Departamento de Ciências Agrárias
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Browsing Departamento de Ciências Agrárias by advisor "Azevedo, Eduardo Manuel Vieira de Brito"
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- Climatic patterns and physical controls of chlorophyll-a in the Northeast AtlanticPublication . Valente, André dos Santos Franca Gaspar; Juliano, Maria Manuela Fraga; Azevedo, Eduardo Manuel Vieira de BritoChlorophyll-a concentration is one of the most commonly used indicators of phytoplankton biomass, the basis of the marine food chain. Patterns of chlorophyll-a can be driven by many environmental factors, such has meteorological and oceanographic processes that regulate the available light and nutrients for phytoplankton growth. The identification of physical mechanisms responsible for observed chlorophyll-a patterns is key to predict and understand the effect of climate on phytoplankton. Satellite data, with their unprecedented spatial and temporal coverage, provides an unique source of observations to elucidate on these physical-biological interactions. This study describes the distribution and variability of chlorophyll-a in the Northeast Atlantic using satellite images of ocean colour and identifies underlying physical mechanisms using complementary satellite, in-situ and model data. Long-term changes in oceanographic properties were firstly analyzed for a better understanding of chorophyll-a variability. Simultaneous reductions in the southward flow and increases in temperature in the upper ocean (0-500 m) were observed in the eastern basin. These results support the hypothesis that the colder and fresher waters of the early 1990's were replaced by warmer and more saline waters after 2000, as a result, at least partially, of stronger subtropical inflows. Positive (and weak negative) wind stress curl was related to the reduction of southward flow providing a link between large-scale changes in atmospheric patterns and the observed warming. After the severe winter of 2009/2010, surface temperature (0-300 m) dropped to the values of 1998-2000, possibly due to an exceptional deep winter mixing. Regarding the distribution of satellite-derived chlorophyll concentration (SCHL), it was found that the climatological annual pattern was remarkably similar to the nutrient pattern resulting from the combination of the subsurface nutrient field and the mixed layer depth (MLD) field. This suggests that the supply of nutrients during winter has a control over annual SCHL in the region and that this nutrient supply is regulated not only by the depth of winter mixing, but also by the subsurface nutrient field, which in turn is related to ocean circulation and lower in subtropical waters. The seasonal variability of SCHL was different in each group of Azores islands. During winter, a gradual increase of SCHL related to shallower MLD (< 150 m) was typically observed in the Central and Eastern Groups, while a decrease of SCHL related to deeper MLD (> 200 m) was observed in the Western Group. In spring, stronger late blooms were observed in the Western Group, possibly associated with the deep mixing. In the Eastern Group weaker spring blooms could be attributed to lower winter nutrient supply as a result of shallower MLD, but also to a reduced subsurface nutrient content due to its proximity to the Azores Front. The timing of the seasonal SCHL increase in autumn followed heat losses from the ocean, which indicates surface cooling and the start of convective mixing. Inversely, the timing of SCHL increases in winter and spring occurred during oceanic heat gain, which indicates surface warming and reductions in turbulence. Regarding interannual variability of spring bloom magnitude, a decreasing trend was observed between 1998 and 2009 in the eastern basin. Although west of Azores, stronger winter mixing was related to increased spring bloom magnitude, to the east there was no clear relation. One possible explanation is that subtropical inflows after 2000, changed the subsurface nutrient content in the eastern basin during the period of SCHL observation and caused different biological responses to winter mixing. Finally, SCHL around the islands was slightly higher than surrounding areas, which provides evidence that the Azores islands produce an island-mass effect throughout the year. This study provides observational evidence of the effect of vertical mixing and horizontal transport on the patterns of chlorophyll-a in the Northeast Atlantic. These results illustrate direct routes between climate and the basis of the marine food chain, contributing to the understanding of the transition region between the subtropical and subpolar biomes, and the physical-biological coupling in the ocean.
