Abstract The Patos Lagoon, located in the southernmost part of Brazil, is a shallow and turbid lagoon of enormous ecological and economical importance. The seasonal, annual, and interannual variability of suspended sediment concentrations (SSC) in the lagoon was investigated in this study based on five years (2002–2006) of hydrodynamics + SSC simulations using the TELEMAC – 3D hydrodynamic model. The model was first calibrated and validated by comparing results with in situ current velocities, salinity, water levels, and SSC measurements, indicating a reasonable/good performance for the majority of the time. Modelling results were then combined with river discharge, wind, precipitation rates, and climate indices (El-Nino Southern Oscillation - ENSO) data to identify their influence on SSC throughout the lagoon. The relation between daily time series of SSC and river discharge was high (r ≈ 0.80), suggesting a strong correlation between these time series in the Patos Lagoon. SSC seasonal variability was also observed, with high SSC from winter to spring, and moderate to low SSC during summer and fall, indicating a relation with the river discharge pattern. On the interannual variability scale, the ENSO influence promoted high SSC values throughout the lagoon, mainly during El Nino years and near the tributaries mouth, while the opposite pattern was observed during La Nina years. Thus, the Patos Lagoon proved to be a dynamic system where SSC are mainly controlled by river discharges at longer timescales and modulated by the wind action at shorter timescales.

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浅浊泻湖中悬浮泥沙浓度的时空变异性

摘要 帕托斯泻湖位于巴西最南端，是一个浅而浑浊的泻湖，具有巨大的生态和经济意义。本研究基于五年（2002-2006 年）的流体动力学 + SSC 模拟，使用 TELEMAC – 3D 流体动力学模型研究了泻湖中悬浮泥沙浓度 (SSC) 的季节性、年度和年际变化。该模型首先通过将结果与原位流速、盐度、水位和 SSC 测量值进行比较来校准和验证，在大多数情况下表明性能合理/良好。然后将建模结果与河流流量、风、降水率和气候指数（厄尔尼诺南方涛动 - ENSO）数据相结合，以确定它们对整个泻湖的 SSC 的影响。SSC 的每日时间序列与河流流量之间的关系很高 (r ≈ 0.80)，这表明 Patos Lagoon 中这些时间序列之间存在很强的相关性。还观察到 SSC 季节性变化，冬季到春季 SSC 高，夏季和秋季 SSC 中到低，表明与河流流量模式有关。在年际变率尺度上，ENSO 的影响促进了整个泻湖的高 SSC 值，主要是在厄尔尼诺年和支流口附近，而在拉尼娜年则观察到相反的模式。因此，帕托斯泻湖被证明是一个动态系统，其中 SSC 主要受较长时间尺度的河流排放控制，并受较短时间尺度的风作用调节。表明帕托斯泻湖中这些时间序列之间存在很强的相关性。还观察到 SSC 季节性变化，冬季到春季 SSC 高，夏季和秋季 SSC 中到低，表明与河流流量模式有关。在年际变率尺度上，ENSO 的影响促进了整个泻湖的高 SSC 值，主要是在厄尔尼诺年和支流口附近，而在拉尼娜年则观察到相反的模式。因此，帕托斯泻湖被证明是一个动态系统，其中 SSC 主要受较长时间尺度的河流排放控制，并受较短时间尺度的风作用调节。表明帕托斯泻湖中这些时间序列之间存在很强的相关性。还观察到 SSC 季节性变化，冬季到春季 SSC 高，夏季和秋季 SSC 中到低，表明与河流流量模式有关。在年际变率尺度上，ENSO 的影响促进了整个泻湖的高 SSC 值，主要是在厄尔尼诺年和支流口附近，而在拉尼娜年则观察到相反的模式。因此，帕托斯泻湖被证明是一个动态系统，其中 SSC 主要受较长时间尺度的河流排放控制，并受较短时间尺度的风作用调节。表示与河流流量模式的关系。在年际变率尺度上，ENSO 的影响促进了整个泻湖的高 SSC 值，主要是在厄尔尼诺年和支流口附近，而在拉尼娜年则观察到相反的模式。因此，帕托斯泻湖被证明是一个动态系统，其中 SSC 主要受较长时间尺度的河流排放控制，并受较短时间尺度的风作用调节。表示与河流流量模式的关系。在年际变率尺度上，ENSO 的影响促进了整个泻湖的高 SSC 值，主要是在厄尔尼诺年和支流口附近，而在拉尼娜年则观察到相反的模式。因此，帕托斯泻湖被证明是一个动态系统，其中 SSC 主要受较长时间尺度的河流排放控制，并受较短时间尺度的风作用调节。