NAVIO OCEANOGRÁFICO “ANTARES”
RELATÓRIO DE FIM DE COMISSÃO “PIRATA BR-XII”
1. PARTE HISTÓRICA E ESTATÍSTICA 1.1 – CRONOLOGIA
1.1.1 – Data do recebimento da Instrução Especial n° CH-005/10 24/JUN/2010 1.1.2 – Data de recebimento da Ordem de Movimento n° 020/10 24/JUN/2010 1.1.3 – Data do início dos trabalhos de Gabinete 12/JUL/2010 1.1.4 – Data do término dos trabalhos de Gabinete 30/SET/2010 1.1.5 – Data do início dos trabalhos de Campo 12/JUL/2010 1.1.6 – Data do término dos trabalhos de Campo 02/SET/2010 1.1.7 – Data da remessa do Relatório Final 06/OUT/2010
1.2 – CHEFIA DA COMISSÃO OCEANOGRÁFICA
A Comissão foi chefiada pelo Capitão-de-Fragata RODRIGO DE SOUZA OBINO, Comandante do Navio Oceanográfico “ANTARES”, no período de 12JUL a02SET2010.
1.3 – AUXÍLIOS RECEBIDOS PELA COMISSÃO OCEANOGRÁFICA 1.3.1 – Organizações militares da MB
a) Comando de Operações Navais; b) Diretoria de Hidrografia e Navegação c) Comando do 1º Distrito Naval; d) Comando do 3º Distrito Naval;
e) Grupamento de Navios Hidroceanográficos; f) Base Naval de Natal;
g) Capitania dos Portos do Ceará; h) Centro de Hidrografia da Marinha;
i) Base de Hidrografia da Marinha em Niterói; j) Hospital Naval de Natal;
k) Escola de Aprendizes Marinheiros do Ceará; l) Depósito Naval de Natal;
n) Estação Rádio da Marinha no Rio de Janeiro; o) Estação Rádio da Marinha em Natal;
p) Estação Rádio da Marinha em Salvador; q) Estação Rádio da Marinha em Belém; e r) Serviço de Sinalização Náutica do Nordeste.
1.4 – PESSOAL QUE EXECUTOU TRABALHOS DE CAMPO E GABINETE 1.4.1 – Oficiais da MB
CT EDUARDO PEREIRA DE REZENDE 08AGO a 02SET CT FELIPE DE CARVALHO GARCEZ 12JUL a 09AGO 1T FRANCISCO CLÁUDIO GONÇALVES ALVES 12JUL a 06AGO
1T DIOGO DE BARROS GUEDES 12JUL a 02SET
1T MARCO VINÍCIUS RIBEIRO LOPES DA SILVA 12JUL a 02SET
1.4.2 – Praças da MB
SO-HN AGOSTINHO FERREIRA DOS SANTOS JUNIOR 12JUL a 02SET 2ºSG-MR JOÃO BATISTA PEREIRA 12JUL a 02SET 3ºSG-HN ALAN FERNANDES NOGUEIRA 12JUL a 02SET 3ºSG-HN O’LCEN DANIEL DE OLIVEIRA BARROZO 12JUL a 02SET
3ºSG-MR EDSON CÉSAR ARAÚJO 12JUL a 02SET
3ºSG-HN CHARLES AHNERT NUNES 12JUL a 09AGO / 20AGO a 02SET 3ºSG-HN HERCULIS CASTRO RODRIGUES 12JUL a 02SET 3ºSG-HN JOSÉ MENESES DA SILVA 12JUL a 02SET
CB-MR ELCIO DA SILVA MILANI 12JUL a 02SET
CB-HN LEANDRO DE OLIVEIRA SILVA 12JUL a 02SET CB-HN LEONARDO LIMA DO NASCIMENTO 12JUL a 02SET CB-MR EDUARDO TAVARES MASSARONA 12JUL a 02SET CB-HN VINICIUS LOURENÇO KOINOSKI 12JUL a 02SET CB-HN LEONARDO DOS SANTOS JORGE 12JUL a 02SET CB-HN ALEXANDRO OLIVEIRA COSTA PINTO 12JUL a 06AGO /
20AGO a 02SET CB-MR GILBERTO SAMPAIO DE LIMA 12JUL a 02SET
1.4.3 – Civis
1.4.3.1 – 1ª pernada – Vitória-Fortaleza (12 a 18JUL)
Sr. FERNANDO LUIS BATISTA DOS SANTOS UFC
Sr. FRANCISCO MARCELINO ALVES UFC
Sr. FREDERICO BATISTA MAGALHÃES UFC
Sr. ANTÔNIO CARLOS BARBOSA CPTEC/INPE
Srta. GEÓRGIA MORAES CATABRIGA UFES
Srta. LARISSA ALBINO DA SILVA SANTOS UFES Srta. FADIMA GUIMARÃES DE ÁVILA AUGUSTO UFES
Srta. TARCILA FRANCO UFES
1.4.3.2 – 2ª pernada – Fortaleza-Fortaleza (23JUL a 06AGO)
Sr. PAULO ROGÉRIO DE AQUINO ARLINO CPTEC/INPE Coordenador Científico Embarcado Sr. ROBERTO ANTONIO FERREIRA DE ALMEIDA CPTEC/INPE
Sr. EDIMILSON LOPES DA SILVA CRN/INPE
Sr. JOÃO BATISTA DE MACEDO CRN/INPE
Dr. FRANCIS GALOIS IRD/França
Dra. NATHALIE LEFEVRE IRD/França
Sra. KARLA DANILA COLOIA DE CARVALHO UFRJ
1.4.3.3 – 3ª pernada – Fortaleza-Natal (13 a 20AGO)
Sr. PAULO ROGÉRIO DE AQUINO ARLINO CPTEC/INPE Coordenador Científico Embarcado
Sr. ANTÔNIO CARLOS BARBOSA CPTEC/INPE
Sr. EDIMILSON LOPES DA SILVA CRN/INPE
Sr. JOÃO BATISTA DE MACEDO CRN/INPE
Srta. FERNANDA PAIVA CAPUTO IOUSP
1.4.3.4 – 4ª pernada – Natal-Rio de Janeiro (24AGO a 02SET)
Dr. DOMINGOS FERNANDES URBANO NETO CPTEC/INPE Coordenador Científico Embarcado Sr. PAULO ROGÉRIO DE AQUINO ARLINO CPTEC/INPE
Sr. EDIMILSON LOPES DA SILVA CRN/INPE
Sr. JOÃO BATISTA DE MACEDO CRN/INPE
Dr. ANDERSON DE SOUZA CABRAL UFRJ
Dr. LUIZ VIANNA NONNATO IOUSP
Sr. EDIVAL RODRIGUES VIEIRA Neuron
CPTEC – Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos CRN – Centro Regional de Natal
INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
IOUSP – Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo IRD/França – Institut de Recherche pour le Développement UFC – Universidade Federal do Ceará
UFES – Universidade Federal do Espírito Santo UFRJ – Universidade Federal do Rio de Janeiro
1.5 – RELAÇÃO DO PESSOAL QUE PODERÁ PRESTAR INFORMAÇÕES TÉCNICAS NO FUTURO
1.5.1 – Militares
1.5.1.1 – Oficiais da MB
CT EDUARDO PEREIRA DE REZENDE CT FELIPE DE CARVALHO GARCEZ 1T DIOGO DE BARROS GUEDES
1T MARCO VINÍCIUS RIBEIRO LOPES DA SILVA
1.5.1.2 – Praças da MB
SO-HN AGOSTINHO FERREIRA DOS SANTOS JUNIOR 2ºSG-MR JOÃO BATISTA PEREIRA
3ºSG-HN ALAN FERNANDES NOGUEIRA
3ºSG-HN O’LCEN DANIEL DE OLIVEIRA BARROZO 3ºSG-MR EDSON CÉSAR ARAÚJO
3ºSG-HN JOSÉ MENESES DA SILVA CB-MR ELCIO DA SILVA MILANI
CB-HN LEANDRO DE OLIVEIRA SILVA CB-HN LEONARDO LIMA DO NASCIMENTO CB-MR EDUARDO TAVARES MASSARONA CB-HN VINICIUS LOURENÇO KOINOSKI CB-HN LEONARDO DOS SANTOS JORGE CB-HN ALEXANDRO OLIVEIRA COSTA PINTO CB-MR GILBERTO SAMPAIO DE LIMA
1.5.2 – Civis
Dr. DOMINGOS FERNANDES URBANO NETO CPTEC/INPE Sr. PAULO ROGÉRIO DE AQUINO ARLINO CPTEC/INPE Sr. ROBERTO ANTONIO FERREIRA DE ALMEIDA CPTEC/INPE
Sr. ANTÔNIO CARLOS BARBOSA CPTEC/INPE
Sr. EDIMILSON LOPES DA SILVA CRN/INPE
Sr. JOÃO BATISTA DE MACEDO CRN/INPE
Dra. NATHALIE LEFEVRE IRD/França
Dr. FRANCIS GALOIS IRD/França
Dr. ANDERSON DE SOUZA CABRAL UFRJ
1.6 – ESTATÍSTICA
1.6.1 – Hidrografia, Oceanografia e Meteorologia
Número de lançamentos de boias ATLAS 8
Número de recolhimentos de bóias ATLAS 7
Número de estações CTD 34
Número de estações UCTD 85
Número de lançamentos de radiosondas 34
Número de coletas d’água por Rosette 207
Número de lançamentos de boias de deriva 10
Número de lançamentos de disco de Secchi 8
Número de lançamentos de XBT 65
Número de observações meteorológicas de superfície 281 Número total de horas de coleta de dados atmosféricos com EMS-A 877 Número de análises de salinidade com PORTASAL 207 Número de análises de oxigênio dissolvido pelo método de Winkler 207 Distância percorrida com dados do ADCP (milhas náuticas) 5.655 Distância percorrida com dados do TERMOSAL (milhas náuticas) 5.655 Número de dias de sondagem GEBCO efetiva 37 Distância percorrida durante a sondagem GEBCO (milhas náuticas) 5.352 Número de coordenadas determinadas por rastreio satélite (GPS) 15
Número de dias de trabalho de campo 38
Número total de horas de impedimento de trabalho, por motivos materiais 0
Dias de permanência fora de sede 52
Dias de Mar 36
2. MÉTODOS USADOS
Todos os métodos utilizados foram os preconizados pelas Instruções Técnicas (IT) da DHN e em conformidade com a Instrução Especial (IE) n° CH-005/10.
