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A Ria Formosa é a lagoa costeira mais importante do sul de Portugal, com grande influência nas trocas de água e de matéria com o oceano adjacente, as quais controlam a produtividade biológica destes ecossistemas intimamente ligados. Neste capítulo são apresentadas as características geomorfológicas da Ria Formosa e as características dinâmicas que a tornam um sistema bastante produtivo e peculiar, com forte impacto no oceano adjacente. São ainda apresentadas, pela primeira vez, as trocas através das três barras do setor oeste da Ria Formosa, em condições de maior produtividade biológica, típicas de Primavera, evidenciando a importância da interligação entre estes dois sistemas, particularmente num período sob afloramento costeiro. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

A coastal lagoon is a “shallow coastal water body separated from the ocean by a barrier, connected at least intermittently to the ocean by one or more restricted inlets” (Kjerfve, 1994). Coastal lagoons are typically found along low-lying coastlines, affected by a tidal range < 4 m and generally < 5 m deep (Bird, 1994; Kjerfve,1994). Coastal lagoons are important ecosystems because these support a wide range of natural services, highly valuable for society. These complex systems provide food, storm protection, tourism, among others. So, they contribute to the overall productivity of coastal waters by sustaining a variety of habitats, including salt marshes, seagrasses, and/or mangroves particularly important for many fish and shellfish species. Water quantity and quality in a lagoon is influenced by the rate at which the lagoon loses or gains water from exchange with the ocean, surface runoff, evaporation, precipitation and groundwater (Allen et al., 1981). info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Estuaries are highly productive ecosystems that have been increasingly affected by anthropogenic activities. In this study, the presence of endocrine disrupting compounds (EDCs) and their relation to oxidative stress were assessed in two bivalve species (mussels Mytilus galloprovincialis and clams Ruditapes decussatus) from the Ria Formosa Lagoon (south Portugal). We applied the alkali-labile phosphate (ALP) assay to determine vitellogenin-like protein levels, and the lipid peroxidation (LPO) method to assess oxidative damage. Mussels and clams exhibited the same pattern of ALP concentrations, with no differences between genders and higher levels in winter. R. decussatus showed higher ALP values than M. galloprovincialis, possibly associated with a stronger responsiveness of clams to EDCs or due to the influence of the reproductive cycle. Mussels exhibited a more evident seasonal effect for LPO, indicating that these organisms are more influenced by seasonal fluctuations in the water column compared to the sediment-associated clams. Both species appear to be under the influence of EDC exposure (which could induce Vg-like protein synthesis) and oxidative stressors (leading to lipid peroxidation) in the Ria Formosa Lagoon, particularly in winter, reflecting the presence of different contaminants in Ria Formosa and environmental changes, as well as complex interactions between them., Los estuarios son ecosistemas altamente productivos afectados por actividades antropogénicas. En este trabajo, la presencia de compuestos disruptores endocrinos (EDCs) y su relación con estrés oxidativo se ha evaluado en los bivalvos Mytilus galloprovincialis y Ruditapes decussatus en la laguna Ría Formosa (Portugal). Se utilizó el ensayo de fosfatos lábil alcalinos (ALP) para determinar los niveles de proteína tipo-vitelogenina y el método de peroxidación lipídica (LPO) para evaluar los daños oxidativos. Ambas especies exhibieron el mismo patrón de concentración de ALP: no hubo diferencias entre sexos pero si niveles más altos en invierno. R. decussatus presentó valores mayores de ALP que M. galloprovincialis posiblemente asociados a una capacidad de respuesta más elevada a los EDCs o al estado del ciclo reproductor. Los mejillones, al no estar asociados al sedimento como las almejas, mostraron variaciones estacionales en las concentraciones de LPO, indicando mayor sensibilidad a fluctuaciones ambientales en la columna de agua. Ambas especies parecen estar influenciadas (principalmente en invierno) por EDCs (posiblemente induciendo la síntesis de proteína tipo-vitelogenina) y factores de estrés oxidativo (activando la peroxidación lipídica); lo que refleja la presencia de diferentes contaminantes en la Ría Formosa y los cambios ambientales, así como las complejas interacciones entre ellos.

