Climatologia do Oceano Pacífico Sul e seus registros ambientais na Antártica ocidental do período 1900-2010

Abstract

Essa tese investiga a evolução climática no oceano Pacífico Sul, e seu papel sobre a variabilidade ambiental na Antártica, entre 1900 e 2010. Por reanálises climáticas ERA-20C e ERA-Interim (European Center for Medium-Range Weather Forecasts – ECMWF), Empirical orthogonal functions – EOFs, índices climáticos do Hemisfério Sul, e proxies de três testemunhos de gelo (Monte Johns, Platô Detroit e Ferrigno), constatou-se que a Antártica Ocidental e Península Antártica sofreram influência da variabilidade climática do Pacífico Sul nesse período. Os principais resultados mostram que: a temperatura da superfície do mar (TSM) aumentou de forma generalizada em todo o oceano Pacífico Sul entre 1900 e 2010 (Pacífico Equatorial + 0,007 °C a–1 e Pacífico Sul + 0,008 °C a–1). Esse aumento ocorreu concomitantemente com a mudança do sinal da anomalia da pressão média ao nível do mar (PMNM), aumentando a pressão atmosférica em latitudes médias e diminuindo ao redor da Antártica na zona de baixa pressão circumpolar adjacente ao oceano Pacífico, tanto no verão como no inverno austral, o que é compatível com uma fase positiva no Modo Anular Sul (Southern Annular Mode – SAM) desde a década de 1960. Com isso a Baixa do Mar de Amundsen (BMA) aprofundou ao longo dos 110 anos analisados, contribuindo para mudança do padrão da anomalia do vento meridional (v) em 850-hPa entre latitudes médias e altas do Pacífico Sul, intensificando o fluxo de norte para sul (do sudeste do Pacífico Sul para o norte da Antártica Ocidental) desde a década de 1960. Isso levou a progressiva redução na extensão do gelo marinho ([Na+] - 0,083 μg L-1 a-1) nos mares de Amundsen e Bellingshausen; elevação na temperatura atmosférica ([D] + 0,078‰ a–1) e aumento da acumulação de neve (+ 0,0012 m a–1 em equiv. d'água) na região costeira da Antártica Ocidental no sítio Ferrigno. Na região do sítio Monte Johns, a tendência de aumento da acumulação de neve foi menor, pois está mais adentro da Antártica Ocidental e sofre menor influência da BMA. Entre 1990 e 2007 a tendência do SAM positivo se intensificou, aumentando a acumulação de neve principalmente na Península Antártica (+0.036 m a−1 em equiv. d'água) no sítio Platô Detroit.

The climatic evolution of the South Pacific Ocean from 1900 to 2010 and its environmental role over West Antarctica is investigated in this thesis. By interpreting ERA-20 and ERA-Interim reanalysis (European Center for Medium- Range Weather Forecasts – ECMWF), principal component analyses, the Southern Hemisphere climatic index, and the regional environmental proxies obtained indirectly from the analysis of three ice cores (Mount Johns, Ferrigno and Detroit Plateau) from the West Antarctic ice sheet and Antarctic Peninsula. It was found that West Antarctica and Antarctic Peninsula were influenced by the climatic variability of the South Pacific during the analyzed period. The main results show that: The sea surface temperature (SST) increased in almost the entire South Pacific Ocean from 1900 to 2010 (Equatorial Pacific + 0,007 °C a–1 and middle-latitudes of the South Pacific + 0,008 °C a–1). This increase occurred concurrently a change in the sign of the mean sea level pressure (MSLP) anomaly, increasing atmospheric pressure at middle-latitudes and decreasing around Antarctica in the circumpolar low-pressure zone, both in summer and austral winter, which is compatible with a positive trend of the Southern Annular Mode (SAM) from 1960 onwards. Consequently, strengthening the Amundsen Sea Low (ASL) and then changing the pattern of the meridional wind anomaly (v) at 850-hPa between medium and high latitudes in the South Pacific. Since 1960, a greater flow from north to south has predominated from the southeast South Pacific to the north of West Antarctica. Such changes resulted in a reduction of the sea ice extent in the Amundsen and Bellingshausen seas ([Na+] - 0.083 μg L-1 a–1), increase in average atmospheric temperature ([D] + 0.078‰ a-1) and in snow accumulation (+ 0.0012 m a–1 water equiv.) in the Ferrigno in coastal region of West Antarctica. The Mount Johns region does not show the same trend in atmospheric temperature, as it is largely influenced by cold air masses from the Antarctic ice sheet interior. From 1990 onwards intensified the positive trend of the SAM and increase in snow accumulation (+ 0.036 m a–1 water equiv.) in Detroit Plateau site.