2.1 – LANÇAMENTO E RECOLHIMENTO DE BOIAS DO TIPO ATLAS
O embarque do material para a faina de recolhimento/lançamento das boias foi realizado nos dias 30MAR e 15ABR, no Píer “Almirante Paulo Irineu Roxo Freitas” (PIRF). Para essa faina, contou-se com um caminhão tipo Munk e um guindaste para cargas de até 30 toneladas e braço de 15 metros, para o embarque propriamente dito do material. A contratação dos serviços dos mesmos junto à firma Carvalhão ficou a cargo do INPE.
Os procedimentos para o lançamento e o recolhimento de bóias do tipo ATLAS seguiram de acordo com a experiência de um Oficial e de Praças MR e HN e com os subsídios da minuta de IT “Fundeio de Boia tipo ATLAS”, proposta em 2004 após a Comissão PIRATA BR-VII.
Nas fainas de recolhimento e lançamento da linha de fundeio dessas boias, para incrementar a segurança do pessoal que labora os cabos de aço e de nylon, foi utilizado um mordedor de cabo de aço, posicionado ao redor do cabrestante por meio de correntes. Sua aplicação se deu nos momentos de troca do sarilho: o cabo que estivesse sendo recolhido era “mordido”, evitando que o mesmo corresse.
O procedimento de “pegar a boia”, já utilizado em 2008 e 2009, consiste em: aproximar-se da boia aproado contra o vento; o cabo de trabalho (workline) é levado até a proa por fora do Navio, sendo passado sob volta na máquina de suspender, ao passo que o bote recebe um cabo de leva à meia-nau, talingado ao chicote do workline. Dessa forma, o Navio possui maior manobrabilidade e o tempo de recolhimento da boia é reduzido.
(c) (d)
Figura 1 – Preparação e recolhimento da boia ATLAS. (a) Desmontagem dos sensores da bóia. (b) Passagem do cabo de trabalho ao longo do costado de BE. (c) Talingagem do cabo de leva na bóia.
(d) Recolhimento propriamente dito da bóia.
2.2 – OCEANOGRAFIA
2.2.1 – Perfilagem vertical com conjunto CTD-Rosette
Foram adotados os procedimentos previstos na IT L-18.
A perfilagem vertical com o conjunto CTD-Rosette foi realizada com a aquisição dos dados em tempo real durante toda a Comissão com o auxílio slip ring acoplado ao cabo eletromecânico ensarilhado no guincho oceanográfico Dynacon 10030. O lançamento e o recolhimento desse conjunto ocorreram em velocidades de descida e subida de, respectivamente, até 1 (um) m/s, de modo a evitar solavancos no cabo eletromecânico e visando um melhor acamamento desse cabo no tambor do guincho.
Foi utilizado o CTD SeaBird SBE 9Plus N/S 09P53021-0968, recebido recentemente do fabricante, com duplicidade dos sensores de temperatura e condutividade, sensor de pressão e sensor de oxigênio dissolvido. Os dados do CTD SBE 9Plus foram adquiridos na frequência de 24 Hz com o software Seasave Win 32 (versão 5.39c) da Seabird. A Rosette Seabird SBE-32 do Navio operou em conjunto com o CTD SBE 9Plus, realizando as coletas de amostras de água nos diversos níveis, conforme o comportamento das camadas, por meio das garrafas Niskin de 5 (cinco) litros.
O pré-processamento dos dados coletados pelo CTD do Navio foi executado com o software SBE Data Processing (versão 7.18) da Seabird e consistiu na seguinte rotina:
a) Conversão dos arquivos de dados para ASCII – “DATCNV”;
b) Alinhamento no tempo das medições dos sensores de condutividade, temperatura e oxigênio dissolvido em relação à pressão nos arquivos “.CNV”, de modo que todos os parâmetros se refiram à mesma parcela de água – “ALIGN CTD”;
d) Classificação e atribuição de flag de erro nos dados que apresentaram grandes variações ou falhas na transmissão – “WILD EDIT”;
e) Filtragem das variáveis selecionadas com filtro passa-baixa, a fim de eliminar oscilações e ruídos de alta frequência nos dados – “FILTER”;
f) Correção das variações de massa sofridas pela célula de condutividade, em função do acréscimo de pressão – “CELLTM”;
g) Obtenção das variáveis derivadas de temperatura potencial (ITS-90,°C), densidade (kg/m3) e densidade potencial (sigma-theta, kg/m³) – “DERIVE”;
h) Eliminação de loops de profundidade, marcando o scan com um flag de erro se o mesmo não passar nos testes de reversão de pressão e de velocidade mínima – “LOOPEDIT”;
i) Seleção dos valores médios dos dados por unidade de profundidade – “BINAVG”; j) Obtenção das variáveis derivadas de salinidade (PSU) – “DERIVE 2”; e
k) Separação dos dados coletados na descida e na subida – “SPLIT”.
A Figura a seguir ilustra a distribuição das estações oceanográficas e dos pontos de lançamento de XBT prevista para a Comissão.
N S E W -45 -40 -35 -30 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 RiodeJaneiro FernandodeNoronha PIRATA BR XII 2010 NAVIO OCEANOGRÁFICO "ANTARES"
Fortaleza
Salvador
Natal
ESTAÇÕES XBT ESTAÇÕES CTD
2.2.2 – Perfilagem vertical com UCTD
A equipe científica embarcada realizou perfilagem vertical com UCTD (Underway CTD) da Ocean Science modelo 10.400, sendo acompanhada pelo Navio, de acordo com a sua Msg P-241322Z/JUL/2010. Dessa maneira, o probe do UCTD, semelhante ao de um XBT, é ensarilhado com a quantidade de cabo desejada e lançado na água. O probe afunda com velocidade de queda aproximada de 4 (quatro) m/s até o limite do cabo, quando é então recolhido por meio do guincho portátil instalado a bordo. Após o recolhimento do probe, os dados coletados na taxa de amostragem de 16 Hz são descarregados no terminal de um computador por meio de tecnologia
bluetooth. O alcance nominal do equipamento é de 1.200 metros, devido à limitação do
comprimento do cabo do sistema. Para que a coleta fosse realizada na profundidade máxima, seria necessário que o Navio estivesse parado, pois o movimento do Navio limita o alcance do probe na medida em que inclina seu cabo.
O limite de ensarilhamento do cabo no probe é de 500 metros. Para garantir sua queda livre, cabo do guincho é liberado durante o lançamento do equipamento.
Figura 3 – Sistema UCTD instalado na popa do Navio
2.2.3 – Perfilagem horizontal com Termossalinógrafo
O Navio realizou medições em tempo real de dados na superfície de salinidade e de temperatura da água do mar ao longo de sua derrota com o Termossalinógrafo Seabird SBE-21, em profundidades locais acima de 50 metros, tendo sido adotado um intervalo de amostragem de 20 segundos. Os dados foram adquiridos por meio do software Seasave Win32 (versão 5.39c) da Seabird. Foram adotados todos os procedimentos previstos na IT L-18.