Coastal lagoons are very productive and economically important ecosystems that suffer several anthropogenic pressures, including from urban wastewater treatment plants (UWWTP) discharges. This last pressure can induce nutrient enrichment and development of primary producers (toxic or not), microbiological contamination of the water or even eutrophication that ultimately will have impact on the organisms living nearby and on their salubrity. Ria Formosa lagoon is a coastal lagoon on the Portuguese south coast responsible for over 90% of the Portuguese shellfish production, however along its extension it suffers influence from several UWWTP discharging in this system, some of them in in the vicinity of the production areas. Since in Tavira there is an important area of shellfish production close to the Gilão estuary it is important to determine the impact of the Almargem UWWTP upon the water quality of the receiving waters and to evaluate if there is any influence of it on the shell production area. The main goals of this work were: i) to determine the spatial extent of the influence of the Almargem UWWTP along the gradient of dispersal of the effluents in the receiving waters, potential impact on the bivalves production area, and the compliance of data with the applicable legislation; ii) to determine the dilution effect within the study area associated with the daily tidal cycles; iii) to determine the effect of different tidal ranges upon the water quality; iv) to determine the seasonal influence of the sewage discharge impact upon the water quality; v) to assess the temporal evolution of the chemical and microbiologic contamination of the water quality in the study area and vi) to calculate a trophic index (TRIX) in the study area, defining a baseline for Almargem UWWTP. The results showed that the Almargem UWWTP clearly influence the water characteristics till 750 m downstream from the UWWTP discharge. In August and February the E. coli concentration was above the limit imposed for the discharge license, both by increased anthropogenic pressure and land runoff after a rainfall event, respectively. The TRIX index varied between eutrophic and oligotrophic conditions, with a lower water quality upstream in the Almargem channel until 1000 m during the summer months. The highest impact on the water quality was registered during low water of neap tides, associated with a higher residence time. The tidal effect and the water renewal are able to decrease contamination, helping to the improve the water quality as observed at 1750 m, considered the reference station and in consequence caused no impact over the shellfish production area. In this area the microbiological contamination recorded suggest that there were external sources at the Gilão low estuary. However, for most of the sampling period, the salubrity of bivalves controlled by IPMA was of class B that can be harvested and sent to depuration, not but negatively affect their production. As lagoas costeiras são ecossistemas muito produtivos e economicamente importantes e por isso são altamente povoadas e como tal sofrem várias pressões antrópicas. Por serem áreas muito produtivas, as lagoas costeiras são fortemente utilizadas para a aquicultura, em particular para a produção de bivalves. Os impactos das pressões podem ser causados por fontes não pontuais, como escoamento agrícola, ou fontes pontuais, tais como as descargas de estações de tratamento de águas residuais urbanas (ETAR). Esta última pode induzir ao enriquecimento de nutrientes e crescimento de produtores primários (tóxicos ou não), contaminação microbiológica da água ou mesmo eutrofização que acabará por afetar os organismos que vivem nas proximidades e a sua salubridade. Contudo, a extensão destes impactos depende dos padrões de circulação de água e da hidrodinâmica do sistema. A Ria Formosa é uma lagoa costeira localizada no sul de Portugal altamente produtiva e responsável por mais de 90% da produção nacional de bivalves, mas que ao longo da sua extensão sofre a influência de descarga de efluentes de várias de ETAR. Dada a importância da Ria Formosa, as ETAR mais importantes para este sistema contam com um tratamento secundário dos resíduos e desinfeção final do efluente por radiação ultravioleta. Destas destaca-se a ETAR de Almargem, que serve maioritariamente a população de Tavira. Devido ao reduzido número de estudos realizados nesta área da Ria Formosa com intuito de compreender os impactos da ETAR na qualidade da água, incluindo em simultâneo a caracterização química, fitoplanctónica e microbiológica em áreas de produção de bivalves, é muito importante estabelecer a situação atual e compreender a extensão espacial e variabilidade temporal da influência da descarga desses efluentes nesta zona da Ria Formosa. Tavira representa 10% da produção de bivalves da Ria Formosa