- Os efeitos do aumento das concentrações de dióxido de carbono e da turbulência na diatomácea, Chaetoceros sp.Publication . Guerra, Patrícia Alexandra Borges; Azevedo, Eduardo Manuel Vieira de Brito; Ramos, Joana BarcelosNa natureza existem fontes naturais emissoras de dióxido de carbono (CO²). Com a revolução industrial as emissões antropogénicas provocaram um desequilíbrio no ciclo do carbono da Terra, pois adicionam uma reserva que naturalmente não estaria disponível actualmente. Há medida que a concentração de CO² aumenta na atmosfera, entra em equilíbrio com a superfície dos oceanos por trocas entre a fase gasosa e a fase líquida, aumentando a concentração de CO² nas camadas superficiais dos oceanos. Como tal, aqui estudou-se o potencial efeito das concentrações do CO² numa espécie de fitoplâncton pertencente ao grupo das diatomáceas, o Chaetoceros sp.. Ao mesmo tempo foi aplicado um factor turbulência para verificar se esta espécie reagia de forma diferente, uma vez que o oceano não é estático e tem bastante movimentação devido a correntes, vento, ondulação, etc. Foram usadas 3 concentrações diferentes de CO², sendo elas 450, 925 e 1205 μatm, conseguidas com a alteração do sistema de carbono. Estas três concentrações têm como objectivo simular as concentrações de CO² existentes no oceano no presente, futuro e um futuro distante, respectivamente. Durante a fase de pré-culturas e culturas fez-se a adaptação da espécie às três concentrações de CO² e ao mesmo tempo à turbulência. Neste estudo verificou-se que quer o aumento da concentração do CO², quer a turbulência não tiveram influência no desenvolvimento da espécie o que se pode verificar nos dados obtidos no crescimento celular, cotas celulares e ratios. Os Chaetoceros sp, desenvolveram-se bem nos meios com e sem turbulência, assim como nos meios com maior concentração de CO² e cheguei à conclusão que são uma espécie bastante robusta e com grande capacidade de adaptação às diferentes condições a que foram expostos na experiência. Apesar de esta espécie ter tido uma boa reacção ao aumento das concentrações de CO² e de no geral não ser sensível, sabe-se que este aumento faz com que a espécie de diatomácea dominante mude e como tal não se sabe exactamente como irão reagir as restantes espécies de diatomáceas, o fitoplâncton e se poderá ter alguma influência na cadeia trófica.
- Mudanças climáticas nas regiões insularesPublication . Tomé, Ricardo (Filipe Domingos); Miranda, Pedro Manuel Alberto; Azevedo, Eduardo Manuel Vieira de BritoResultados de uma nova geração de modelos climáticos, forçados pelos cenários RCP8.5 e RCP4.5 de concentrações atmosféricas de gases de estufa e aerossol, estabelecidos pelo IPCC para o seu quinto relatório ainda em preparação, são utilizados para caracterizar o clima nas ilhas dos Açores e da Madeira e a sua resposta ao aquecimento global em curso. A metodologia aqui desenvolvida recorre ao novo modelo global EC-Earth, a dados da reanálise ERA-Interim e a resultados de um extenso conjunto de simulações com o modelo de investigação WRF, utilizando, pela primeira vez, uma metodologia dinâmica para a regionalização de campos globais para resoluções suficientemente finas, nas quais se representa explicitamente uma parte do efeito das ilhas e da sua complexidade topográfica. Os resultados aqui analisados sugerem aumentos da temperatura média superiores a 1 ᵒC a meio do século XXI nos Açores e da Madeira, atingindo valores superiores a 2,5 ᵒC no final do século, acompanhados por uma redução da precipitação anual da ordem dos 10% nos Açores mas que poderá atingir os 30% na Madeira. Estas alterações são suficientemente grandes para justificar impactos muito alargados sobre os ecossistemas insulares e sobre a população humana. Os resultados apresentados mostram a vantagem de utilização da metodologia proposta, em especial para uma representação adequada do regime de precipitação em ilhas de topografia complexa, sugerindo mesmo a necessidade de resoluções mais elevadas em trabalhos futuros.