2.2.4 – Correntometria
O Navio coletou, em tempo real e em profundidades superiores a 50 metros, dados de corrente, utilizando o ADCP RD Instruments BroadBand 75 kHz, P/N 714-6027-00 e o posicionador GPS científico ADU-5, com intervalo de amostragem de 3 (três) segundos. A aquisição foi realizada com o software VMDAS (versão 1.3) da RDI. Foram adotados todos os procedimentos previstos na IT L-20.
2.2.5 – Observações Batitermográficas
Foram efetuados lançamentos de XBT com modelos T-6 (alcance até 460 m) e T-5 (alcance até 1.830 m), tendo sido empregados o software WinMK21 (versão 2.1.2) da Sippican e o lançador fixo LB3M. Todos os probes de XBT utilizados foram fabricados entre os anos de 2005 e 2009. Foram seguidas as orientações contidas na NAVEMARINST nº 10-01A e na Diretiva Permanente da DHN nº 001-09.
2.2.6 – Disco de Secchi
O disco de Secchi foi lançado nas estações oceanográficas no período diurno de modo a medir a transparência da água do mar e a avaliar a profundidade de penetração da luz na água do mar. Para tal, o disco de Secchi foi preso ao cabo de aço do guincho oceanográfico da estação lateral, o qual foi passado a uma polia contadora. Em seguida, o cabo de aço é pago até o limite em que o disco ainda pode ser observado, quando é realizada a leitura da polia contadora e verificada a inclinação do cabo.
2.2.7 – Lançamentos de boias de deriva
Em apoio ao Programa Nacional de Boias (PNBOIA), foram efetuados lançamentos de boias de deriva tipos SVP e SVP-B.
2.2.8 – Análise de salinidade
O Navio realizou coletas de amostras da água do mar com as garrafas Niskin acopladas ao amostrador Rosette para análises de salinidade, utilizando o salinômetro Guildline PORTASAL 8410A.
A comparação entre os resultados obtidos com os sensores do CTD e os determinados com esse salinômetro permite a verificação da qualidade dos dados adquiridos pelos sensores de condutividade do CTD e a validade dos seus coeficientes calculados por ocasião da última calibração realizada.
A análise de salinidade prática é realizada por meio da determinação da razão de condutividade elétrica da amostra em relação à condutividade elétrica de uma amostra padrão (solução de cloreto de potássio com características precisamente determinadas). Com os dados dessa razão de condutividade, da temperatura de medição e da amostra padrão, se calcula a salinidade prática da amostra em PSU (Practical Salinity Unit).
Os procedimentos empregados na realização dessa análise são os previstos no manual desse equipamento.
Figura 5 – Salinômetro Guildline PORTASAL 8410A
2.2.9 – Análise de Oxigênio Dissolvido (OD)
O Navio realizou coletas de amostra da água do mar com as garrafas Niskin acopladas ao amostrador Rosette para a determinação do oxigênio dissolvido, utilizando o Método de Winkler e para o cálculo da porcentagem de saturação do oxigênio.
A coleta da água para essa análise foi feita tentando evitar ao máximo a perda ou a adição de oxigênio e a expulsão de gases por aumento de temperatura. Para tanto, foram adotados os seguintes procedimentos, consolidados em comissões oceanográficas anteriores:
a) Retirar da garrafa Niskin, tão logo tenha chegado o conjunto CTD-Rosette a bordo, a primeira amostra de água para análise de oxigênio;
b) Adaptar ao dreno da garrafa Niskin um tubo de borracha de cerca de 10 cm de comprimento com um bico estreito na ponta (a fim de diminuir a probabilidade de formação de bolhas de ar durante o processo de transferência da amostra para o frasco);
c) Retirar todo o ar desse tubo com a própria água da garrafa Niskin;
d) Rinsar o frasco âmbar com a água da garrafa Niskin pelo menos 3 (três) vezes;
e) Encostar a ponta desse tubo no fundo do frasco de coleta, deixando a água escorrer lentamente. No início, o frasco de coleta é mantido na posição inclinada, voltando-se à posição vertical na fase final do preenchimento;
f) Deixar transbordar cerca de ⅓ do volume do frasco (a fim de evitar alterações que ocorrem ao nível de interface durante o processo);
g) Segurar o frasco de coleta sempre pelo gargalo para evitar aquecimento do frasco;
h) Em laboratório, adicionar 1 (um) ml de sulfato de manganês e 1 (um) ml de iodeto alcalino à amostra;
i) Tampar imediatamente o frasco, observando a não existência de bolhas em seu interior; j) Agitar vigorosamente o frasco para que o reagente entre em contato com toda a água do mar, de modo a fixar todo o oxigênio dissolvido; e
k) Deixar em repouso por 40 minutos em local abrigado da luz para decantar o sólido.
Figura 6 – Bancada para análise de oxigênio dissolvido
Para análise das amostras, foram adotados os seguintes procedimentos:
a) Abrir o frasco cuidadosamente e, com o auxílio de um termômetro de bastão (digital), medir a temperatura da amostra (foram esperados alguns segundos para estabilização);
b) Adicionar 1 (um) ml de ácido sulfúrico com a micropipeta, procurando afundar a ponteira da pipeta dentro do frasco;
c) Tampar o frasco e agitar vigorosamente até completa dissolução do precipitado (evitando transbordamento). Após a adição do ácido sulfúrico, a amostra deve adquirir coloração amarela forte;
d) Transferir 50 ml dessa amostra para um Erlenmeyer de 100 ml;
e) Colocar o Erlenmeyer com agitador magnético na placa de agitação, acoplando a Bureta digital ao frasco. Essa Bureta contém solução padronizada de tiossulfato de sódio, que preenche todo o capilar da mesma;
f) Antes de iniciar a titulação, retirar qualquer bolha de ar de dentro da Bureta e zerar o seu contador; e
g) Adicionar paulatinamente o tiossulfato de sódio à amostra no Erlenmeyer, até apresentar coloração amarela clara;
h) Adicionar gotas do indicador de amido até atingir a coloração azul;
i) Continuar adicionando paulatinamente o tiossulfato de sódio à amostra no Erlenmeyer até o ponto de virada do indicador, ou seja, quando a solução tornar-se incolor;
j) Anotar o volume de tiossulfato de sódio gasto; e
k) Utilizada a fórmula a seguir para o cálculo do oxigênio dissolvido (OD), dado em ml/l:
O2 (ml/l) = (f x Vtio x 112 / (Va – (2 x Va) / Vc)) x (T(K) / 273)
Onde: f = fator de correção;
Vtio = volume (ml) de tiossulfato gasto na titulação da amostra;
Va = volume total da alíquota utilizada para a análise – usualmente 50 ml;
Vc = volume do frasco da coleta, considerando o volume dos reagentes adicionados,
como sendo 1 ml de (sulfato de manganês e 1 ml de iodeto alcalino (sem considerar o volume de ácido sulfúrico); e
T = temperatura absoluta (Kelvin) da amostra in situ.
2.2.10 – Análise de Carbono
A análise de carbono foi realizada por meio da coleta de água com um sistema LI-COR CO2/H2O Analyser modelo LI-7000 na pernada Fortaleza-Fortaleza. O equipamento foi instalado
por ocasião do suspender do Navio do porto de Fortaleza e foi retirado após a atracação do Navio no mesmo porto. A amostragem de CO2 é realizada por meio do recebimento de água superficial do
mar diretamente de uma rede do Navio disponível no Laboratório Molhado com taxa de aquisição de 6 (seis) segundos.
Os pesquisadores do IRD/França ficaram responsável pela instalação do sistema que incluía um notebook e um programa de integração, visualização e aquisição dos dados do LI-COR, do TERMOSAL e do GPS.
Figura 7 – Sistema para análise de Carbono
2.2.11 – Análise de plâncton e nutrientes
O Navio disponibilizou as amostras de água coletadas nos níveis selecionados nas estações oceanográficas para filtração pela equipe científica embarcada. O material filtrado foi armazenamento em nitrogênio líquido para análise posterior.
2.3 – METEOROLOGIA
2.3.1 – Observações Meteorológicas de Superfície
Durante toda a Comissão, foram realizadas observações meteorológicas de superfície nos horários sinóticos principais e intermediários.
2.3.2 – Medições com Estação Meteorológica Automática (EMS-A)
A estação meteorológica automática Väisäla MAWS410 foi empregada durante a Comissão para a obtenção de dados atmosféricos de superfície – temperatura do ar, umidade relativa do ar, ponto de orvalho, pressão atmosférica e intensidade e direção do vento relativo e verdadeiro.