e tendo em conta que essa área de produção de bivalves se situa no baixo estuário do rio Gilão é importante determinar não só qual a influência descarga da ETAR de Almargem na qualidade das águas recetoras, mas também se tem alguma influência sobre a qualidade da água na área de produção de bivalves. Os principais objetivos deste trabalho foram: i) determinar a extensão espacial da influência da descarga da ETAR de Almargem na qualidade de água ao longo do gradiente de dispersão dos efluentes nas águas recetoras, o potencial impacto na área de produção de bivalves e a conformidade dos dados com a legislação aplicável; ii) determinar o efeito de diluição na área de estudo associado aos ciclos diários das marés, baixa-mar, quando a influencia da descarga é máxima em comparação com preia-mar, quando a influência da renovação da água do oceano durante a enchente é máxima; iii) determinar o efeito da variação da altura de marés, maré viva (maior taxa renovação da água) e maré morta (maior tempo de residência; iv) determinar a influência sazonal no impacto do escoamento de esgoto na qualidade da água desde o verão - junho de 2019 (quando a influência turística é máxima e os problemas de qualidade da água podem ser agravados) até o inverno -fevereiro de 2020; v) avaliar a evolução temporal considerando a contaminação química desde 2001 a 2002 e a contaminação microbiológica de 1990 a 2009 da qualidade da água na área de estudo; vi) calcular um índice trófico (TRIX) na área de estudo, comparando-o com os dados históricos de Tavira e definindo a situação de referência para a descarga da ETAR de Almargem. Os resultados mostraram que a descarga da ETAR de Almargem representa claramente uma fonte de nutrientes e contaminação microbiológica, influenciando as características da água até 750 m a jusante da descarga da ETAR em comparação com a estação de referência a 1750 m da descarga. Aqui as concentrações são baixas e típicas da Ria Formosa devido à alta renovação da água proveniente da entrada de Tavira e à mistura durante a enchente em cada ciclo diário de maré. Em condições favoráveis de luz solar, temperatura e disponibilidade de nutrientes observou-se o um crescimento fitoplanctónico e de macroalgas no canal de Almargem, com foi observado em julho, altura em que os nutrientes diminuíram acentuadamente pelo consumo dos produtores primários. Nessa altura a qualidade da água expressa pelo índice trófico (TRIX) diminuiu. Em agosto e fevereiro, a concentração do indicador de contaminação fecal Escherichia coli ultrapassou o limite imposto pela licença de descarga, valores causados potencialmente por aumento turístico e pelo escoamento superficial após um evento de chuva, respetivamente. O índice trófico (TRIX) variou entre condições eutróficas e oligotróficas, com menor qualidade da água a montante no canal da Almargem até 1000 m, durante os meses de verão, devido ao aumento do fosfato e da elevada concentração de oxigénio dissolvido. Este aumento de fosfato sugere uma entrada desproporcional de fosfato em relação ao azoto, também confirmada por uma diminuição na relação N:P, que também pode sugerir desorção de fósforo nos períodos de temperatura mais elevada. As piores condições em termos de impactos da descarga da ETAR foram observadas durante a baixa-mar nas marés vivas nos meses de verão, quando a coluna de água tem menos profundidade levando a uma diminuição da capacidade de diluição. Contudo, em preia-mar de maré viva, a renovação da água é máxima capaz de diminuir drasticamente a contaminação, ajudando a melhorar a qualidade da água, sem efeito na estação de referência (1750 m) nem causar impacto na área de produção de bivalves, junto do baixo estuário do rio Gilão. Nesta área, sem influência da ETAR que foi desativada em 2007, a contaminação microbiológica dos bivalves foi em fevereiro, segundo registos do IPMA, sugerindo que existem fontes externas de contaminação microbiológica próxima às áreas de produção de bivalves. Estes valores foram inclusivamente semelhantes aos registados de 1990 a 2009 (quando a ETAR de Tavira ainda estava operacional). Na maioria dos momentos de avaliação da salubridade dos bivalves realizados pelo IPMA a qualidade dos bivalves tem permanecido, globalmente, na classe B, em que os bivalves podem ser apanhados, e depurados antes de serem comercializados para consumo humano, sem afetar negativamente a produção dos mesmos. A descarga da ETAR de Almargem demostra ter menor impacto nas águas recetoras quando comparados com outras zonas da Ria Formosa, nomeadamente no local de descarga da ETAR de Faro-Olhão, pois a ETAR de Almargem apresenta um menor caudal, maior renovação da água em cada ciclo de maré semidiurno. Quanto à qualidade de água, esta é relativamente semelhante quando comparas com outras lagoas costeiras, tais como a Ria de Aveiro, Ria de Vigo e Mar Menor.

