Distribution of skipjack in the Pacific Ocean, based on records of incidental catches of the Japanese longline tuna fishery

ENGLISH: All available longline data on skipjack captured in the Pacific Ocean by Japanese research vessels (1949-1965) and from incidental skipjack catches by Japanese commercial vessels (1956-1964) were analyzed. As skipjack are not specifically sought by longline vessels, the data are limited. Considering this it was found that: longline gear captures skipjack of wider size-range and is more selective for larger skipjack than conventional fishing methods, i.e. pole-and-line and purse-seine; skipjack are widely and almost continuously distributed across the Pacific; throughout the year average hook-rates are greater in the southeastern Pacific than in the northwestern Pacific; areas of high hook-rate shift south during the second and third quarters and north during the first and fourth quarters; in the western Pacific the north-south range of the catch distribution was greatest in the first and fourth quarters; skipjack hook-rates are relatively high in the northwestern Pacific east of Japan only during the first and fourth quarters; the highest hook-rates were recorded in extensive areas along the equator (from lO°N to 20°8 between approximately 155°W-100°W); generally more skipjack were captured by research longline gear in water temperature ranges approaching both the upper and lower temperature limits of skipjack distribution (18-21C and 26-28C), than is the case in surface skipjack fisheries; tentative comparisons of longline skipjack catch distributions with Pacific current systems, suggests low skipjack abundance in both North Pacific Central and North Pacific Equatorial water; the sex ratio was 95 males : 63 females in a small sample of skipjack examined; longlines capture skipjack of three, and possibly more, age groups; in skipjack size-composition samples studied, the smaller modal group (65 cm) observed in January-March in the northwestern Pacific (1600E-180oE and 20oN-45°N) corresponds in size to the larger modal group appearing in the late-summer surface fishery off the Izu-Bonin Islands southeast of Japan, and also compares in modal size to the skipjack taken in the Hawaiian fishery in spring time; the analysis of skipjack catches by hook position on the longline and by death-rate studies, indicates that part of the catch is made while the gear is in motion near the surface, and a lesser part of the catch is made when the gear is stabilized at a depth of 70 to 140 m. A brief discussion is given, in the light of new information presented, on several hypotheses by other authors concerning the population structure and migration of skipjack in the Pacific Ocean. SPANISH: Se analizaron todos los datos disponibles de la pesca con palangre de barriletes capturados en el Océano Pacífico por barcos japoneses de investigación (1949-1965) y por las capturas incidentales de los barcos comerciales japoneses (1956-1964). Como los barcos palangreros específicamente, no persiguen al barrilete, los datos son limitados. Considerando ésto, se encontró: que el arte palangrero obtiene barriletes con una distribución más amplia de tallas, y es más selectivo en cuanto a los barriletes de mayor talla, que los métodos convencionales de pesca, Le. cañas de pescar y redes de cerco; el barrilete se encuentra amplia y casi continuamente distribuido a través del Pacífico; en todo el año, las tasas promedio de captura por anzuelo son superiores en el Pacífico sudoriental que las del Pacífico noroeste; las áreas con una tasa alta de captura por anzuelo, se cambian hacia el sur durante los trimestres segundo y tercero, y durante los trimestres primero y cuarto hacia el norte; en el Pacífico occidental la amplitud de la distribución de captura norte-sur, fue superior en los trimestres primero y cuarto; las tasas de captura por anzuelo de barrilete, son relativamente altas en el Pacífico noroeste al este del Japón, únicamente durante los trimestres primero y cuarto; las tasas de captura por anzuelo más altas fueron registradas en extensas áreas a lo largo del ecuador (desde los 10°N hasta los 20°S, aproximadamente entre los 155°W-100°W) ; generalmente las artes palangreras de investigación capturaron más barrilete en aguas en las que la temperatura se aproximaba a los límites más altos o bajos de la temperatura en la distribución del barrilete (18-21 C y 26-28 C), que en el caso de la pesca superficial de barrilete; las comparaciones tentativas de la captura de barrilete con palangre, con el sistema de las corrientes del Pacífico, sugieren una abundancia inferior de barrilete tanto en las aguas del Pacífico central del norte como en las del Pacífico ecuatorial del norte; la proporcíon sexual examinada en una pequeña muestra de barriletes, fue de 95 machos y 63 hembras; los palangreros capturan barriletes de tres grupos de edad y posiblemente de más; en las muestras estudiadas de la composición de las tallas de barrilete, el grupo modal más pequeño (65 cm), observado en enero-marzo en el Pacífico noroeste (160 0E-180° y 20 oN-45°N), corresponde en talla al grupo modal más grande que aparece en la pesca de superficie a fines del verano frente a las Islas Izu-Bonín al sudeste del Japón, y se compara también con la talla modal del barrilete obtenido en la pesca hawaiana en la época de primavera; el análisis de las capturas de barrilete por medio del estudio de la posición de los anzuelos en el palangre y por la tasa de mortalidad, indica que parte de la captura se efectúa cuando el equipo está en movimiento cerca a la superficie y una parte inferior de la captura se realiza, cuando las artes se estabilizan a una profundidad de 70 a 140 m. Se ofrece una breve discusión sobre varias hipótesis de otros autores, en vista de la nueva información presentada referente a la estructura poblacional y a la migración del barrilete en el Océano Pacífico. (PDF contains 100 pages.)