2.3.3 – Radiosondagem
O Navio acompanhou o lançamento diário de radiosondas pela equipe científica embarcada às 1200 HMG. O sistema consiste da unidade receptora (Väisäla DigiCORA II MW15), da antena dessa unidade receptora e da radiosonda (Väisäla RS92-SGPW). O processo de medição de parâmetros atmosféricos ocorre por meio do lançamento da radiosonda, afixada um balão, denominado balão meteorológico. Durante a subida desse conjunto radiosonda-balão, são coletados dados de pressão atmosférica, temperatura do ar e umidade relativa do ar e são calculados os dados de direção e intensidade do vento. Esses dados coletados a cada 2 (dois) segundos são transmitidos na frequência de 403 MHz para uma antena instalada no Navio, que os retransmite à unidade receptora. O alcance nominal do equipamento é de aproximadamente 50 km.
2.4 – SONDAGEM 2.4.1 – Posicionamento
O sistema de posicionamento adotado foi o eletrônico por satélites, tendo sido utilizado como posicionador o receptor DGPS Trimble NT200D, sem correção diferencial (GPS absoluto).
2.4.2 – Ecobatímetro
As profundidades foram adquiridas utilizando-se o ecobatímetro SIMRAD EA500 com intervalo de aquisição de dados de 10 segundos. A frequência do transdutor de operação utilizada foi a de 12 kHz.
2.4.3 – Sistema de aquisição automática e processamento de dados (HYPACK / CARIS HIPS) A sondagem GEBCO foi realizada com o sistema HYPACK em profundidades acima de 100 metros, empregando a chave de segurança (hardlock) própria para aquisição. O processamento dos dados adquiridos pelo HYPACK foi realizado com o software CARIS HIPS, utilizando a sua própria chave de segurança. Ambas as chaves foram cedidas por meio de empréstimo pelo CHM.
Durante o processamento no programa CARIS HIPS, o perfil de velocidade do som foi aplicado na sub-rotina “PROCESS / SOUND VELOCITY CORRECTION”, tendo sido habilitada a opção “PREVIOUS IN TIME” para seleção dos dados a serem utilizados para o processamento.
Não foram aplicadas correções de maré às sondagens, tendo sido empregado o arquivo “ZEROTIDE” na sub-rotina “PROCESS / LOAD TIDE” durante o processamento no programa CARIS HIPS.
2.4.4 – Procedimentos
Para a realização da sondagem GEBCO foram adotados os seguintes parâmetros e procedimentos:
1) Manutenção de afastamento máximo de 200 metros na sondagem entre os pontos no terreno;
2) Adoção de taxa de aquisição no programa HYPACK (“UPDATE FREQUENCY”) de 60 milisegundos e taxa de gravação (“LIMIT RECORDING RATE”) de 5,5 segundos;
3) Divisão da derrota em diferentes linhas de sondagem, limitadas pelas estações oceanográficas ou pontos de lançamento de XBT;
4) Inserção da velocidade do som média no ecobatímetro SIMRAD EA500 ao início de cada linha de sondagem, determinada a partir do perfil vertical de velocidade do som obtido após cada lançamento de XBT ou de CTD;
5) Adoção de transmissão (ping) pelo ecobatímetro SIMRAD EA500 numa frequência de 10 segundos; e
6) Emprego do sistema de coordenadas métricas Universal Transverso de Mercator (UTM), com meridianos centrais 033ºW, 039ºW e 045ºW.
2.5 – GEODÉSIA E TOPOGRAFIA
O Navio realizou rastreios de pontos com posicionador GPS na cidade de Fortaleza. Os rastreios estáticos clássicos foram realizados em 15 diferentes pontos de controle no terreno, estabelecidos na IE nº CH-005/10 e identificados na imagem Quickbird de SET2009. Para cada ponto foi realizada uma sessão de 45 minutos com rastreador Novatel DL-V3 e antena de dupla frequência Novatel Ant-702L.
No gabinete, os dados medidos foram descarregados e posteriormente convertidos para o formato RINEX, utilizando o programa “Convert4”. O processamento foi executado pelo serviço PPP-IBGE, disponível na página “http://www.ppp.ibge.gov.br”. Para tal, foi necessário o envio dos arquivos RINEX, do modelo da antena empregado e das alturas verticais da antena de cada sessão.
3. RESULTADOS ALCANÇADOS
3.1 - LANÇAMENTO E RECOLHIMENTO DE BOIAS DO TIPO ATLAS
O Navio realizou 7 (sete) recolhimentos e 8 (oito) fundeios de boias tipo ATLAS do Projeto PIRATA. As tabelas abaixo sintetizam a cinemática e as condições de mar e vento encontradas durante a realização das fainas:
Recolhimento Lançamento Corrida Bóia ATLAS Data
Início Fim Início Fim Rumo Distância Profundidade
1 30JUL 0552P 1203P 1342P 1717P 240º 6,2 MN 5.847 m 2 28JUL 0821P 1345P 1449P 1825P 285º 5,0 MN 4.789 m 3 01AGO - - 1538P 1803P 110º 5,8 MN 4.088 m 4 03AGO 0803P 1351P 1539P 1841P 145º 6,8 MN 4.581 m 5 15AGO 0550P 1142P 1337P 1750P 320º 6,6 MN 4.506 m 6 18AGO 1151P 1702P 1858P 2230P 315º 5,0 MN 5.360 m 7 28AGO 0548P 1019P 1144P 1500P 120º 4,5 MN 4.671 m 8 30AGO 0842P 1241P 1417P 1733P 255º 6,0 MN 4.198 m Vento Mar Boia
Direção Força Direção Altura significativa (m)
1 NE 3 NE 1,0 2 SE 3 SE 0,5 / 1,0 3 W 3 / 4 N 1,0 4 SE 3 SE 1,5 5 SE 4 SE 1,5 6 SE 4 SE 1,5 7 E 4 E 1,0 8 E 4 E 1,0
O Navio desatracou de Fortaleza no dia 23JUL, demandando a boia nº 1 (φ=15ºN), de modo a iniciar pela boia mais ao Norte o rodízio das 4 (quatro) boias localizadas no meridiano de 038ºW.
No decorrer da pernada, as condições consideradas ideais encontradas na boia nº 2 motivaram a alteração do planejamento e o início do rodízio por essa boia.
Após o recolhimento e lançamento da boia nº 2, foi verificado pelo coordenador científico embarcado que a mesma não estava emitindo. Contudo, como o lançamento havia sido concluído já no período noturno, decidiu-se por seguir em direção à boia nº 1 e verificar esse problema de comunicação ao retornar à boia nº 2 posteriormente.
A faina de rodízio da boia nº 1 transcorreu sem problemas e, ao retornar à boia nº 2, verificou-se que a mesma estava transmitindo seus dados de maneira normal.
A boia nº 3 não se encontrava fundeada, pois teve sua linha de fundeio rompida em JAN2010, derivando até ser recolhida pelo Navio Balizador “Comandante Manhães” em 26JAN (Msg P-261301Z/JAN/2010 desse NB). Dessa forma, foi realizado apenas o fundeio da boia nº 3 e a faina foi executada sem maiores problemas. Cabe ressaltar, contudo, a necessidade de meticuloso planejamento e cuidadosa execução demandados por esta faina, uma vez que a boia nº 3 fica fundeada em uma área de fundo irregular – sobre a Cordilheira Meso-Atlântica – em condições bastante diversas das ideais. Assim, por ocasião da aproximação para o lançamento dessa boia, a deriva do Navio e o tempo a ser despendido para lançar o dispositivo na água devem ser calculados com grande cautela. Na determinação do rumo de aproximação, a topografia submarina deve também ser levada em consideração, devendo-se dar preferência a rumos que evitem maiores irregularidades no fundo.
O recolhimento da boia nº 4 foi realizado com sucesso e sem maiores dificuldades, porém a estrutura física dessa boia registrou avaria considerável, possivelmente devido a choques por pesqueiros, inviabilizando o reaproveitamento dessa boia na presente Comissão. Durante a corrida de lançamento da linha de fundeio, devido ao fato da deriva estar num sentido contrário ao do vento e do Navio ter adotado rumo contrário ao vento, o Navio teve grandes dificuldades para manter a sua manobrabilidade, havendo necessidade de adotar uma velocidade acima da ideal. Assim, ao final do último sarilho de cabo de nylon, as condições reinantes ocasionaram um aumento da tensão na linha de fundeio, que tendia para boreste do Navio. A fim de aliviar tal tensão, a velocidade do Navio foi reduzida, o que acarretou na dificuldade de governo. O Bow Thruster teve que ser acionado para alinhar o eixo longitudinal do Navio com a linha de fundeio.
Contudo, na fase final do fundeio, quando da colocação do liberador acústico e do lançamento da poita, a linha de fundeio tendeu novamente para boreste, exercendo esforço sobre a poita, já conectada ao sistema, e a fazendo pendular no convés. A situação exigiu que o lançamento da poita fosse abreviado, em detrimento da precisão da posição de fundeio da boia.
que a mesma é frequentemente usada por embarcações pesqueiras para amarração. Como resultado, a boia apresentava diversas avarias em sua estrutura e em seus sensores, de forma que a quebra de uma das hastes de sustentação da torre inviabilizou o reaproveitamento dessa boia na presente Comissão.
