Subduction of South Atlantic Subtropical Mode Waters

Abstract

ABSTRACT. The formation of the Subtropical Mode Waters (STMW) in the South Atlantic, part of the South Atlantic Central Water (SACW), by the subduction process, transferring mixed layer fluid into the permanent thermocline, is investigated using results of numerical simulations with the HYbrid Coordinate Ocean Model (HYCOM). Subduction rates were estimated by the kinematic method, adding the lateral induction of fluid through the sloping base of winter mixed layer with the vertical velocities at the base of winter mixed layer. Subduction rates above 100 m/year were found over the South Atlantic Subtropical Front, with maximum rates larger than 200 m/year in three distinct regions. The subduction pattern is dominated by the contribution of lateral induction, specially over the Subtropical Front, with rates significantly larger than the maximum rate of Ekman pumping. Different STMW were identified, associated with maximum layers thickness in isopycnals representative of upper and middle portion of SACW. The regions of maximum subduction rates were associated with the formation of the STMW.Keywords: mixed layer, ventilation, SACW, permanent thermocline, lateral induction. RESUMO. A formação deÁguas Modais Subtropicais (AMS) no Atlântico Sul, que fazem parte daÁgua Central do Atlântico Sul (ACAS), transferindo fluido da camada de mistura para a termoclina permantente pelo processo de subducção, foi estudada a partir dos resultados de simulações numéricas com um modelo oceânico de coordenadas híbridas (HYCOM -Hybrid Coordinate Ocean Model). A subducção foi calculada pelo método cinemático, somando as contribuições da indução lateral de fluido através da base da camada de mistura e as velocidades verticais na base da camada de mistura de inverno. Foram encontradas taxas de subducção superiores a 100 m/ano ao longo da Frente Subtropical do Atlântico Sul, com três núcleos distintos de máxima subducção atingindo mais de 200 m/ano. A indução lateral mostrou-se o processo dominante na subducção, especialmente ao longo da frente, com taxas significativamente superiores ao bombeamento de Ekman.Foram identificadas diferentes AMS associadasàs máximas espessuras de camadas representativas das porções média e superior daÁgua Central do Atlântico Sul (ACAS). As regiões de máximas taxas de subducção estão associadasà formação das AMS.Palavras-chave: camada de mistura, ventilação, ACAS, termoclina permanente, indução lateral.