Variations in year-class strength and estimates of the catchability coefficient of yellowfin tuna, Thunnus albacares, in the Eastern Pacific Ocean

ENGLISH: Year-class composition of catch, virtual population size and yearclass strength were determined from serial samples of size composition of catches and catch records. Murphy's Solution to the catch equation, which is free from the effects caused by changes in fishing pressure, was used to estimate year-class strength, i.e. the total population of fish age 3/4 years. The resultant estimates indicated that the X55, X56, X57, X62 and X63 year classes were above average and the X58, X59, X60, X61 and X64 year classes were below average. The year-class designation refers to the year of actual entry or presumed year of entry into the commercial fishery (at approximately 1 year of age). The strongest and poorest year classes were the X57 and X61 classes, respectively. The ratio of the strongest to the weakest year class was 2.6. This amount of variation is small compared to that found for other species of fish. It was found that the relationship between stock size and yearclass strength is of no value in predicting year-class strength. As a by-product of the analysis, estimates of the catchability coefficients (qN) of the age groups in the fishery were obtained, These estimates were found to vary with age and time. Age-two fish apparently showed the greatest vulnerability to fishing gear, followed by ages three and one, respectively. The average estimate of the catchability coefficient in weight was calculated and found to compare favorably with Schaefer's estimate. The influence of sea-surface water temperature upon year-class strength was investigated to determine whether the latter can be predicted from a knowledge of sea-surface temperatures prevailing during and following spawning. No correlation was evident. SPANISH: La composición de la clase anual en la captura, el tamaño de la población virtual y la fuerza de clase anual, fueron determinados según una serie de muestras de la composición de tamaño de las capturas y de los registros de captura. La Solución de Murphy de la ecuación de captura, que está libre de los efectos causados por los cambios de la presión de pesca, fue usada para estimar la fuerza de la clase anual, i.e. la población total de peces de 3/4 años. Las estimaciones resultantes indican que las clases anuales X55, X56, X57, X62 y X63 fueron superiores al promedio y que las clases anuales X58, X59, X60, X61 y X64 fueron inferiores al promedio. La designación de la clase anual se refiere al año actual de entrada o al año supuesto de entrada en la pesca comercial (aproximadamente a la edad de 1 año). Las clases anuales más fuertes y más pobres fueron la X57 y X61 respectivamente. La razón de la clase anual más fuerte en relación a la más débil fue 2.6. Esta cantidad de variación es pequeña comparada con la encontrada para otras especies de peces. Se encontró que la relación entre en tamaño del stock y la fuerza de la clase anual no tiene valor en predecir la fuerza de la clase anual. Se obtuvieron estimaciones de los coeficientes de capturabilidad (qN) de los grupos de edad en la pesquería como un producto derivado del análisis. Se encontraron que estas estimaciones variaron con la edad y tiempo. Los peces de edad dos aparentemente presentaron la vulnerabilidad más grande en relación al arte pesquero, seguidos por las edades tres y una, respectivamente. La estimación promedio del coeficiente de capturabilidad en peso fue calculada y se encontró que podía compararse favorablemente con la estimación de Schaefer. La influencia de la temperatura del agua superficial del mar sobre la fuerza de la clase anual fue investigada para determinar si se podía predecir esta última según el conocimíento de las temperaturas superficiales del mar prevalecientes durante el desove y después de éste. No hubo correlación evidente. (PDF contains 44 pages.)

On the physical and biological oceanography near the entrance of the Gulf of California, October 1966-August 1967

