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Sea level anomalies in the southern ocean due to thermohaline variability
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 8.77 MB | Adobe PDF |
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
The Southern Ocean is responsible for the majority of the global oceanic heat uptake. At the
same time, higher latitude waters are strongly stratified by salinity. This thesis investigates
steric height variability in the Southern Ocean from 2008 to 2017 by analysing potential temperature
(✓) and practical salinity (S) profiles obtained from global ocean reanalyses. The
work was performed using an innovative method called functional Principal Component Analysis
(fPCA). This feature extraction procedure was applied on the ✓ and S profiles (2000 m
depth) which have been transformed into B-spline functions beforehand. The resulting thermohaline
modes reveal information about the general ✓ and S structure, and their variations
have been analysed over time. By integrating density anomalies, steric height was computed
and related to changes of the modes using a Multiple Linear Regression model. Lastly, steric
height trends have been compared to total sea surface height (SSH) data from satellite altimetry.
Despite recent increases in meltwater and atmospheric temperatures, steric height in Antarctic waters above 2000 m has recently dropped due to higher salt content, while subtropical waters farther north have mostly risen due to increased heat storage. Interannual steric height changes are clearly depicted in total SSH variability, but at present the dominant cause for the significant sea level rise south of 30°S is increased freshwater discharge from glaciers and
ice sheets.
Oceano Antártico é responsável pela maior parte da absorção global de calor oceânico. Ao mesmo tempo, as águas de latitudes mais altas são fortemente estratificadas por salinidade. Esta tese investiga a variabilidade da altura estérica no Oceano Antártico de 2008 a 2017, analisando a temperatura potencial (✓) e os perfis práticos de salinidade (S) obtidos a partir de reanálises oceânicas globais. O trabalho foi realizado utilizando um método inovador denominado Análise de Componentes Principais Funcionais (fPCA). Este procedimento de extração de características foi aplicado nos perfis ✓ e S (profundidade de 2000 m) que foram transformados em funções B-spline previamente. Os modos termohalinos resultantes revelam informações sobre a estrutura geral ✓ e S, e suas variações foram analisadas ao longo do tempo. Ao integrar anomalias de densidade, a altura estérica foi calculada e relacionada às mudanças dos modos usando um modelo de regressão linear múltipla. Por último, as tendências da altura estérica foram comparadas aos dados da altura total da superfície do mar (SSH) da altimetria de satélite. Apesar dos recentes aumentos na água de degelo e nas temperaturas atmosféricas, a altura estérica nas águas da Antártica acima de 2000 m caiu recentemente devido ao maior conteúdo de sal, enquanto as águas subtropicais mais ao norte aumentaram principalmente devido ao aumento do armazenamento de calor. Mudanças de altura estérica interanual são claramente representadas na variabilidade SSH total, mas no momento a causa dominante para o aumento significativo do nível do mar ao sul de 30°S é o aumento da descarga de água doce das geleiras e mantos de gelo.
Oceano Antártico é responsável pela maior parte da absorção global de calor oceânico. Ao mesmo tempo, as águas de latitudes mais altas são fortemente estratificadas por salinidade. Esta tese investiga a variabilidade da altura estérica no Oceano Antártico de 2008 a 2017, analisando a temperatura potencial (✓) e os perfis práticos de salinidade (S) obtidos a partir de reanálises oceânicas globais. O trabalho foi realizado utilizando um método inovador denominado Análise de Componentes Principais Funcionais (fPCA). Este procedimento de extração de características foi aplicado nos perfis ✓ e S (profundidade de 2000 m) que foram transformados em funções B-spline previamente. Os modos termohalinos resultantes revelam informações sobre a estrutura geral ✓ e S, e suas variações foram analisadas ao longo do tempo. Ao integrar anomalias de densidade, a altura estérica foi calculada e relacionada às mudanças dos modos usando um modelo de regressão linear múltipla. Por último, as tendências da altura estérica foram comparadas aos dados da altura total da superfície do mar (SSH) da altimetria de satélite. Apesar dos recentes aumentos na água de degelo e nas temperaturas atmosféricas, a altura estérica nas águas da Antártica acima de 2000 m caiu recentemente devido ao maior conteúdo de sal, enquanto as águas subtropicais mais ao norte aumentaram principalmente devido ao aumento do armazenamento de calor. Mudanças de altura estérica interanual são claramente representadas na variabilidade SSH total, mas no momento a causa dominante para o aumento significativo do nível do mar ao sul de 30°S é o aumento da descarga de água doce das geleiras e mantos de gelo.
Description
Keywords
Densidade da água do oceano Oceano antártico Variações do nível do mar Estrutura termohalina Análise do componente principal funcional