Dynamics of the Mozambique channel using surface drifters and satellite-derived geostrophic and ekman currents

Abstract

Este estudo examinou a dinâmica das correntes superficiais em torno de Madagascar e do Canal de Moçam- bique. A divisão dessas regiões em sub-regiões do Este da costa de Madagascar, Norte, Centro e Sul do Canal de Moçambique permitiu a avaliação do papel das correntes geostróficas e a combinação entre correntes geostróficas e de Ekman na dinâmica sub-regional. No entanto, bóias de deriva virtuais foram comparadas com 151 bóias de deriva SVP com resolução temporal de 1 hora do Global Drifter Program, durante 2000 à 2019. Adicionalmente, enquanto algumas bóias de deriva SVP mantiveram suas velas de deriva, outras as per- deram; essa característica foi considerada na análise. As trajetórias das bóias virtuais foram calculadas usando a equação básica de modelação Lagrangiana, que requer campos de velocidade. Estes campos são baseados no modelo de topografia dinâmica média dos oceanos CNES-CLS18, que compreende observações de altí- metro de satélite, vento de modelos numéricos e observações in-situ de bóias SVP. Em complemento, estes são compilados em quatro níveis de processamento pelo Serviço Marítimo da União Europeia-Copernicus. As bóias de deriva virtuais calculadas apartir dos dois campos de velocidade foram designados como Vir- tual Geostrophic Drifter (VGD) e Virtual Geostrophic-Ekman Drifter (VGED), enquanto as bóias de deriva SVP foram classificadas como bóias reais. Os resultados revelam subestimações substanciais, com uma mé- dia de 29% com VGDs e melhorando para 21% quando o desvio de Ekman é incorporado nos VGEDs em comparação com as bóias reais. Este facto mostra melhoria no modelo de topografia dinâmica média dos oceanos CNES-CLS18. A costa Este de Madagascar exibiu as maiores discrepâncias de velocidade devido ao dipolo formado na ponta sul de Madagascar, o que impediu o movimento de VGD específico para o canal. Ao mesmo tempo, o Norte do Canal de Moçambique mostrou menor subestimação devido às fortes correntes de fronteira ocidental, ventos locais e ciclones tropicais, destacando o domínio da sazonalidade do vento na sub-região. Devido ao comportamento linear e não linear dos vórtices, as bóias virtuais apresentam erros de posição substanciais no Canal Central e Sul de Moçambique em relação às bóias reais. Entretanto, as bóias virtuais não conseguiram identificar as principais estruturas submesoescala porque a resolução de 25 km dos campos de velocidade foi um problema significativo. A dispersão de bóias virtuais próximo a costa de Cabo Delgado foi influenciada por correntes sazonais da deriva superficial de Ekman. Isso destaca a necessidade de incorporar essas dinâmicas em simulações futuras à medida que os ventos modulam essa região. Uma parte considerável dessas bóias virtuais encalharam logo após serem liberadas devido aos fortes ventos do sul que influenciam a superfície do oceano, deslocando-as para a costa Este de África. Esse fenômeno foi observado predominantemente no inverno.