ENGLISH: A study of the temporal and spatial distribution of larval tunas and the concomitant oceanic conditions was made in cooperation with the Direccion General de Pesca e Industrias Conexas of Mexico. Field work consisted of eight hydrographic cruises made from October 1966 through August 1967 near the entrance of the Gulf of California. From January through April, surface currents were southerly at velocities up to 20 cm/sec; currents in June were variable in direction and mostly less than 10 cm/sec; by August the surface current was northerly at 10-15 cm/sec. Surface winds were usually secondary to the distribution of mass as an influence on the surface circulation. Currents at 100 m were generally similar in direction to those at the surface, but the water moved more slowly. Between the surface and 100 m, southbound currents crossed the entrance of the Gulf at velocities of 5-10 cm/sec during January and April, forming frontal boundaries with the California Current water, which often occurred south of the entrance. From April to August, the median concentration of surface chlorophyll a increased from 0.65 to 0.97 mg/m3, while the median productivity increased from 5.6 mgC/m3/day in April to 17.8 mgC/m3/day in June before returning to 2.6 mgC/m3/day in August. Primary productivity was closely correlated with the concentration of surface chlorophyll a. Productivity was generally higher in the vicinity of the Gulf than that found for water in the open Pacific. Productivity was highest near Islas Las Tres Marias and second highest near Cabo San Lucas, both locations of local upwelling. The standing crop of phytoplankton was shown to be subjected to progressively heavier grazing pressure in the spring and summer by zooplankton. SPANISH: Un estudio de la distribución temporal y espacial de las larvas de atún y de las condiciones oceánicas concomitantes fue realizado en cooperación con la Dirección General de Pesca e Industrias Conexas de México. El trabajo experimental consistió en ocho cruceros hidrográficos realizados desde octubre 1966 hasta agosto 1967, cerca a la entrada del Golfo de California. De enero a abril, las corrientes superficiales fueron meridionales alcanzando velocidades hasta de 20 cm/seg; las corrientes en junio fueron variables en dirección y la mayoría con una velocidad de menos de 10 cm/seg; en agosto la corriente superficial fue septentrional a 10-15 cm/seg, Los vientos superficiales fueron por lo común secundarios a la dístríbucíón de la masa, como una influencia de la circulación superficial. Las corrientes a 100 m fueron generalmente similares en dirección a las de la superficie, pero el agua se movió más lentamente. Entre la superficie y los 100 m, las corrientes que se dirigen hacia el sur cruzaron la entrada del Golfo a velocidades de 5-10 cm/seg durante enero y abril formando límites frontales con el agua de la Corriente de California, que apareció a menudo al sur de la entrada. De abril a agosto, la concentración media de la clorofila a superficial aumentó de 0.65 a 0.97 mg/m3, mientras que la productividad mediana aumentó de 5.6 mgC/m3/día en abril hasta 17.8 mgC/m3/día en junio antes de regresar a 2.6 mgC/m3/día en agosto. La productividad primaria se correlacionó estrechamente con la concentración de clorofila a superficial. La productividad fue generalmente más alta en la vecindad del Golfo que aquella encontrada en el agua de alta mar del Pacífico. La productividad fue más alta cerca a las Islas Tres Marías, y el segundo máximo fue cerca al Cabo San Lucas, ambas localidades de afloramiento local. Se indicó que la reserva permanente de fitoplancton estaba sujeta por el zooplancton a una fuerta presión progresiva de apacentamiento en la primavera y el verano. (PDF contains 116 pages.)

The distribution, abundance, and ecology of larval tunas from the entrance to the Gulf of California

ENGLISH: This study is based on collections of larvae of Thunnus albacares, Euthynnus llneatus, and Auxis sp. obtained from surface and oblique net tows made during seven cruises, each along a comparable track in the entrance of the Gulf of California and each during a different month. Concomitant measurements of surface temperature, salinity, and zooplankton were made at each of the plankton stations. The catches of larval Auxis sp. were examined by analysis of variance techniques to determine which environmental features were associated with the spawning of this tuna as indicated by the distribution of larvae and to gain some insight into the behavior of the larvae themselves. The testing indicated that the spawning of Auxis sp. varied significantly among the different months of the cruises. The testing also indicated that if the larvae were capable of avoiding the sampling apparatus, this ability was not related to features associated with time of day such as light conditions. The analysis did not detect any change in the vertical distribution of the larvae among the months of the experiment. It was concluded that the larvae did not exhibit a diel vertical movement. The measurements of temperature, salinity, and zooplankton volumes were treated as covariates in the analysis. The surface temperature proved to be a highly important factor in explaining the distribution of larvae, but salinity and zooplankton volumes were not. Catches of Thunnus albaeares and Euthynnus lineatus were rare during the course of the study; these are discussed in qualitative terms with respect to the time of the year and the surface temperature. The distribution of larval tunas in the area of study was compared with the distribution of surface water masses. It appeared that these masses had no influence per se on the distribution of larvae. SPANISH: Este estudio está basado en las recolecciones de larvas de Thunnus albacares, Eutbynnus lineatus, y Auxis sp. obtenidas según los arrastres superficiales y oblicuos de la red, realizados durante siete cruceros, cada uno a la entrada del Golfo de California a lo largo de un derrotero comparable, y cada uno durante distintos meses. Las mediciones correspondientes de la temperatura superficial, salinidad y de zooplancton se realizaron en cada una de las estaciones de plancton. Las capturas de larvas Auxís sp. fueron examinadas mediante el análisis de la varianza para determinar cuales características ambientales se encontraban asociadas con el desove de este atún según lo indicaba la distribución de las larvas, y para obtener alguna idea del comportamiento de las larvas en sí mismas. Las pruebas indicaron que el desove de Auxis sp. varió significativamente entre los diferentes meses de los cruceros; indicaron también que si las larvas eran capaces de evitar el aparato de muestreo, esta habilidad no se relacionaba a las características asociadas con la hora del día de acuerdo a las condiciones de luz. El análisis no demostró ningún cambio en la distribución vertical de las larvas durante los meses del experimento. Se determinó que las larvas no exhiben un movimiento vertical diario. Las mediciones de temperatura, salinidad, y de los volúmenes de zooplancton fueron tratadas como covariables en el análisis. La temperatura superficial demostró ser un factor altamente importante en la explicación de la distribución de las larvas, pero la salinidad y los volúmenes de zooplancton no lo fueron. Las capturas de Thunnus albacares y Eutbynnus lineatus fueron pocas durante el curso de este estudio; éstas se discuten en términos cualitativos respecto a la época del año y a la temperatura superficial. La distribución de los atunes larvales en el área de estudio fue comparada con la distribución de las masas superficiales de agua. Parece que estas masas no tienen influencia per se en la distribución de las larvas. (PDF contains 40 pages.)

