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1. Malvinas current at 44.7°S: First assessment of velocity temporal variability from in situ data

Author

Martin Saraceno, Ramiro Ferrari, Camila Artana, Guillermina Fernanda Paniagua, Marcela Charo, Alberto R. Piola, Christine Provost, Instituto Franco-Argentino sobre Estudios de Clima y sus Impactos [Buenos Aires] (IFAECI), Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA), Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - 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Subjects
0106 biological sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Mesoscale meteorology, IN SITU TIME SERIES, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Escarpment, Aquatic Science, 01 natural sciences, Current meter, Potential vorticity, Bathymetry, MALVINAS CURRENT VARIABILITY, Sea level, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, geography, Plateau, geography.geographical_feature_category, 010604 marine biology & hydrobiology, ALTIMETRY DATA, Geology, PATAGONIAN SLOPE, Geodesy, Oceanography, 13. Climate action, Ridge
Abstract

International audience; We report current meter measurements obtained by four moorings deployed across the Malvinas Current (MC) at 44.7ºS during 18 months between December 2015-June 2017. Previous measurements of the MC strength have been reported only close to the Brazil-Malvinas Confluence, hindering the interpretation of the flow variability. The record-length time averaged velocities and variance ellipses indicate a strong northward along-isobath flow with an equivalent-barotropic structure. The meridional velocities at the western and eastern moorings are not correlated and show large amplitude oscillations which are coherent with the passage of mesoscale features over the moorings. Satellite altimetry data, that are highly correlated with 20-day low-pass filtered in situ velocities (r~0.80), show that the MC variability is affected by the propagation of sea level anomalies (SLA) along the Patagonian slope with phase speeds that range between 0.21 ± 0.04 m s-1 and 0.14 ± 0.01 m s-1. SLAs propagate northward along the slope following contours of constant potential vorticity and its phase speeds decrease towards the east across the slope. SLAs that mostly affect the western mooring originate in the northern flank of the North Scotia Ridge while SLAs that mostly affect the eastern mooring originate along the Malvinas Escarpment, along the northern edge of the Malvinas Plateau. We suggest that the interaction between eddies and the complex bathymetry at those locations generate instabilities that enhance the generation of mesoscale structures that propagate in the flow direction along the western boundary of the Argentine Basin affecting the variability of the MC velocities.

Published
2021
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2. On the Wind Contribution to the Variability of Ocean Currents Over Wide Continental Shelves: A Case Study on the Northern Argentine Continental Shelf

Author

Loreley Selene Lago, Roque Alfredo Guerrero, Martin Saraceno, Patricia Martos, Christine Provost, Guillermina Fernanda Paniagua, Alberto R. Piola, Ramiro Ferrari, Camila Indira Artana, Instituto Franco-Argentino sobre Estudios de Clima y sus Impactos [Buenos Aires] (IFAECI), Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universidad Nacional de Mar del Plata [Mar del Plata] (UNMdP), Mercator Océan, Société Civile CNRS Ifremer IRD Météo-France SHOM, Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Austral, Boréal et Carbone (ABC), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), EUMETSAT/CNES (France), Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, IN SITU TIME SERIES, Oceanography, 01 natural sciences, SOUTHWESTERN ATLANTIC, purl.org/becyt/ford/1 [https], purl.org/becyt/ford/1.5 [https], Geochemistry and Petrology, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), 14. Life underwater, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, geography, geography.geographical_feature_category, OCEAN CIRCULATION, Continental shelf, LOW-FREQUENCY VARIABILITY, Ocean current, WIND, ARGENTINE CONTINENTAL SHELF, Geophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Geology
Abstract