A Ria Formosa é uma lagoa costeira situada na costa sul de Portugal com elevada importância social e económica para a região que representa o maior produtor nacional de amêijoa Ruditapes decussatus (ca. 90%). Este sistema está sob diversas pressões antrópicas, incluindo descargas de águas residuais urbanas que comprometem a qualidade da água. Este estudo, estando integrado no projeto CONPRAR, visa avaliar o impacto da recente ETAR Faro-Olhão (antiga Faro Nascente) na qualidade da água, especialmente na proximidade de viveiros de bivalves, utilizando uma abordagem química e bacteriológica. As ETAR Faro Nascente e de Olhão foram desativadas em outubro e foi implementada no mesmo local de Faro Nascente a nova ETAR de Faro-Olhão que trata os afluentes das duas ETAR então desativadas e parte de S. Brás de Alportel aumentando o efluente diário da ETAR (~ 14 000 m3 /dia). Esta usa um novo tratamento terciário (NEREDA). A amostragem de água foi realizada mensalmente ao longo do gradiente espacial da ETAR (2000 m) para duas secções da área de estudo no canal de descarga da ETAR (Esteiro da Garganta). Os dados obtidos mostram uma melhoria da qualidade da água ao longo do gradiente de dispersão do efluente para as variáveis químicas e bacteriológicas. Foram avaliados três períodos, setembro-outubro 2018, antes da desativação das duas ETAR de Faro Nascente e Olhão Poente, novembro de 2018 - abril de 2019, 6 meses após a implementação da nova ETAR Faro-Olhão e maio de 2019. Observou-se que o período novembro de 2018 - abril de 2019, foi quando se registou o maior impacto da nova ETAR e quando ocorreu a maior variabilidade associada à não estabilização do tratamento da mesma, a qual foi atingida em maio de 2019. Espacialmente, pelo índice trófico TRIX a maior influência da descarga foi identificada até 750 m para ambas as seções da área de estudo, zona onde não ocorre cultivo de bivalves. A maré desempenhou um papel importante na melhoria da qualidade da água, por promover uma elevada renovação da água, particularmente em preia mar de maré viva. A situação de maré morta e em baixa-mar revelou-se a pior a nível de qualidade de água, devido ao maior tempo de residência e menor renovação de água. Conclui-se assim que face à elevada taxa de troca com o oceano adjacente o impacto da ETAR é diminuído quando comparado com outros sistemas onde o renovação e circulação são mais restritas. Ria Formosa is a coastal lagoon located in the south coast of Portugal, with high social and economic importance to the region representing the largest national producer of the clam Ruditapes decussatus (ca. 90%). This system is under several anthropogenic pressures including urban wastewater discharges which compromise its water quality. This study, being integrated in the project CONPRAR, aims to assess the impact of the recent Faro-Olhão WWTP (former Faro Nascente) upon water quality, especially in the vicinity of shellfish beds using a chemical and bacteriological approach. On an initial phase, Faro Nascente and Olhão Poente were decommissioned, and their effluents are treated at the new Faro-Olhão WWTP implemented at the same place of the former Faro Nascente. It uses a new biological treatment (NEREDA) for the population served from Faro, Olhão and a part of S. Brás de Alportel increasing the daily outflow of the WWTP (~14 000 m3/day). Water sampling was conducted monthly along the spatial gradient of the WWTP (2000 m) for two sections of the study area in the discharge channel of the WWTP (Esteiro da Garganta). Data shows an improvement of water quality further from the stations closest to the discharge for both chemical and bacteriological variables. Three different periods studied: September-October 2018, corresponding to the period before the deactivation of both WWTP’s; November 2018 – April 2019, six months after the implementation of the new Faro-Olhão WWTP and May 2019. It was noticed that the period November 2018 – April 2019 was associated to the greatest impact of the WWTP, when values were highest and most variable, also associated to an non stable biological treatment, which, stability was achieved in May 2019. Spatially, the impact of the discharge was noticeable until 750 m for both sections of the study area (TRIX) where bivalve farming does not occur. The tide had an important role in the improvement of water quality by promoting a great water renewal, particularly during flood at spring tides. Low water (neap tides) was therefore associated to the worst-case scenario due to higher residence times and less water renewal. In sum, due to the high rate of water exchange with the adjacent ocean, the impact of the WWTP was decreased when compared to other coastal systems where water renewal and circulation are more restricted. Este trabalho foi realizado no âmbito do projeto CONPRAR, financiado pelo programa operacional MAR2020 (MAR-01.04.02-FEAMP-0003) para apoio do Fundo Europeu dos Assuntos Marítimos e das Pescas em Portugal.