Sea surface temperature and the distribution and apparent abundance of skipjack (Katsuwonus pelamis) in the Eastern Pacific Ocean, 1951-1968

ENGLISH: Isograms of sea surface temperature (OC) have been produced for 1949-1968 for the areas of the eastern Pacific Ocean in which the majority of the skipjack catch is taken. These are in the immediate coastal zone, California (35° N) to Chile (20 0 S), and the Revillagigedo and Galapagos Islands groups. Skipjack occurrence and apparent abundance (as CSDF, i.e., catch per standard days fishing, standardized in purse-seiner units) for 1951-1968 were then superimposed on the surface temperature isograms. Results show that skipjack occur at surface temperatures> 17° C but with the majority between 20°-30° C. Apparent abundance at CSDF > 1 ton/day is normally Iimited to 20°29° C water, except in two areas in certain years; from the Gulf of Tehuantepec to Cape Mala rates of 1-9 tons/day are relatively common at 29°-30° C, and off Chimbote (Peru) occasionally >9 tons/day are recorded down to 18° C. As expected there were no apparent relationships between annual thermal conditions in the coastal zone and skipjack abundance (total catch or indices of abundance) in the same or 2 subsequent years. An Appendix to the report determines the quantitative relationships between surface temperature and skipjack abundance in relatively small areal strata in Baja California waters in 1955 and 1958. Relationships generally appeared significant and opposite in these years when temperatures were respectively anomalously cold and warm. SPANISH: Se han producido isogramas de la temperatura de la superficie del mar (OC) para 1949-1968 correspondientes a las áreas del Océano Pacífico oriental en donde se obtiene la mayor parte de la captura de barrilete. Estas se encuentran ubicadas en la zona costanera inmediata, desde California (35°N) hasta Chile (200S) y en las Islas Revillagigedo y Galápagos. La ocurrencia de barrilete y su abundancia aparente (expresada como CDSP standardizada en unidades de cerqueros) para 1951-1968 fueron luego superpuestas en los isogramas de la temperatura superficial. Los resultados demuestran que el barrilete aparece en temperaturas superficiales de > 17°C pero la mayoría entre los 20°C-30°C. La abundancia aparente de la CDSP > 1 tonelada/día se limita normalmente a aguas de 20°-29°C, excepto en dos áreas en ciertos años; desde el Golfo de Tehuantepec a Cabo Mala las tasas de 1-9 toneladas/día son relativamente comunes en los 29°-30°C, y frente a Chimbote (Perú) se registran ocasionalmente> 9 toneladas/día a una temperatura tan fría como de 18°C. Como era de esperarse no existió una relación aparente entre las condiciones térmicas anuales de la zona costanera y la abundancia del barrilete (captura total o índices de abundancia) en el mismo año o en los 2 años siguientes. Un Apéndice del informe determina la relación cuantitativa entre la temperatura superficial y la abundancia del barrilete en un estrato de áreas relativamente pequeño en las aguas de Baja California en 1955 y 1968. Las relaciones generalmente aparecieron significativas y opuestas en esos años cuando las temperaturas fueron respectivamente anómalamente frías y calientes. (PDF contains 53 pages.)