The southwestern Atlantic Ocean has one of the largest and most productive continental shelves of the southern hemisphere. Despite its relevance, its circulation patterns have been largely inferred from hydrographic observations and numerical models. Here we describe the variability of the shelf circulation based on the analysis of 11 months of multilevel currents measured by two bottom-mounted acoustic Doppler current profilers deployed over the continental shelf at 39°S. The record-length mean is 12 and 13 cm/s in the upper layer and decreases to 6 and 8 cm/s near the bottom, at the deployment nearer and further from the coast, respectively. The mean flow direction is toward the NE, following the orientation of the isobaths. Measurements at both sites show that the alongshore barotropic component accounts for 83% of the variability observed and are well correlated (0.86), suggesting a relatively uniform flow, which is presumably driven by large-scale forcing. Indeed, large-scale wind stress patterns dominate the temporal variability of the in situ currents and the passage of atmospheric fronts induces significant changes in the observed currents at all depths. We found that for 12% of the measurements the currents reverse the direction to the SW in response to these atmospheric patterns. Furthermore, the analysis of sea surface height reconstructed from bottom pressure measurements at both sites and from a coastal tide gauge reveals that the variability of the alongshore currents is driven by the cross-shore pressure gradients generated by the alongshore wind stress. Fil: Lago, Loreley Selene. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Instituto Franco-argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; Argentina Fil: Saraceno, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Instituto Franco-argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; Argentina Fil: Martos, Patricia. Instituto Nacional de Investigaciones y Desarrollo Pesquero; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Guerrero, Roque Alfredo. Instituto Nacional de Investigaciones y Desarrollo Pesquero; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentina Fil: Piola, Alberto Ricardo. Ministerio de Defensa. Armada Argentina. Servicio de Hidrografía Naval; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Paniagua, Guillermina Fernanda. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera; Argentina. Instituto Franco-argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; Argentina Fil: Ferrari, Ramiro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Instituto Franco-argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; Argentina Fil: Artana, Camila Indira. Sorbonne University; Francia Fil: Provost, Christine. Sorbonne University; Francia

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2019
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3. Malvinas Current at 40°S–41°S: first assessment of temperature and salinity temporal variability

Author

Ramiro Ferrari, Alberto R. Piola, Martin Saraceno, Camila Artana, Raúl A. Guerrero, Guillermina Fernanda Paniagua, Loreley Selene Lago, Christine Provost, Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA), Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET), Departamento de Ciencias de la Atmosfera y los Oceanos (DCAO), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA), Instituto Franco-Argentino sobre Estudios de Clima y sus Impactos [Buenos Aires] (IFAECI), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo Pesquero (INIDEP), Austral, Boréal et Carbone (ABC), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Subjects
0106 biological sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Temperature salinity diagrams, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Oceanography, 01 natural sciences, Ciencias de la Tierra y relacionadas con el Medio Ambiente, purl.org/becyt/ford/1 [https], purl.org/becyt/ford/1.5 [https], Geochemistry and Petrology, TIME SERIES, SALINITY, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), 14. Life underwater, TEMPERATURE, 0105 earth and related environmental sciences, 010604 marine biology & hydrobiology, Oceanografía, Hidrología, Recursos Hídricos, MALVINAS CURRENT, Geophysics, Geography, MOORINGS, 13. Climate action, Space and Planetary Science, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Humanities, CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Abstract

The temporal variability of 11 months of in situ velocity, temperature, and salinity data collected at five moorings deployed at 40°S–41°S across the shelf-break in the Southwestern Atlantic is analyzed. Two distinct regimes characterized by strong and weak along-slope velocities are present. During the strong regime the Malvinas Current flows northward through the moorings while during the nearly 5 months long weak regime reversals of the along-slope velocities are frequently observed. Comparison with the previous in situ time series obtained in the same region shows that such an extended period of weak flow has not been previously observed. During the weak regime, Sub-Antarctic Mode Water is observed over the 1,800 m isobath at an average depth of 500 m. Water masses occupying the upper 1,600 m during the strong regime deepen and shift eastward during the weak period. Satellite geostrophic velocities and sea surface temperature clearly show that the weak regime is due to a deflection to the east of the Malvinas Current, upstream of the mooring position. Analysis of the vertical structure of the currents indicate that during the weak regime the flow weakens mostly at the surface and presents a very small vertical shear. In contrast, during the strong regime currents are surface-intensified. The change in the structure of the currents at the mooring location impacts the relationship between in situ and altimetry-derived currents: during the weak regime altimetry adequately represents (rmsd 12 cm/s) in situ currents in the whole water column, while during strong regime rmsd are larger than 15 cm/s below 600 m depth. Fil: Paniagua, Guillermina Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina Fil: Saraceno, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina Fil: Piola, Alberto Ricardo. Ministerio de Defensa. Armada Argentina. Servicio de Hidrografía Naval. Departamento Oceanografía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina Fil: Guerrero, Raul Alfredo. Instituto Nacional de Investigaciones y Desarrollo Pesquero; Argentina Fil: Provost, Christine. Universite de Paris I Pantheon - Sorbonne; Francia. Laboratoire d’Oceanographie et du Climat: Experimentation et Approches Numeriques; Francia Fil: Ferrari, Ramiro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera; Argentina Fil: Lago, Loreley Selene. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Subsede Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo Pesquero; Argentina Fil: Artana, Camila Indira. Laboratoire d’Oceanographie et du Climat: Experimentation et Approches Numeriques; Francia

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2018
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