a redução do fluxo de CO2liberado do oceano para a atmosfera, decorrente principalmente da redução da pCO2 no mar pelo incremento da ação fotossintética na região. Por fim, os resultados das simulações físicas foram acoplados ao modelo lagrangeano IBM-ICHTHYOP (Individual-Based Model – ICHTHYOP). Estas últimas simulações, realizadas considerando-se como exemplo o ictioplancton do Dentão (Lutjanus jocu), indicaram que a retenção de larvas ocorre nos dois sistemas insulares ao longo de todo o ano, sendo mais numa vez fortemente correlacionada com a variabilidade da cSEC. Os resultados confirmam a existência de conectividade superficial entre o arquipélago de Fernando de Noronha e do Atol das Rocas.