On the climatology, oceanography and fisheries of the Panama Bight

ENGLISH: Seasonal changes in the climatology, oceanography and fisheries of the Panama Bight are determined mainly by the latitudinal movements of the ITCZ over the region. Evaporation is about 980 mm annually. Rainfall is probably much less than previous estimates because of a discontinuity in the ITCZ. Freshwater runoff from the northern watershed varies from 22 X 109 m3/mo in October-November to 11 X 109 m3/mo in February-March; from the southeastern watershed it varies from 16 X 109 m3/mo in April-June to 9 X 109 m3/mo in October-December. Total annual runoff is about 350 X 109m3. A marked salinity front is found at all seasons off the eastern shore. In the northern part of the Bight temperatures in the upper layers remained fairly constant from May to November; by February the mean temperature had decreased by 4°C and sharp gradients existed in the geographic distributions. Salinities in the upper layers decreased steadily from May to November; by February the mean salinity had increased by 2.5‰. The mean depth of the mixed layer increased from 27 m in May to 40 m in November; by February upwelling decreased it to 18 m. Between November and February upwelling had doubled the amount of P04-P and tripled that of NO3-N in the euphotic zone; surface phytoplankton production and standing crop, and zooplankton concentrations also doubled during this period. Upwelling was about 1.5 m/mo during May-November and about 9.0 m/mo during November-February, the annual total is about 48 m, Mean primary production is about 0.3 gC/m2day during May-December and about 0.6 gC/m2day during January-April; annual production is about 140 gC/m2. A thermal ridge occurred in February running from the northern to the southwestern part of the Bight. Within this ridge was a marked thermal dome coinciding with the center of the cyclonic circulation cell. Upwelling in the dome averaged 16 m/mo in November-February. The fisheries of the Panama Bight annually produce about 30,000 metric tons of food species and about 68,000 m.t. of species used for reduction. Most attempts to further the understanding of tuna ecology were unsuccessful. The apparent abundances of yellowfin and skipjack in the northern part of the Bight appear to be related to the seasonal cycle of upwelling and enrichment, as abundances are greatest in April and May when food appears to be plentiful. The life-cycle of the anchoveta in the Gulf of Panama also appears to be related to upwelling; the species mass varies from about 39,000 m.t. in December to about 169,000 m.t, in April. About 19.1 X 1012 anchoveta eggs are spawned annually. The life-cycles of shrimp in the Panama Bight appear to be related to upwelling as catches are greatest in May-July, about 3-5 months after peak upwelling, and annual catches are inversely correlated with sea level. SPANISH: Los cambios estacionales en la climatología, oceanografía y pesquerías del Panamá Bight están determinados principalmente por el movimiento latitudinal sobre la región de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT). La evaporación es de unos 980 mm al año. La pluviosidad es probablemente muy inferior a las estimaciones previas a causa de la descontinuidad en la ZCIT. El drenaje de agua dulce, de la vertiente septentrional, varía de 22 x 109m3/mes en octubre-noviembre hasta 11 x 109m3/mes en febreromarzo; el de la vertiente sudeste varía de 16 x 109m3/mes en abril-junio a 9 x 109m3/mes en octubre-diciembre. El drenaje total, anual, es alrededor de 350 x 109m3. En todas las estaciones frente al litoral oriental se encuentra un frente de salinidad marcada. En la parte septentrional del Bight las temperaturas en las capas superiores permanecieron más bien constantes de mayo a noviembre; en febrero la temperatura media había disminuido en unos 4°C y existieron gradientes agudos en las distribuciones geográficas. Las salinidades en las capas superiores disminuyeron constantemente de mayo a noviembre; en febrero la salinidad media había aumentado en 2.5‰. La profundidad media de la capa mixta aumentó de 27 m en mayo a 40 m en noviembre; en febrero el afloramiento disminuyó el espesor de la capa mixta hasta 18 m. Entre noviembre y febrero el afloramiento había duplicado la cantidad de PO4-P y triplicado la de NO3-N en la zona eufótica; la producción superficial de fitoplancton y la biomasa primaria y las concentraciones de zooplancton también se duplicaron durante este período. El afloramiento era cerca de 1.5 mimes durante mayo-noviembre y de unos 9.0 mimes durante noviembre-febrero, el total anual es de unos 48 m. La producción media primaria es aproximadamente de 0.3 gC/m2 al día durante mayo-diciembre y cerca de 0.6 gC/m2 al día durante enero-abril; la producción anual es de unos 140 gC/m2. En febrero apareció una convexidad termal que se extendió de la parte norte a la parte sudoeste del Bight. Dentro de esta convexidad se encontró un domo termal marcado el cual coincidió con el centro de la circulación ciclonal de la célula. El afloramiento en el domo tuvo un promedio de 16 mimes en noviembre-febrero. Las pesquerías del Panamá Bight producen anualmente de cerca 30,000 toneladas métricas de especies alimenticias y unas 68,000 t.m. de especies usadas para la reducción. La mayoría de los esfuerzos realizados con el fin de adquirir más conocimiento sobre la ecología del atún no tuvo éxito. La abundancia aparente del atún aleta amarilla y del barrilete en la parte septentrional del Bight parece estar relacionada con el ciclo estacional del afloramiento y del enriquecimiento, ya que la abundancia mayor en abril y mayo cuando parece que hay abundancia es de alimento. El ciclo de vida de la anchoveta en el Golfo de Panamá parece también que está relacionada al afloramiento. La masa de la especie varía de unas 39,000 t.m. en diciembre a cerca de 169,000 t.m. en abril. Aproximadamente 19.1 x 1012 huevos de anchoveta son desovados anualmente. Los ciclos de vida del camarón en el Panamá Bight parecen estar relacionados con el afloramiento ya que las capturas son superiores en mayo-julio, unos 3-5 meses después del ápice del afloramiento, y las capturas anuales se correlacionan inversamente con el nivel del mar. (PDF contains 340 pages.)