As lagoas costeiras estão entre os ambientes mais produtivos da Terra, fornecendo múltiplos serviços ecossistémicos. No entanto, o aumento da pressão humanas, juntamente com as alterações climáticas, podem aumentar os perigos, resultando em alterações da sua dinâmica. Apesar do aumento do número de estudos de processos físicos, químicos e biológicos em lagoas costeiras, ainda é difícil obter conjuntos de dados de séries temporais longas. Neste trabalho, foi efectuada uma análise do conjunto de dados registados em tempo real ao longo de dois anos, por uma estação de monitorização fixa localizada na costa sul de Portugal, numa zona interior da Ria Formosa, onde a pressão humana é maior. O intervalo de amostragem de alta frequência 15 min) permitiu descrever a variabilidade temporal da temperatura, salinidade, oxigénio dissolvido (concentração e saturação), pH, clorofila a, e turbidez, a várias escalas temporais, desde a diurnae a semi-diurna, até à quinzenal e à sazonal. Os resultados da análise espectral revelaram que a variabilidade típica dos parâmetros estudados foi induzida principalmente por forças astronómicas, tais como as constituintes principal lunar semi-diurna M2 e lunisolar sinódica quinzenal MSF, mas também por outros factores relacionados com a configuração do sistema, tais como a constituinte lunar quarto-diurna M4 e o componente diurna associada aos efeitos da radiação solar. Além disso, os dados adquiridos permitiram a identificar processos marinhos, e eventos episódicos, desde o desenvolvimento de fitoplâncton, a ocorrências de mesoscala, tais como tempestades, afloramento costeiro e contracorrente costeira. Utilizando uma correlação cruzada entre os dados de vento de hora em hora e as séries temporais de temperatura quase em tempo real, foi possível identificar a alternância entre eventos de afloramento e de contracorrente, ambos suportados pela análise de imagens de satélite. Estes eventos de mesoscala tiveram um impacto importante nos parâmetros da água da Ria Formosa, o que reflectiu a influência das trocas de água através do sistema de múltiplas barras. A estação de monitorização fixa revelou ser uma equipamento eficaz em termos de variação da qualidade da água, permitindo ter uma imagem mais abrangente dos processos e eventos que ocorrem na área da Ria Formosa e que pode representar uma ferramenta muito útil numa perspectiva de gestão ambiental. Coastal lagoons are among the most productive environments on Earth, providing multiple ecosystem services. However, the increase of human pressures, together with climate changes, may increase the hazards resulting in changes of their dynamics. Despite growing of number of studies in physical, chemical, and biological processes in coastal lagoons, long term temporal data sets are still difficult to obtain. In this work analysis of data set recorded in a real-time mode along two years was performed, by a fixed monitoring station located in the south coast of Portugal, in an inner area of Ria Formosa, a sector more influenced by pressures from the surround populations. The high frequency sampling interval permitted to describe the temporal variability of temperature, salinity, dissolved oxygen (concentration and saturation), pH, chlorophyll a, and turbidity, at several temporal scales, from diurnal and semidiurnal, to fortnightly (spring tide vs neap tide) and seasonal. The spectral analysis’s results revealed that the typical variability of the studied parameters was induced principally by astronomical forces, such as the principal lunar semidiurnal constituent M2, the lunisolar synodic fortnightly constituent MSF, and to other factors related with the system configuration such as the shallow water overtides of principal lunar constituent M4 and the radiational tidal constituent associated with solar radiation effects. Moreover, the data acquired allowed to capture marine processes and episodic events, from phytoplankton growth to mesoscale occurrences, such as storm, coastal upwelling, and countercurrents. Using a cross-correlation between hourly wind data and almost real-time temperature timeseries, it was possible to identify the alternation between upwelling and countercurrent events, both supported by the satellite images analysis. Those mesoscale events had an important impact on Ria Formosa water parameters which reflected the influence of the water exchanges through the multi-inlets system. The fixed monitoring station revealed to be an effective tool in terms of water quality control, enabling to have a more comprehensive picture of the processes and events occuring in the area of Ria Formosa resulting a very useful tool from an environmental management perspective.

