MODELING THE SOUTH ATLANTIC OCEAN FROM MEDIUM TO HIGH-RESOLUTION

ABSTRACT . The standard REMO (a Brazilian approach towards operational oceanography) model configuration is tested, and results of two numerical simulations with HYCOM are presented and discussed. This configuration consists basically of a high-resolution eddy-resolving, 1/12 degree model for the Metarea V (latitudes from 7◦N to 35◦50’S, and longitudes between 20◦W and the Brazilian coast), nested in a medium-resolution eddy-permitting, 1/4 degree model of the Atlantic Ocean. These simulations aim for: a) creating a basic set-up for implementation of assimilation techniques leading to ocean prediction; b) the development of hydrodynamic bases for environmental studies; and c) providing boundary conditions for regional domains with increased resolution. This is the first time HYCOM is applied in high-resolution and particularly tailored for this region of the ocean. The 1/4 degree simulation was able to simulate realistic Equatorial and South Atlantic large scale circulation, both the wind-driven and the thermohaline components. The high-resolution introduces realistic mesoscale activity, in particular that associated with the dynamics of western boundary currents, and captures also both the continental shelf and the upper-ocean modes of variability associated with atmospheric synoptic forcing. Important issues for the simulation of the South Atlantic with high-resolution are discussed, like the ideal place for boundaries, improvements in the bathymetric representation, and the control of SST bias by the introduction of surface relaxation. In order to make a preliminary assessment of the model behavior when submitted to data assimilation, the Cooper & Haines (1996) method was used to extrapolate SSH anomalies fields to deeper layers every 7 days, with encouraging results. Keywords : numerical simulation, nesting, southwest Atlantic, Brazil Current. RESUMO . Neste trabalho sao apresentados e discutidos resultados de duas simulacoes numericas realizadas com o model HYCOM e que representam a configuracao padrao do projeto REMO (Rede de Modelagem e Observacao Oceanografica), uma abordagem brasileira para a oceanografia operacional. Esta configuracao consiste em um modelo em alta resolucao (1/12 de grau, que resolve a mesoescala) da regiao denominada de Metarea V (latitudes de 7◦N a 35◦50’S e longitudes desde 20◦W ate a costa brasileira), aninhado em um modelo em media-resolucao (1/4 de grau, que resolve apenas parcialmente a mesoescala) do oceano Atlântico. Estas simulacoes tem como objetivos: a) a geracao de um set-up basico para implementacao de tecnicas de assimilacao visando a previsao oceânica; b) o desenvolvimento de bases hidrodinâmicas para estudos ambientais; e c) a geracao de condicoes de contorno para dominios regionais com maior resolucao. Esta e a primeira vez que o HYCOM e aplicado em alta resolucao e especialmente configurado para esta regiao do oceano. A simulacao em 1/4 de grau simulou de forma realista a circulacao de larga escala no Atlântico Sul e Equatorial, tanto a componente eolica quanto a termohalina. A simulacao em alta resolucao foi capaz de introduzir tambem de forma realista a mesoescala, em particular aquela associada a dinâmica das correntes de contorno oeste, e de capturar a variabilidade da porcao superior do oceano e da plataforma continental associada a forcante atmosferica em escala sinotica. Aspectos importantes para a simulacao do Atlântico Sul em alta resolucao sao discutidos, como o posicionamento dos contornos, a representacao da batimetria e o controle de possiveis tendencias na TSM pela introducao de um termo de relaxamento para climatologia em superficie. Uma avaliacao preliminar do comportamento do modelo submetido a assimilacao de dados foi realizada com o metodo de Cooper & Haines (1996), capaz de extrapolar campos de anomalias de elevacao da superficie para camadas mais profundas a cada 7 dias, com resultados promissores. Palavras-chave: simulacao numerica, aninhamento, Atlântico sudoeste, Corrente do Brasil.