The El Nino of 1972-1973 in the Eastern Tropical Pacific Ocean

ENGLISH: Beginning in February 1972 the usual seasonal cooling of the surface water of the eastern Pacific Ocean in the region of the Peru Current and along the equator failed to develop. By July tropical coastal and equatorial island stations and ships crossing the equator were recording sea-surface temperatures which were 6° to 8°F (3.3°-4.4°C) above the long-term mean. The anomalies spread over most of the eastern tropical Pacific and westward into the central equatorial Pacific through September. During October surface temperatures at coastal stations along South America were returning to normal, but in November and December 1972 temperatures rose rapidly again, with a near-record temperature anomaly of 8.1°F (4.2°C) above the long-term mean recorded at Puerto Chieama, Peru (7°42'S-79°27'W). After January 1973 sea-surface temperatures began returning to normal over most of the eastern tropical Pacific, and by March 1973 the El Nino had completed its cycle. Monthly sea-surface temperature anomalies over the eastern tropical Pacific are discussed to show the extent and magnitude of warming. Annual temperature profiles at several South American coastal and equatorial island stations are compared with temperature profiles for the 1957-1958 and 1965 EI Nino years. Characteristics of the temperature anomaly profiles at Puerto Chicama during several very warm years for the 1925-1972 period are also compared. Finally, meteorological factors contributing to a relaxation of the southeast trade winds and to the decreased unwilling along the coast of South America in 1972-1973 are examined. SPANISH: A comienzos de febrero de 1972, no se registró el enfriamiento común estacional del agua superficial del Océano Pacífico oriental en la región de la Corriente del Perú y a lo largo del ecuador. En julio las estaciones tropicales, costeras y de las islas ecuatoriales, y los barcos que cruzaban la linea ecuatorial registraron temperaturas superficiales del mar de 6° a 8°F (3.3°-4.4°C) más altas que la media a largo plazo. Las anomalías se esparcieron sobre la mayoría del Pacífico oriental tropical, y al oeste en el Pacífico central ecuatorial. En octubre, las temperaturas superficiales de las estaciones costaneras a lo largo de Sudamérica volvieron a la normalidad, pero en noviembre y diciembre de 1972, las temperaturas de nuevo ascendieron rápidamente con una anomalía de temperatura que alcanzó 8.1°F (4.2°C) sobre la media a largo plazo registrada en Puerto Chicama, Perú (7°42'S-79°27'W). Después de enero 1973 las temperaturas de la superficie del mar volvieron rápidamente a la normalidad en la mayoría del Pacífico oriental tropical y en marzo de 1973 el Niño había completado su ciclo. Se discuten las anomalías mensuales de las temperaturas de la superficie del mar en el Pacífico oriental tropical para indicar la extensión y magnitud del calentamiento. Los perfiles anuales de temperatura en varias estaciones costeras y de las islas ecuatoriales sudamericanas se comparan con los perfiles de temperatura de los años en que ocurrió el Niño en 1957-1958 y 1965. Se comparan también las características de los perfiles de las anomalías de temperatura en Puerto Chicama durante varios años muy cálidos para el período de 1925-1972. Finalmente, se examinan los factores meteorológicos que contribuyen al debilitamiento de los vientos alisios del sudeste y a la reducción del afloramiento a lo largo de la costa sudamericana en 1972-1973. (PDF contains 48 pages.)

Oceanographic, meteorological, satellite and aircraft observations for project Little Window 2: May 1971