Este trabalho pretendeu estudar a variabilidade das características físicas e químicas da água na barra da Armona, uma das mais importantes na circulação do setor oeste da Ria Formosa, e avaliar a sua contribuição para a troca de matéria (água, nutrientes, clorofila a e sólidos em suspensão) com o oceano adjacente. Realizaram-se quatro campanhas de amostragem durante ciclos de maré completos nas duas estações do ano mais produtivas, outono e primavera, em maré viva e maré morta. Os resultados mostram que as características da água não dependem somente da altura da maré, das estações do ano e de processos internos de interação sedimento-água e biológicos, mas também de processos externos como afloramento costeiro, que foi particularmente evidente na primavera, com reflexo notório na concentração dos nutrientes e clorofila a. A variabilidade das características da água foi maior em maré viva, pelo maior volume de água trocado. Os valores dos parâmetros analisados foram semelhantes aos das outras barras do setor oeste, pois as três barras estão em permanente ligação com o oceano adjacente, notando-se uma melhoria na qualidade da água desde os anos 80. Comparativamente com outros sistemas lagunares, onde a pressão antropogénica é maior e/ou a renovação menor, a qualidade da água da Ria Formosa é superior. Quanto ao transporte de matéria, como seria de esperar, as trocas foram maiores nas marés vivas de que nas marés mortas. O transporte dos parâmetros analisados nem sempre seguiu o sentido da água, revelando que estes balanços de matéria variam temporal e espacialmente. A barra da Armona contribuiu com ca. 30%-40% para o total das trocas de matéria nas três barras do setor oeste, tendo um papel importante na importação, particularmente durante eventos de afloramento costeiro, que aumentam a produtividade da Ria Formosa, mas também na exportação de compostos, particularmente amónia e sólidos orgânicos que fertilizam o oceano adjacente. This work aimed to study the variability of physical and chemical characteristics of the water in Armona inlet, one of the most important inlets in the circulation of the western sector of Ria Formosa, and to evaluate its contribution to the exchange of matter (water, nutrients, chlorophyll a and suspended solids) with the adjacent ocean. Four sampling campaigns were conducted during complete tidal cycles in the two most productive seasons, autumn and spring, at spring tide and at neap tide. The results show that water characteristics depend not only on tidal height, seasons and internal coupling sediment-water and biological processes, but also on external processes such as upwelling, which was particularly evident in spring, with noticeable reflex on the concentration of nutrients and chlorophyll a. The variability of water characteristics was higher at spring tide due to the higher volume of water exchanged. The values of the analyzed parameters were similar to those of the other west sector inlets, since the three inlets are in permanent connection with the adjacent ocean, noticing an improvement in water quality since the 80's. Compared to other lagoon systems, where the anthropogenic pressure is higher and/or renewal lower, the water quality of Ria Formosa is higher. Concerning the transport of matter, as might be expected, exchanges were higher in the spring tides than in the neap tides. The transport of the analyzed parameters did not always follow the water direction, revealing that these matter balances vary temporally and spatially. Armona's inlet contributed approximately 30-40% of the total of material exchange in the three western inlets, playing an important role in importation, particularly during upwelling events, which increase Ria Formosa's productivity, but also in the exportation of compounds, particularly ammonium and organic solids that fertilize the adjacent ocean.

Tese de mestrado, Qualidade Alimentar e Saúde, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2019 Submitted by Biblioteca FFULisboa (biblioteca@ff.ulisboa.pt) on 2020-04-22T18:54:44Z No. of bitstreams: 1 TM_Carolina_Feijo_Pinto_Ventura.pdf: 2257941 bytes, checksum: d29caeda299086553688719b460b9bb3 (MD5) Made available in DSpace on 2020-04-27T16:27:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TM_Carolina_Feijo_Pinto_Ventura.pdf: 2257941 bytes, checksum: d29caeda299086553688719b460b9bb3 (MD5) Previous issue date: 2019-12-06

Coastal upwelling occurring along the eastern ocean margins (EBUS), at the four major eastern boundary current regions of the World Ocean: California, Canary, Benguela, and Peru/Humboldt, induces offshore surface Ekman Transport and promotes the rise of deep nutrient and CO2-rich water into the euphotic zone. However, how these coastal upwelling systems will behave next years due to climate change, its something that scientists do not understand yet perfectly well. Within this context, Bakun in 1973 published a theory explaining why climate change will promote an intensification of upwelling. Scientists around the world are trying to test this hypothesis despite some contradictions exist between them. The objective of this work was to approach this topic studying Galician upwelling system using data collected between 1997 and 2018 by the Marine Research Institute in Vigo, España. The database included CO2 partial pressure at sea surface (pCO2sw), sea surface temperature (SST) and sea surface salinity (SSS), Wind Speed (NCEP/NCAR) and (CCMP), Chla and NEP (SeaWiFS and MODIS). The results showed that the tendency of wind speed during Spring and Summer is to decrease from 1997 to 2018, contrary to that stated by Bakun. Although it is not possible to establish a downward trend of the upwelling index, it is true that the maximum values from 1997 to 2018 have decreased with respect to those achieved from 1997 to 2009. fCO2sw has two main components that define its behavior, which are the biological component, related to photosynthesis and heterotrophic processes, and the physical component of temperature that comes into play at times of maximum upwelling index. Within the Ria de Vigo seasonality and the effects of upwelling are much stronger than offshore. Moreover, there the contribution from the continental waters areimportant . The North Atlantic Oscillation is related to SST and to ΔfCO2, which is important at the time of looming interannual cycles, although in this work there is no high inter-annual cyclical component for fCO2sw. Embora os ecossistemas costeiros sejam componentes importantes do ciclo de carbono global, seu papel como sumidouros ou fontes de CO2 não é bem definido devido à forte heterogeneidade espacial, variabilidade temporal e à relativa escassez de dados. Os fluxos de carbono podem mudar rapidamente, e como tal as estimativas dos fluxos de CO2 entre o oceano e a atmosfera estão sujeitas a grandes incertezas. O afloramento costeiro ocorre ao longo das margens oceânicas orientais (EBUS), nas quatro principais regiões Oceano Mundial são: Califórnia, Canárias, Benguela e Peru / Humboldt. O afloramento costeiro induzido pelo transporte de Ekman promove o aumento de nutrientes e CO2 na zona eufótica dos oceanos. EBUS podem ser fontes ou sumidouros de CO2 para a atmosfera, dependendo da intensidade do evento de afloramento ou do tempo de permanência das águas ressurgidas sobre a plataforma continental. Processos biológicos desempenham um papel crucial na determinação do pCO2 na superfície do mar, nessas áreas. No entanto, face às mudanças climáticas é dificil conhecer com rigor como esses sistemas de afloramento costeiro se comportarão nos próximos anos. Nesse contexto, Bakun, em 1973, publicou uma teoria com base no aumento substancial de CO2 e outros gases de efeito estufa na atmosfera, o que criará uma diminuição do arrefecimento durante a noite, o que desenvolverá uma intensificação de aquecimento na zona continental adjacente às regiões de afloramento. Para este autor, o vento ao longo da costa que impulsiona o afloramento costeira será mantido em parte por um forte gradiente de pressão atmosférica desenvolvido sobre a massa terrestre aquecida e a maior pressão barométrica sobre o oceano mais frio. Cientistas de todo o mundo estão tentando testar essa hipótese, apesar de existirem algumas contradições entre eles. Apesar das semelhanças físicas dos EBUS cada um tem características particulares e, portanto, são diferentes de várias maneiras. Na costa da Galiza, que está localizada no limite norte do sistema de afloramento das Canárias, na parte subtropical do Atlântico Norte, o padrão de afloramento é caracterizado por uma forte sazonalidade. O litoral da Galiza caracteriza-se principalmente pela presença das Rías Baixas, quatro grandes enseadas costeiras (> 2,5 km3) entre 42ºN e 43ºN. A troca de água entre as Rias Baixas e as águas de largo é drasticamente afetada pelo padrão de vento costeiro. Eventos de afloramento são comumente observados durante a primavera-verão devido à predominância de ventos de nordeste. O transporte de Ekman zonal na costa das águas superficiais é denominado Eastern North Atlantica Central Waters (ENACW). Existem poucos estudos com séries temporais longas e grandes escalas espaciais, os quais que poderiam ajudar a avaliar as conseqüências e fornecer conclusões sobre como mudanças climáticas afetarão esse tipo de processo. Neste contexto, este projecto visa contribuir para o aumento deste conhecimento e centrar-se-á na Ria de Vigo, onde os ventos são os principais responsáveis pelas alterações observadas na hidrografia, e estas alterações estão também associadas ao padrão de circulação residual de duas camadas, característica dos estuários parcialmente misturados. O afloramento costeiro da Ria de Vigo actua como sumidouro líquido de CO2 o que está relacionado com as elevadas taxas de descarga ea exaustão de nutrientes, que causam uma subsaturação de CO2 mais intensa e variável na plataforma do que no mar ou nas Rias Baixas, onde são observadas intensas emissões de CO2 durante o outono. Neste trabalho investigou-se a variabilidade dos fluxos de CO2 à superfície no sistema de afloramento da Galiza, a partir de dados recolhidos pelo Instituto de Investigações Marinhas em Vigo, no período de 1997 a 2018. Para tal, relacionou-se a sua sazonalidade com a variabilidade de alterações em ambos os componentes físicos, como temperatura superficial (SST), salinidade superficial (SSS) e upwelling (Iw), e biológico por clorofila a (Chla) e a Produção Líquida do Ecossitema (NEP). Para tal estimaram-se os fluxos anuais de CO2 e o índice de afloramento na Galiza, a partir de dados que incluem a pressão parcial de CO2 à superfície do mar (pCO2sw), temperatura superfícial do mar (SST) e salinidade superfícial do mar (SSS), velocidade do vento (NCEP / NCAR