Além das avarias causadas pelos barcos pesqueiros à boia, observou-se enorme quantidade de linhas de pesca nos primeiros metros da linha de fundeio. Essas linhas de pesca, além de aumentarem consideravelmente o tempo de recolhimento dos sarilhos, foram responsáveis pela perda de três e pela avaria de outros três, dos onze sensores instalados na linha de fundeio.
Figura 10 – Linhas de pesca enroscadas na linha de fundeio da boia nº 5
O recolhimento da boia nº 6, a exemplo do ocorrido na boia nº 5, foi dificultado pela presença de cabos e redes de pesca na linha de fundeio da boia. Os primeiros dois sensores, nos primeiros metros da linha de fundeio, foram perdidos em razão do material de pesca enroscado ao cabo eletromecânico.
Na faina de lançamento da boia nº 7, por ocasião do lançamento dos sensores acoplados à linha de fundeio, foi verificada uma falha de comunicação com o último sensor, instalado na marca de 500 metros. A linha de fundeio teve de ser recolhida para que fosse efetuada sua substituição.
Houve dúvida quanto a existência e a operação da boia nº 8, pois a mesma não transmitia seus dados desde 19JUL, segundo informações do coordenador científico embarcado (Msg P-242201Z/AGO/2010 deste Navio). Por ocasião da aproximação, contudo, o Navio registrou o recebimento dos dados da referida boia. Verificou-se, no entanto, que a tensão da bateria de seu transmissor encontrava-se abaixo do normal, indicando possível falta de potência de transmissão
(Msg P-302120Z/AGO/2010 deste Navio). Durante o recolhimento da boia, foi constatada a presença de redes de pesca nos primeiros metros da linha de fundeio, o que, uma vez mais, impôs atrasos à execução da faina. Ao contrário do ocorrido nas boias nº 5 e 6, contudo, não houve avarias nos sensores instalados na linha de fundeio.
O procedimento de “pegar a boia” confirmou a sua eficiência, além de reduzir o tempo de risco com bote n’água.
A escolha da distância de corrida para lançamento da bóia do tipo ATLAS deve ser feita de forma cuidadosa dando alguma lazeira para permitir alguma correção de deriva do Navio. Preferencialmente, a corrida deve ser realizada com o vento e o mar pela popa, visando a melhorar a manobrabilidade do Navio com baixa velocidade.
Está sendo submetida uma proposta de IT para o Lançamento e o Recolhimento de Boia do tipo ATLAS, que consiste o Anexo A.
As planilhas com os dados de recolhimento e lançamento das boias constam do Anexo B.
3.2 – OCEANOGRAFIA
3.2.1 – Perfilagem vertical com conjunto CTD-Rosette 3.2.1.1 – Configuração dos Equipamentos
As tabelas abaixo sumarizam os sensores do CTD do Navio utilizados durante a Comissão:
Sensor Tipo N/S Data de calibração Local de calibração Arquivo de configuração 5186 22SET2009 Temperatura (T) SBE 3 5188 24SET2009 3217 14OUT2009 Condutividade (C) SBE 4 3619 14OUT2009 Pressão Paroscientific 410K-134 112127 11NOV2009 Oxigênio Dissolvido SBE 43 1689 03OUT2009 Seabird 9P53021_0968.con Sensor Primário Secundário T C T C 5186 3217 5188 3619
A aquisição dos principais parâmetros físicos da água (temperatura e salinidade) em duplicidade possibilita a elaboração de gráficos de correlação entre os sensores, o que representa um importante fator de acompanhamento e avaliação preliminar da qualidade dos dados durante sua aquisição em tempo real, bem como no posterior processamento e validação. Para utilização dessa configuração, foram instaladas duas bombas de água, uma para cada conjunto de sensores de temperatura e de condutividade. As cópias das fichas de calibração dos sensores do CTD do Navio constituem o Anexo C.
Em cada estação oceanográfica, foram acopladas à Rosette o número de garrafas do tipo Niskin de 5 litros equivalente ao dobro dos níveis de coleta, visando as análises de salinidade, oxigênio dissolvido, plâncton e nutrientes.
3.2.1.2 – Coleta dos dados
O Navio empregou o guincho oceanográfico Dynacon 10030, equipado com cabo eletromecânico, para a realização das estações oceanográficas até o limite de 4.500 metros de profundidade. Devido à instalação no tambor desse guincho de acamador (drumline) não adequado para o cabo eletromecânico, registra-se que esse cabo não está ensarilhando corretamente durante o recolhimento do mesmo numa estação oceanográfica. Esse ensarilhamento inadequado além de resultar em aumento no tempo da estação oceanográfica pode ser um dos motivos pela formação de cocas no cabo eletromecânico. Torna-se necessário solucionar esse problema com a instalação de acamador compatível já existente a bordo ou a instalação de outro guincho completo no lugar.
Em todas as 34 estações oceanográficas realizadas, foi utilizado o sistema CTD-Rosette de bordo que operou satisfatoriamente.
As estações oceanográficas previstas para as posições das boias do tipo ATLAS foram realizadas até a profundidade de 4.000 metros, enquanto que as demais estações foram efetuadas até a profundidade de 500 metros.
Para a numeração das estações e nomenclatura dos seus respectivos arquivos digitais foram considerados somente as estações oceanográficas com aquisição de CTD, sendo desconsiderados os pontos onde foram realizados somente lançamentos de XBT. Assim, as estações oceanográficas realizadas foram numeradas de PIRA-001 a PIRA-034.
N S E W -45 -40 -35 -30 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 RiodeJaneiro FernandodeNoronha PIRATA BR XII 2010 NAVIO OCEANOGRÁFICO "ANTARES"
Fortaleza
Salvador Natal
ESTAÇÕES XBT ESTAÇÕES CTD
Figura 11 – Croqui das estações oceanográficas e dos lançamentos de XBT realizados na Comissão
3.2.2 – Perfilagem vertical com UCTD
O Navio acompanhou a perfilagem vertical com UCTD realizada pela equipe científica embarcada a partir da segunda pernada desta Comissão (Fortaleza-Fortaleza) em 85 ocasiões, com lançamentos espaçados em até 60 MN de maneira alternada com os lançamentos de XBT. Os procedimentos para a operação desse sistema constam do Anexo D. Os arquivos gerados pelos dados brutos constam do AnexoE.
N S E W -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 RiodeJaneiro FernandodeNoronha PIRATA BR XII 2010 NAVIO OCEANOGRÁFICO "ANTARES"
Fortaleza
Salvador Natal
3.2.3 – Perfilagem horizontal com Termossalinógrafo (TERMOSAL)
O Termossalinógrafo Seabird SBE-21 recebe informações do formato NMEA-183 do GPS TRIMBLE NT 200D, tendo sido adotado um intervalo de amostragem de 20 segundos, garantindo uma coleta a cada 2 MN. As tabelas a seguir sumarizam os sensores utilizados, bem como os arquivos de aquisição e de configuração empregados durante a Comissão.
Sensor Primários Arquivo de Aquisição
T C
Arquivo de Configuração
PIRA_001 a PIRA_020 2130 2130 2130.con
Durante toda a aquisição, foi empregado o Termossalinógrafo N/S 2113331-2130 com coeficientes de calibração datados de 22JUN2005. Os sensores de condutividade e de temperatura, apesar de terem sido calibrados há mais de cinco anos, apresentaram resultados coerentes.
No início da pernada Fortaleza-Fortaleza, o software Seasave Win32 (versão 5.39c) começou a apresentar dados inconsistentes de posição, apesar da normalidade dos dados de temperatura e salinidade na superfície. Pensou-se inicialmente que essa anormalidade se devesse às descargas das baterias do equipamento e depois se cogitou ter ocorrido algum conflito de comunicação com o sistema de análise de carbono, instalado no porto de Fortaleza. O problema persistiu durante toda essa pernada e o aproveitamento dos dados coletados pelo TERMOSAL se deu por meio do fornecimento de arquivos ASCII por parte do pesquisador Dr. Francis Galois (Msg P-261622Z/JUL/2010 deste Navio).
Nas pernadas Fortaleza-Natal e Natal-Rio de Janeiro, como esse problema persistiu, decidiu-se por adotar a rotina de registro manual da posição GPS em intervalos de 10 minutos, a partir da boia do tipo ATLAS n° 5 (Msg P-171320Z/AGO/2010 deste Navio).
As cópias das fichas de calibração dos sensores desse TERMOSAL encontram-se no Anexo C.
A Figura a seguir ilustra a trajetória coberta pelo Navio com aquisição de dados pelo TERMOSAL.