ENGLISH: In May 1971, a joint united states - Mexican experiment, Project Little Window 2, (LW-2) involving data collected by satellite, aircraft and ship sensors was made in the southern part of the Gulf of California. LW-2 was planned as an improved and enlarged version of LW-l (conducted the previous year; Stevenson and Miller, 1971) with field work scheduled to be made within a 200 by 200 km square region in the Gulf of California. The purposes of the new field study were to determine through coordinated measurements from ships, aircraft and satellites, the utility of weather satellites to measure surface temperature features of the ocean from space and specifically to evaluate the high resolution infrared sensors aboard N~ 1, ITOS 1 and NIMBUS 4 and to estimate the magnitude of the atmospheric correction factors needed to bring the data from the spacecraft sensors into agreement with surface measurements. Due to technical problems during LW-2, however, useful data could not be obtained from ITOS 1 and NIMBUS 4 so satellite information from only NOAA-1 was available for comparison. In addition, a new purpose was added, i.e., to determine the feasibility of using an Automatic picture Transmission (APT) receiver on shore and at sea to obtain good quality infrared data for the local region. SPANISH: En mayo 1971, los Estados Unidos y México realizaron un experimento en conjunto, Proyecto Little Window 2 (LW-2), en el que se incluyen datos obtenidos mediante captadores de satélites, aviones y barcos en la parte meridional del Golfo de California. Se planeó LW-2 para mejorar y ampliar el proyecto de LW-l (conducido el año anterior; Stevenson y Miller, 1971), realizándose el trabajo experimental en una región de 200 por 200 km cuadrados, en el Golfo de California. El objeto de este nuevo estudio experimental fue determinar mediante reconocimientos coordinados de barcos, aviones y satélites la conveniencia de los satélites meteorológicos para averiguar las características de la temperatura superficial del océano desde el espacio, y especialmente, evaluar los captadores infrarrojos de alta resolución a bordo de NOAA 1, ITOS 1 Y NIMBUS 4, y estimar la magnitud de los factores de corrección atmosféricos necesarios para corregir los datos de los captadores espaciales para que concuerden con los registros de la superficie. Sin embargo, debido a problemas técnicos durante LW-2, no fue posible obtener datos adecuados de ITOS 1 y NIMBUS 4, as1 que solo se pudo disponer de la información de NOAA 1 para hacer las comparaciones. Además se quiso determinar la posibilidad de usar un receptor de Trasmisión Automático de Fotografias (APT) en el mar para obtener datos infarojos de buena calidad en la región local. (PDF contains 525 pages.)

Deep tissue fluorescence imaging with time-reversed light

Advances in optical techniques have enabled many breakthroughs in biology and medicine. However, light scattering by biological tissues remains a great obstacle, restricting the use of optical methods to thin ex vivo sections or superficial layers in vivo. In this thesis, we present two related methods that overcome the optical depth limit—digital time reversal of ultrasound encoded light (digital TRUE) and time reversal of variance-encoded light (TROVE). These two techniques share the same principle of using acousto-optic beacons for time reversal optical focusing within highly scattering media, like biological tissues. Ultrasound, unlike light, is not significantly scattered in soft biological tissues, allowing for ultrasound focusing. In addition, a fraction of the scattered optical wavefront that passes through the ultrasound focus gets frequency-shifted via the acousto-optic effect, essentially creating a virtual source of frequency-shifted light within the tissue. The scattered ultrasound-tagged wavefront can be selectively measured outside the tissue and time-reversed to converge at the location of the ultrasound focus, enabling optical focusing within deep tissues. In digital TRUE, we time reverse ultrasound-tagged light with an optoelectronic time reversal device (the digital optical phase conjugate mirror, DOPC). The use of the DOPC enables high optical gain, allowing for high intensity optical focusing and focal fluorescence imaging in thick tissues at a lateral resolution of 36 µm by 52 µm. The resolution of the TRUE approach is fundamentally limited to that of the wavelength of ultrasound. The ultrasound focus (~ tens of microns wide) usually contains hundreds to thousands of optical modes, such that the scattered wavefront measured is a linear combination of the contributions of all these optical modes. In TROVE, we make use of our ability to digitally record, analyze and manipulate the scattered wavefront to demix the contributions of these spatial modes using variance encoding. In essence, we encode each spatial mode inside the scattering sample with a unique variance, allowing us to computationally derive the time reversal wavefront that corresponds to a single optical mode. In doing so, we uncouple the system resolution from the size of the ultrasound focus, demonstrating optical focusing and imaging between highly diffusing samples at an unprecedented, speckle-scale lateral resolution of ~ 5 µm. Our methods open up the possibility of fully exploiting the prowess and versatility of biomedical optics in deep tissues.

Origem e composição da matéria orgânica sedimentar na margem continental próximo a Cabo Frio (RJ), porção sul da Bacia de Campos, costa sudeste do Brasil

Lipídios como marcadores moleculares (ácidos graxos, esterois e n- alcoois) e COT foram analisados em 48 amostras de sedimento superficial (0-2 cm) em dois períodos (inverno de 2008/2009 e verão de 2009) ao longo de 12 isóbatas em 2 transectos (25 a 3000 m) na principal região de ressurgência da costa sudeste do Brasil, onde a influência do aporte fluvial é mínima. O objetivo foi (i) avaliar as fontes, transporte e regiões de acúmulo da matéria orgânica (MO) (ii) identificar a fração da MO potencialmente disponível para os orgânismos bentônicos. Este estudo faz parte do Projeto Habitats Heterogeneidade Ambiental da Bacia de Campos coordenado pelo CENPES/PETROBRAS. Lipídios derivados da produção primária (0.058 - 3.1 mg gCOT-1) e secundária (0.015 - 2.2 mg gCOT-1) representaram a maior fração da MO sedimentar, enquanto lipídios derivados de fontes alóctonas (0.043 - 0.40 mg gCOT-1) e bactérias (<0.01 - 0.43 mg gCOT-1) foram menos representativos. O padrão de transporte e acúmulo da MO no sedimento depende da associação entre fatores físicos (hidrodinâmicos) e biológicos (resposta a ressurgência), e não é influenciado sazonalmente como observado em dados prévios na mesma região. Verificou-se que regiões restritas da plataforma continental apresentam acúmulo de MO lábil e esse material é exportado para regiões do talude (400 a 1000 m de profundidade), o que representa uma fonte importante de MO biodisponível para a comunidade bentônica desta região.