e CCMP), Chla e NEP (SeaWiFS e MODIS). Existem poucos estudos com séries temporais longas e este trabalho pode fornecer respostas sobre como as diferentes variáveis mudam devido ao aumento dos gases de efeito estufa. Os resultados mostraram que a tendência da velocidade do vento durante a primavera e o verão foi de diminuir de 1997 a 2018, contrariamente ao proposto pela teoria de Bakun. Embora não seja possível determinar uma tendência de queda do índice de afloramento, é verdade que os valores máximos de 1997 a 2018 diminuíram em relação aos estudados entre 1997 e 2009. O fCO2sw tem dois componentes principais que definem seu comportamento, que são o componente biológico, relacionado com a fotossíntese e os processos heterotróficos, e o componente físico da temperatura que entra em jogo na troca de temperaturas maiores durante o verão em contraste com as mais frias no inverno. Neste caso os processos de origem biológica tiveram mais peso durante a maior parte do ano marcado por processos de fotossíntese e, portanto, de absorção de CO2 durante a Primavera e o Verão, enquanto que durante o inverno o componente biológico parece indicar processos heterotróficos. Este é o caso, exceto em épocas de maior índice de troca de temperatura quando,durante os meses do final do verão e início do outono as aguas estão mais quentes, dependendo da zona e pasam a ser mais frias (dentro do estuario ou fora), quando a componente físico da temperatura se sobrepõe ao componente biológico. Dentro da Ria, a sazonalidade e os efeitos do afloramento são muito mais fortes do que no caso dos processos ao largo, tendo também a Ria uma importante influência da componente proveniente das águas continentais. A Oscilação do Atlântico Norte está relacionada com a SST e ΔfCO2, o que é importante para se estudarem os ciclos inter-anuais. No entanto neste trabalho não existiu um componente cíclico inter-anual para a fCO2sw. É importante continuar a analisar e aumentar as bases de dados para determinar de que forma essas variáveis continuam a evoluir face aos desafios que a própria mudança climática proporciona.

Comunicación presentada al V Simposio Internacional de ciencias del Mar celebrado en alicante entre el 20 y el 22 de julio de 2016. Between October 2011 and March 2012 a submarine volcanic eruption took place at the offshore of El Hierro Island. The extensive study of the eruption and subsequent degassing process has allowed monitoring the newly generated volcanic edifice. Multibeam bathymetric has enabled building a digital high-resolution bathymetric model (grid 1x1 m). The preliminary analysis of the geomorphology of this volcanic eruption displays four main features: i) the edifice consists of a principal and a series of secondary cones distributed in NW-SE trend; ii) two escarpments NE-SW directed that partially match with inherited flanks of the previously existing valley; iii) three crests, one of them interpreted as the prolongation of a NE-SW scarp and the other as the head of gravitational instabilities of NE-SW and N-S direction at the main hill; and iv) mixed lava and dense pyroclastic flows extended from the volcanic edifice to the southwest and characterized by a high slope front, that probably represents the maximum distance reached by the main lava products. Versión del editor

Dissertação de mestrado, Sistemas Marinhos e Costeiros, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2016 A Ria Formosa é um sistema de ilhas-barreira localizado na costa sul portuguesa, sob a influência de marés semi-diurnas, constituído por 5 ilhas, 2 penínsulas e 6 barras. É através destas barras que ocorrem as trocas de água com o Oceano Atlântico. O objetivo deste estudo foi compreender o papel da principal barra, a barra de Faro-Olhão, nas trocas de massa (água, nutrientes, clorofila a e sólidos em suspensão) com o oceano costeiro e a sua variação sazonal, dada a elevada importância da produtividade biológica deste ecossistema. Além disso, a influência dos diferentes mecanismos forçadores, incluindo as marés quinzenais, foram analisadas de forma a compreender o seu impacto na atividade fitoplânctónica dentro deste ecossistema e no oceano adjacente. Para alcançar os objetivos desta investigação, foram realizadas medições in situ e amostragens de água de hora a hora ao longo de uma seção selecionada, em 7 ciclos de maré semi-diurnos, abrangendo diferentes condições mareais e estações do ano. Os resultados mostraram que os principais fatores que explicaram a variabilidade das trocas de massas pela barra de Faro-Olhão foram os processos físicos que predominaram na zona adjacente à lagoa e o ciclo de produtividade fitoplantónica das águas, que se sobrepuseram à influência mareal. Estacionalmente, a barra de Faro-Olhão comportou-se como fonte de matéria nas campanhas da primavera (maré viva) e verão, que contribuiu para o aumento da produtividade biológica na zona costeira. A ocorrência de eventos de afloramento costeiro, particularmente na campanha de outono (maré viva) e no inverno, revelou um importante papel na importação de nutrientes para este sistema lagunar, contribuindo para o aumento da produtividade biológica da Ria Formosa. No entanto, os dias de precipitação que influenciaram a campanha de inverno condicionaram também a exportação de alguns compostos para a zona costeira adjacente, revelando o carácter produtivo da Ria Formosa.