N S E W -45 -40 -35 -30 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 RiodeJaneiro FernandodeNoronha PIRATA BR XII 2010 NAVIO OCEANOGRÁFICO "ANTARES"
Fortaleza
Salvador Natal
DERROTA
Figura 13 – Trajetória coberta com aquisição de dados pelos TERMOSAL e ADCP
3.2.4 – Correntometria
O Navio coletou, em tempo real, em profundidades superiores a 50 metros, dados de corrente utilizando o seu ADCP de casco. A aquisição desses dados foi feita com o software VMDAS 1.3 da RDI, utilizando o arquivo de configuração “dhnBB75.txt” e o arquivos de inicialização “PIR_ADU5_COM_BT.ini” para toda a Comissão. Não foram verificados problemas na operação desse software de aquisição.
Todas as configurações usadas operaram automaticamente em bottom track e navigation, mantendo um intervalo de transmissão de 3 (três) segundos e recepção do sinal do GPS científico ADU-5. Os arquivos gerados constam do Apêndice I e as planilhas de acompanhamento do Apêndice II.
A Figura 13 registra a trajetória coberta pelo Navio com aquisição de dados pelo ADCP. As trocas dos arquivos do ADCP foram feitas, em média, a cada 12 horas de aquisição, nas guinadas em que houve variação superior a 30 graus no rumo do Navio e sempre que o tamanho dos arquivos atingisse 5 (cinco) MB.
3.2.5 – Observações Batitermográficas
(WinMK21 versão 2.1.2) operou normalmente durante toda a Comissão.
Após cada lançamento de XBT satisfatório, a mensagem BATHY correspondente foi transmitida.
A tabela a seguir lista as irregularidades constatadas nos lançamentos de XBT.
Arquivo Irregularidade
T5$00001d.RDF Observada falha de isolamento do fio condutor. Efetuado novo lançamento. T5$00005d.RDF Travamento no programa. Não houve aquisição. Efetuado novo
lançamento.
T5$00006d.RDF Travamento no programa. Não houve aquisição. Efetuado novo lançamento.
T5$00013d.RDF Lançamento efetuado com configuração incorreta. Efetuado novo lançamento.
T5$00015d.RDF Problemas no bobinamento do fio. Efetuado novo lançamento. T5$00023d.RDF Problemas no bobinamento do fio. Efetuado novo lançamento. T5$00030d.RDF Rompimento do fio condutor. Efetuado novo lançamento.
T5$00031d.RDF Contato do fio condutor com o casco do Navio. Efetuado novo lançamento. T5$00032d.RDF Contato do fio condutor com o casco do Navio. Efetuado novo lançamento. TD$00053d.RDF Contato do fio condutor com o casco do Navio. Efetuado novo lançamento. TD$00053d1.RDF Problema no sensor de temperatura. Efetuado novo lançamento.
TD$00053d2.RDF Problema no sensor de temperatura. Efetuado novo lançamento. T7$00053d.RDF Perfil duvidoso. Efetuado novo lançamento.
T5$00057d.RDF Observada falha de isolamento do fio condutor. Efetuado novo lançamento.
A tabela abaixo ilustra o consumo de probes ao longo da Comissão:
Tipo Existentes Recebidos Utilizados Inutilizados A Bordo
T-4 23 - - - 23
T-5 3 54 46 10 1
T-7 95 - 02 01 92
Deep Blue 2 75 17 03 57
3.2.6 – Disco de Secchi
Foram efetuados 8 (oito) lançamentos de disco de Secchi nas estações oceanográficas realizadas no período diurno, para medição da transparência da água e avaliação da profundidade de penetração da luz. Os valores obtidos através desses lançamentos foram escriturados no formulário DHN-6212-3 (Apêndice IV).
3.2.7 – Lançamentos de boias de deriva
Conforme estabelecido na IE n° CH-005/10 e na Msg P-242121Z/JUN/2010 do CHM, foram efetuados os lançamentos de 2 (duas) boias de deriva tipo SVP e 8 (oito) boias de deriva tipo SVP-B, sendo uma delas a boia de deriva fornecida pela UFPE. A tabela abaixo sumariza os lançamentos das mesmas:
Bóia de Deriva Latitude Longitude Mensagem Circulação dominante 1 03º 11,70’ S 038º 08,60’ W P-241522Z/JUL Corrente Sul Equatorial 2 03º 59,13’ N 038º 00,13’ W P-261122Z/JUL 3 08º 00,32’ N 038º 08,83’ W P-271522Z/JUL Contracorrente Equatorial 4 02º 09,99’ N 038º 00,03’ W P-060222Z/AGO 5 00º 03,00’ S 034º 58,29’ W P-160020Z/AGO 6 03º 55,74’ S 032º 44,52’ W P-172020Z/AGO 7 05º 51,45’ S 034º 29,95’ W P-251220Z/AGO
Corrente Sul Equatorial
8 13º 36,06’ S 032º 37,79’ W P-282020Z/AGO 9 16º 14,92’ S 033º 39,74’ W P-291620Z/AGO 10 18º 53,10’ S 034º 41,17’ W P-302320Z/AGO
Corrente do Brasil
Ressalta-se que a boia de deriva da UFPE (n° 4) foi lançada na pernada Fortaleza-Fortaleza por decisão da equipe científica embarcada, conforme a Msg P-060222Z/AGO/2010 do Navio.
O arquivo digital desses lançamentos constitui o Anexo F.
3.2.8 – Análise de salinidade
A análise da salinidade de 207 amostras d’água coletadas pelas garrafas Niskin de 5 litros foi efetuada utilizando o salinômetro portátil do Navio, Guildline PORTASAL 8410A, cujo resultado preliminar constitui o Anexo G.
Mantendo o procedimento que vem sendo adotado nas Comissões mais recentes deste Navio devido à dificuldade do CHM de analisar as amostras coletadas aliada à disponibilidade de
30% do total das amostras coletadas. Essas amostras que estão sendo encaminhadas constituem o Apêndice V e servirão para a determinação de suas salinidades por um salinômetro de laboratório do CHM (AUTOSAL). Visando a comparação com os valores medidos pelo AUTOSAL, foi gerado um arquivo contendo os valores de salinidade do CTD para cada garrafa disparada (BOTSUM), que constitui o Anexo H.
3.2.9 – Análise de oxigênio dissolvido
Foi efetuada análise do oxigênio dissolvido (OD) em 207 amostras de água coletadas. Os valores calculados para as análises de oxigênio dissolvido e os cálculos do percentual de saturação foram lançados nos campos próprios do formulário DHN-6212-3 (Apêndice IV) e arquivo digital com a planilha de cálculos inseridos no Anexo I.
3.2.10 – Análise de Carbono
Durante a pernada Fortaleza-Fortaleza, os pesquisadores franceses embarcados, Dr. Francis Galois e Dra. Nathalie Lefevre, ambos do IRD, operaram o sistema LI-COR CO2/H2O Analyser
modelo LI-7000 para a realização da análise do carbono com as amostras de água coletadas ao longo do deslocamento do Navio. Esse equipamento também é capaz de realizar análise de vapor d’água no ar. Um software de integração, visualização e aquisição de dados foi responsável por receber dados de carbono e de vapor d’água no ar, além de receber dados de posição com GPS e de temperatura superficial do mar e de salinidade superficial do mar com Termossalinógrafo.
Os resultados dessa análise foram disponibilizados ao Navio e constam do Anexo J.
Ainda como parte desse trabalho, foi instalado o sensor LI-COR CO2/H2O Analyser modelo
LI-840 na boia do tipo ATLAS nº 3, conectando-o à unidade de gravação dos dados dessa boia, visando a análise temporal de carbono (método euleriano).
3.2.11 – Análise de plâncton e nutrientes
Nas segunda e quarta pernadas desta Comissão, quando houve embarque de pesquisadores da UFRJ, o Navio disponibilizou as amostras d’água coletadas nas estações oceanográficas à equipe científica embarcada. Essas amostras foram filtradas e o material resultante foi acondicionado em nitrogênio líquido para análise posterior.
Em cada estação oceanográfica dessas pernadas e para cada nível selecionado, foram disponibilizados aproximadamente 9 (nove) litros de água para a análise de plâncton e nutrientes, dos quais: 1 (um) litro foi congelado com armazenamento em freezer para análise posterior de nutrientes; 4 (quatro) litros foram filtrados com filtro de fibra de vidro Whatman GF/F 47 mm, para a determinação da Clorofila “a”; 3 (três) litros foram filtrados com filtro de fibra de vidro de 22 mm
para a determinação do Material Particulado em Suspensão (MPS); e 1 (um) litro foi utilizado para retirada de uma alíquota para a determinação do Carbono Orgânico Dissolvido (COD). Foram retiradas, ainda, 4 alíquotas de 2 ml, que foram fixadas com paraformaldeído para a determinação da biomassa bacteriana total.
Na quarta pernada, foram realizadas coletas adicionais de água superficial com balde. Dez litros de água foram submetidos à filtração para bioacumulação com filtros Sterivex, objetivando a análise de biodiversidade.
