dc.contributor.advisor |
Gammelsrød, Tor |
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dc.contributor.advisor |
Langa, Avelino Ângelo Adolfo |
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dc.contributor.advisor |
Hoguane, António Mubango |
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dc.contributor.author |
Sitoe, Nélio das Neves Olívio |
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dc.date.accessioned |
2025-07-15T08:33:16Z |
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dc.date.issued |
2025-02-06 |
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dc.identifier.uri |
http://www.repositorio.uem.mz/handle258/1445 |
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dc.description.abstract |
This study examined the surface current dynamics around Madagascar and the Mozambique Channel. Dividing
these regions into the Eastern Madagascar Coast, Northern, Central, and Southern Mozambique Channel
subregions allowed for the assessment of the role of geostrophic-only and combined geostrophic and Ekman
currents in the dynamics. Moreover, calculated virtual drifters were compared with 151 hourly Surface Velocity
Program drifters (SVP drifters) from the Global Drifter Program spanning from 2000 to 2019. In addition,
while some SVP drifters retained their drogues, others lost them; this status was considered in the analysis.
The virtual drifter’s trajectories were calculated using the basic Lagrangian modelling equation, which requires
velocity fields. The velocity fields employed are based on the CNES-CLS18 mean dynamic topography model,
which comprises satellite altimeter observations, wind from numerical models and in-situ observations from
SVP drifters. These velocity fields are compiled at four levels of processing by the European Union-Copernicus
Marine Service. The virtual drifters from the two velocity fields were designated as Virtual Geostrophic Drifter
(VGD) and Virtual Geostrophic-Ekman Drifter (VGED), while the SVP drifters were classified as real drifters.
The results reveal substantial underestimations, averaging 29% with VGDs and improving to 21% when Ekman
drift is incorporated in the VGEDs compared to real drifters. This shows improvement in the CNES-CLS18
mean dynamic topography model. The Eastern Madagascar Coast exhibited the highest velocity discrepancies
due to the formed dipole in the southern tip of Madagascar, which prevented the movement of specific VGD
to the channel. However, the Northern Mozambique Channel showed lower underestimation due to strong
western boundary currents, local winds, and tropical cyclones, highlighting the region’s dominance of wind
seasonality. Due to the eddy’s linearity and non-linearity, virtual drifters have substantial position errors in
the Central and Southern Mozambique Channel. Moreover, virtual drifters failed to identify key submesoscale
structures because the velocity field’s 25 km resolution was a significant issue. The dispersion of virtual drifters
in the offshore Cabo Delgado coast of the Northern Mozambique Channel was predominantly influenced
by seasonal Ekman-driven currents. This highlights the necessity of incorporating these dynamics into future
simulations as winds modulate this region. A considerable part of these virtual drifters ran aground shortly
after being released due to the strong winds from the south that influence the ocean surface, displacing them
45° to the left in relation to the wind’s direction. This phenomenon was observed predominantly in winter. |
en_US |
dc.language.iso |
eng |
en_US |
dc.rights |
openAcess |
en_US |
dc.subject |
Particle tracking |
en_US |
dc.subject |
SVP drifters |
en_US |
dc.subject |
Geostrophic currents |
en_US |
dc.subject |
correntes geostróficas |
en_US |
dc.subject |
Ekman drift |
en_US |
dc.subject |
superfície do oceano |
en_US |
dc.subject |
Dispersão de particulas |
en_US |
dc.subject |
Canal de Moçambique |
en_US |
dc.subject |
Bóias de deriva de superfície |
en_US |
dc.title |
Dynamics of the Mozambique channel using surface drifters and satellite-derived geostrophic and Ekman currents |
en_US |
dc.type |
thesis |
en_US |
dc.description.embargo |
2025-05-27 |
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dc.description.resumo |
Este estudo examinou a dinâmica das correntes superficiais em torno de Madagascar e do Canal de Moçambique.
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 perderam;
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 altímetro
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 Virtual
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 média
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. |
en_US |