Todas essas amostras foram acondicionadas de modo apropriado a cada metodologia, o que inclui resfriamento em refrigerador, congelamento a -20 ºC em freezer e congelamento em nitrogênio líquido.
A análise de plâncton e nutrientes ficará a cargo do Departamento de Biologia Marinha do Instituto de Biologia da UFRJ.
3.2.12 – Avaliação preliminar da qualidade dos dados
Nessa avaliação, sempre que possível, foi efetuada comparação entre dados coletados por sensores independentes, sendo o grau de dispersão entre o parâmetro medido apresentado sob forma gráfica por meio de uma reta de regressão linear e pelo cálculo da correlação.
Nas Figuras comparativas, a linha pontilhada em negro com coeficiente angular unitário e coeficiente linear nulo representa o caso de resultados idênticos (perfect agreement).
3.2.12.1 – Temperatura
A fim de verificar a qualidade dos dados de temperatura coletados pelos sensores do CTD, efetuou-se a comparação entre os sensores primário e secundário, ilustrada na Figura 14.
Como a exatidão garantida pelo fabricante é de 0,01ºC para cada ano de utilização, a faixa de erro adotada, considerando-se as datas de calibração dos sensores utilizados, foi de 0,019ºC para os sensores N/S 5186 e 4188. Assim, a faixa de erro adotada para considerar os dados válidos foi de 0,038ºC. Com isso, foi obtido o índice de 97,21% dos dados de temperatura válidos.
O elevado valor da correlação entre os dois sinais, o coeficiente angular da reta igual a um e o coeficiente linear próximo a zero indicam que os resultados obtidos pelos sensores primário e secundário estão estatisticamente correlacionados.
0 5 10 15 20 25 30 35 0 5 10 15 20 25 30 35
Comparação de Valores de Temperatura - CTD00 X CTD11
Temperatura - CTD00 T e m p e ra tu ra C T D 1 1 Coeficiente de correlação: 1 Função de Regressão: 1 * t - 0.002356 Coeficiente de correlação: 1 Função de Regressão: 1 * t - 0.001723 Porcentagem de Dados Validos: 97.21 %
Todos os dados Sem spikes
Figura 14 – Regressão linear de temperatura (sensores primário (00) e secundário (11) do CTD)
Com o propósito de garantir a detecção, o mais precocemente possível, de falhas que pudessem ocorrer durante a coleta de dados, foram monitorados, em tempo real, ambos os canais, acrescentando à caixa de diálogo de dados tabulados, do software de aquisição do CTD, as colunas de diferença entre valores dos sensores primário e secundário de temperatura e condutividade.
A fim de possibilitar a comparação dos dados e a verificação da exatidão dos sensores de temperatura do CTD SeaBird SBE 9Plus, foi realizado um lançamento de XBT na estação referente à boia do tipo ATLAS nº 1. A Figura 15 demonstra a grande correlação dos dados do XBT com os dados do sensor primário de temperatura do CTD.
Com o propósito de permitir a comparação dos dados do CTD SeaBird SBE 9Plus com os do equipamento UCTD Ocean Science 10.400, na estação PIRA-033, o probe do UCTD foi fixado à estrutura da Rosette, de modo que o conjunto CTD-UCTD-Rosette foi lançado até a profundidade de 500 metros. A Figura 16 demonstra a grande correlação dos dados do sensor de temperatura do UCTD com os dados do sensor primário de temperatura do CTD.
5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30
Comparação de valores de temperatura - CTD X UCTD
Temperatura - CTD T e m p e ra tu ra U C T D Coeficiente de correlação: 0.9998 Função de Regressão: 0.9977 * t + 0.1364 Coeficiente de correlação: 1 Função de Regressão: 0.9947 * t + 0.152
Porcentagem de Dados Validos: 87.2 %
Todos os dados Sem spikes
Figura 16 – Regressão linear de temperatura entre sensor primário do CTD e o sensor do UCTD
O elevado valor da correlação entre os dois sinais, o coeficiente angular da reta igual a um e o coeficiente linear próximo a zero indicam que os resultados obtidos pelo sensor primário do CTD e pelo sensor do UCTD estão estatisticamente correlacionados.
Considerando a alta correlação entre os dados medidos por ambos os sensores de temperatura do CTD SeaBird SBE 9Plus, não se viu razão para registrar o gráfico comparativo com o sensor secundário de temperatura.
3.2.12.2 – Condutividade
A fim de verificar a qualidade dos dados de condutividade coletados pelos sensores do CTD, efetuou-se a comparação entre os valores obtidos, ilustrada na Figura 17.
Como a exatidão dos sensores de condutividade é de 0,001 S/m por mês, computada a partir da última calibração, a faixa de erro adotada, considerando-se as datas de calibração dos sensores utilizados, foi de 0,00324 S/m para os sensores N/S 3217 e 3619, totalizando um erro limite de 0,02160 S/m para validar os dados, alcançando-se um percentual de 100% dos dados de
2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
Comparação de valores de Condutividade - CTD00 X CTD11
Condutividade - CTD00 C o n d u ti v id a d e C T D 1 1 Coeficiente de correlação: 1 Função de Regressão: 1 * t - 0.0003551 Coeficiente de correlação: 1 Função de Regressão: 1 * t - 0.0003551 Porcentagem de Dados Validos: 100 %
Todos os dados Sem spikes
Figura 17 – Regressão linear de condutividade (sensores primário (00) e secundário (11) do CTD)
O elevado valor da correlação entre os dois sinais, o coeficiente angular da reta igual a um e o coeficiente linear igual a zero indicam que os resultados obtidos pelos sensores primário e secundário estão estatisticamente correlacionados.
Os dados de salinidade determinados pelo CTD SeaBird SBE 9Plus nas estações oceanográficas foram comparados com as medições com PORTASAL, a fim de verificar a qualidade dos dados de condutividade coletados por esse CTD. Essa comparação está ilustrada na Figura 18.
Foi necessário eliminar algumas amostras cujas medições pelo PORTASAL encontravam-se defasadas em relação ao medido pelo CTD. Não se sabe ao certo o que resultou em spikes em toda a faixa medida.
O elevado valor da correlação entre os dois sinais, eliminado os spikes, o coeficiente angular da reta próximo a um e o coeficiente linear próximo a zero indicam que os resultados obtidos pelo sensor primário de condutividade do CTD e pelo PORTASAL estão estatisticamente correlacionados.
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
Comparação de valores de salinidade - CTD X Portasal
Salinidade - CTD S a li n id a d e P o rt a s a l Coeficiente de correlação: 0.9798 Função de Regressão: 0.9906 * t + 0.3812 Coeficiente de correlação: 0.9986 Função de Regressão: 0.9951 * t + 0.202
Porcentagem de Dados Validos: 89.86 %
Todos os dados Sem spikes
Figura 18 – Regressão linear de salinidade (sensor primário do CTD e PORTASAL)
A comparação dos dados de condutividade do CTD SeaBird SBE 9Plus e do UCTD Ocean Science 10.400 foi obtida na estação PIRA-033, quando o UCTD foi acoplado ao conjunto CTD-Rosette. A Figura 19 demonstra a grande correlação dos dados do sensor de condutividade do UCTD com os dados do sensor primário de condutividade do CTD.
3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
Comparação de valores de condutividade - CTD X UCTD
Condutividade - CTD C o n d u ti v id a d e U C T D Coeficiente de correlação: 0.9996 Função de Regressão: 0.9988 * t + 0.02776 Coeficiente de correlação: 0.9999 Função de Regressão: 0.9945 * t + 0.04239
Porcentagem de Dados Validos: 90 %
Todos os dados Sem spikes
O elevado valor da correlação entre os dois sinais, eliminado os spikes, o coeficiente angular da reta próximo a um e o coeficiente linear próximo a zero indicam que os resultados obtidos pelo sensor primário de condutividade do CTD e pelo sensor do UCTD estão estatisticamente correlacionados. Verifica-se que os maiores erros foram observados na faixa de 5 a 5,5 S/m.
Considerando a alta correlação entre os dados medidos por ambos os sensores de condutividade do CTD SeaBird SBE 9Plus, não se viu razão para registrar o gráfico comparativo com o sensor secundário de condutividade.
3.2.12.3 – Oxigênio Dissolvido
Os dados coletados pelo sensor de oxigênio dissolvido do CTD SeaBird SBE 9Plus nas estações oceanográficas foram comparados com os valores obtidos através do Método de Winkler. A comparação entre os dados do CTD e os dados do Método de Winkler, aplicando a regressão linear na nuvem de pontos, está ilustrada na Figura 20.
3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
Comparação de valores de OD - CTD X Winkler
OD - CTD O D W in k le r Coeficiente de correlação: 0.9677 Função de Regressão: 0.9245 * t + 0.3527 Coeficiente de correlação: 0.9969 Função de Regressão: 0.9796 * t + 0.09909 Porcentagem de Dados Validos: 82.13 %
Todos os dados Sem spikes
Figura 20 – Regressão linear de oxigênio dissolvido (sensor de OD do CTD e Método de Winkler)
É possível concluir no gráfico acima que há um grande espalhamento na plotagem dos resultados dos dois métodos de determinação do oxigênio dissolvido. Foi possível obter uma elevada correlação entre esses métodos após a eliminação dos maiores erros encontrados. Como os demais sensores do CTD (pressão, dois de temperatura e dois de salinidade) demonstraram elevada
coerência nas medições e pelo fato desse equipamento ter chegado recentemente do fabricante, é de se supor que o sensor de oxigênio dissolvido esteja realizando medições coerentes, mas não se pode afirmar categoricamente. O Navio não conseguiu determinar o motivo pelo qual houve essa defasagem, podendo-se supor que seja a aplicação do Método de Winkler. Será contatado o CHM de forma a verificar o correto procedimento para a análise de oxigênio dissolvido por meio desse Método.
3.2.13 – Caracterização das Principais Massas d’Água
As principais características das massas d’água identificadas a partir da análise dos diagramas TS são sumarizadas na tabela a seguir e ilustradas nas Figuras 21 e 22.
Massa d’Água Temperatura Salinidade Profundidade Origem Água Tropical (AT) T> 20ºC S> 36,4
Camada de Mistura 0<P<[80 a 120 m] Região Intertropical Água Central do Atlântico Sul (ACAS) 5ºC<T<20ºC 34,6<S<36,4 Termoclina O[100<P<500 m] Giro Subtropical do Atlântico Sul Água Intermediária Antártica (AIA) 3,7ºC<T<5ºC S<34,7 800<P<1.000 m Região de Convergência Antártica Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) 2ºC<T<3ºC 34,7<S<35,0 1.000<P<4.000 m Plataforma Continental da Groenlândia Água Antártica de Fundo (AAF) T<2ºC S<34,7 P>4.000 m Mar de Weddell e Mar de Ross (Antártica)
A Água Tropical (AT) ocupa a camada de mistura, o que corresponde aos 80 a 130 metros superiores da coluna d’água, estando, portanto, sujeita aos efeitos dos processos climáticos locais, como nebulosidade, insolação, precipitação, etc, o que explica o maior espalhamento dos pontos TS nesta região do diagrama. Na base desta camada de mistura, existe o máximo de salinidade característico dessa massa d’água.
A Água Central do Atlântico Sul (ACAS), por seu lado, ocupa a faixa de profundidades correspondente à termoclina, abaixo da isoterma de 20ºC, apresentando como característica principal uma maior amplitude de variação de temperatura e salinidade.
Abaixo desta massa identifica-se a Água Intermediária Antártica (AIA) caracterizada no gráfico TS pelo ponto de inflexão associado ao mínimo de salinidade (S[34,2]) observado entre as profundidades de 800 e 1.000 metros, apresentando temperaturas da ordem de 4ºC. Com o aumento
com a Água Profunda do Atlântico Norte. A APAN flui para o sul, entre as profundidades de 1.000 e 4.000 metros, sendo caracterizada por valores máximos de salinidade, como se observa pelo ponto de inflexão no diagrama TS nas proximidades das coordenadas (35,0; 4ºC).
Após este vértice mais salino, os pontos TS se deslocam na direção das menores temperaturas e salinidades, o que indicaria a mistura com a Água Antártica de Fundo.
Figura 21 – Diagramas TS com dados do CTD das estações oceanográficas ao longo do meridiano 038ºW
3.2.14 – Apresentação dos Dados
Nas Figuras 23 a 26 a seguir, estão ilustradas as seções meridionais de temperatura, salinidade, densidade e oxigênio dissolvido, respectivamente, para o meridiano 038ºW, gerados a partir dos dados do CTD empregado. Os gráficos referentes aos perfis constam do Anexo K.
-2 0 2 4 6 8 10 12 14
Latitude
PIR BR XII - Seção de Temperatura (C) - Perfil 038 W
-500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 P ro fu n d id ad e (m ) 7 12 17 22 27
Figura 23 – Seção meridional de temperatura (°C) ao longo meridiano 038°W
-2 0 2 4 6 8 10 12 14
Latitude
PIR BR XII - Seção de Salinidade - Perfil 038 W
-500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 P ro fu n d id ad e (m ) 31.6 32.6 33.6 34.6 35.6 36.6
-2 0 2 4 6 8 10 12 14
Latitude
PIR BR XII - Seção de Densidade (kg/m^3) - Perfil 038 W
-500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 P ro fu n d id ad e (m ) 20.5 21.5 22.5 23.5 24.5 25.5 26.5 27.5
Figura 25 – Seção meridional de densidade (kg/m3) ao longo meridiano 038°W
-2 0 2 4 6 8 10 12 14
Latitude
PIR BR XII - Seção de Oxigênio Dissolvido (ml/l) - Perfil 038 W
-500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 P ro fu n d id ad e (m ) 1.2 1.8 2.4 3 3.6 4.2 4.8
Nas Figuras 27 a 30 a seguir, estão apresentadas as seções verticais de temperatura, salinidade, densidade e oxigênio dissolvido, respectivamente, para a Extensão SW, gerados a partir dos dados do CTD do Navio. Os gráficos referentes aos perfis constam do Anexo K.
0 200 400 600 800 1000 1200
Distância (km)
PIR BR XII - Seção de Temperatura (C) - Perfil Extensão SW
-500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 P ro fu n d id a d e ( m ) 6 11 16 21 26
Figura 27 – Seção vertical de temperatura (°C) ao longo da Extensão SW
0 200 400 600 800 1000 1200
PIR BR XII - Seção de Salinidade - Perfil Extensão SW
-500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 P ro fu n d id a d e ( m ) 34.6 34.9 35.2 35.5 35.8 36.1 36.4 36.7 37 37.3
0 200 400 600 800 1000 1200
Distância (km)
PIR BR XII - Seção de Densidade (kg/m^3) - Perfil Extensão SW
-500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 P ro fu n d id a d e ( m ) 23.6 24.2 24.8 25.4 26 26.6 27.2
Figura 29 – Seção vertical de densidade (kg/m3) ao longo da Extensão SW
0 200 400 600 800 1000 1200
Distância (km)
PIR BR XII - Seção de Oxigênio Dissolvido (ml/l) - Perfil Extensão SW
-500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 P ro fu n d id a d e ( m ) 1.7 2.1 2.5 2.9 3.3 3.7 4.1 4.5
3.2.15 – Subsídios gerados
O Navio produziu o seguinte material como subsídios para a análise dos dados oceanográficos da Comissão:
a) Croquis com a localização das estações CTD, lançamentos de XBT, disco de Secchi e LADCP realizadas, Anexo L;
b) Arquivo contendo dados de disparo das garrafas (BOTSUM), Anexo G;
c) Planilhas de acompanhamento da aquisição de dados dos CTD, Termossalinógrafo e ADCP, Apêndice II;
d) Registros de dados físicos e químicos das Estações Oceanográficas (DHN-6212-3), Apêndice IV;
e) Relatório Sumário de Comissão (ROSCOP), Anexo M e Apêndice VI; f) Arquivos com os dados dos CTD, Apêndice VII;
g) Arquivos com os dados dos Termossalinógrafo e XBT, Anexo N; h) Arquivos com os dados do ADCP, Apêndice I;
i) Relação de todas as estações CTD, lançamentos de XBT, disco de Secchi e aquisições com ADCP e TERMOSAL, em ordem cronológica, incluindo data-hora em fuso ZULU, posição, nº da estação/lançamento, profundidade atingida, profundidade local, modelo de CTD/tipo de probe e nome do arquivo, Anexo O;
j) Uma tabela com todas as estações, identificando os valores da salinidade para cada garrafa disparada, Anexo H;
k) Planilha Digital com os cálculos de oxigênio dissolvido e tabela comparativa entre os dados do CTD e o método de Winkler, Anexo I;
l) Seções verticais de temperatura, salinidade, oxigênio dissolvido e densidade, Seções horizontais da distribuição superficial da temperatura e da salinidade, e Diagramas TS dos perfis oceanográficos, Anexo K; e
m) Relatório de campo dos pesquisadores embarcados, Anexo J.
3.3 – METEOROLOGIA
3.3.1 – Observações nos horários sinóticos
Nos horários sinóticos principais, foram transmitidas as mensagens SHIP (modelo DHN-5938-3). Os modelos DHN-5934-3 (Registro Meteorológico FM 12-XI SYNOP – FM 13-XI SHIP) constituem o Apêndice VIII. O acompanhamento gráfico da variação das principais variáveis meteorológicas constitui o Apêndice IX.