Síntese e caracterização de copolímeros à base de poli(metacrilato de metila) e divinilbenzeno com propriedades magnéticas

Nesta dissertação, foram sintetizados copolímeros à base de poli(metacrilato de metila) (PMMA), divinilbenzeno (DVB) com propriedades magnéticas pela técnica de polimerização em suspensão. O material utilizado para conferir propriedade magnética foi o ferro. Foi estudada a influência das variáveis reacionais para a formação de microesferas (ordem de adição das fases orgânica e aquosa e a dispersão do ferro antes e após a pré-polimerização), o efeito da concentração de ferro adicionado na polimerização, a influência da razão molar MMA/DVB na formação do copolímero, o efeito do tipo de agente de suspensão e a velocidade de agitação para a síntese dos copolímeros. Os copolímeros foram caracterizados quanto à morfologia, estabilidade térmica, teor de ferro incorporado, distribuição de tamanho de partículas, propriedades magnéticas, área superficial, volume e tamanho de poros. As análises de propriedades magnéticas mostraram que os materiais obtidos não apresentaram ciclos de histerese, estando assim próximos de um material com propriedades superparamagnéticas, com magnetização de saturação entre 8,0 e 13,0 emu/g. Os copolímeros sintetizados com velocidade de agitação 500 RPM, temperaturade 90 C, tempo de polimerização de 24h, monômeros MMA/DVB 50/50 (% molar); razão volumétrica fase orgânica/fase aquosa 1/3, diluente heptano, grau de diluição 100% apresentaram melhor controle morfológico, melhor magnetização de saturação, tamanho de partículas menores e maior tamanho de poros

Remoção de compostos sulfurados e nitrogenados de diesel hidrotratado por adsorção em argila, alumina e sílica-alumina, impregnadas com metais de transição

Na matriz energética brasileira, o óleo diesel tem lugar de destaque, porém ainda é comercializado com teores de compostos sulfurados e nitrogenados considerados altos para as legislações ambientais que entrarão em vigor nos próximos anos. Tradicionalmente, a remoção desses compostos de enxofre de correntes de petróleo é realizada por processos de hidrotratamento (HDT). No entanto, devido as características do diesel brasileiro, se faz necessária maior severidade para atingir as novas especificações dos combustíveis. Isto implica em investimentos e custos operacionais crescentes para atender a demanda que se instala. Neste contexto, a adsorção está sendo estudada para a purificação da corrente de óleo diesel oriunda da etapa de hidrotratamento como polimento final para alcançar as especificações mais exigentes. Sabe-se que os adsorventes comerciais apresentam limitações na remoção destes contaminantes e uma alternativa que tem se mostrado promissora é a incorporação de metais de transição na estrutura do sólido. No presente trabalho foram modificados adsorventes comerciais, tais como aluminas, sílica-aluminas e argilas pela introdução dos elementos níquel, colbalto e molibdênio e testado o desempenho dessas modificações frente à adsorção de compostos sulfurados e nitrogenados presentes em um diesel hidrotratado. Foram feitas caracterizações químicas, físicas, texturais e morfológicas dos sólidos com e sem incorporação de metais de transição na estrutura original. Os experimentos de adsorção foram realizados a 40C. Avaliando todos os sólidos, o adsorvente que mostrou o melhor desempenho na remoção de compostos sulfurados e nitrogenados por massa de adsorvente foi a sílica-alumina sem modificações, que foi capaz de remover em torno de 90% de compostos nitrogenados e 55 % de sulfurados para 2 g de sólido / 10 mL de diesel. Para os materiais modificados, observou-se que a incorporação dos metais de transição ocasionou redução da sua área superficial e do volume total de poros. Desta maneira, os efeitos esperados pelas interações entre o sítios metálicos e os compostos de nitrogênio e enxofre foram reduzidos

Síntese, caracterização e avaliação de materiais poliméricos com propriedades bactericidas

Nesta dissertação, foram preparados materiais poliméricos com atividade bactericida a partir de copolímeros de estireno (Sty) e divinilbenzeno (DVB) e de celulose bacteriana. Três copolímeros à base de Sty e DVB foram sintetizados através da técnica de polimerização em suspensão aquosa. Os copolímeros foram preparados com diferentes estruturas porosas, por meio da variação da composição do sistema diluente. Um copolímero comercial macrorreticulado, Amberlite XAD4, de elevada área superficial, também foi usado neste estudo com o objetivo de comparar sua estrutura polimérica e seu desempenho com o dos copolímeros sintetizados. Os copolímeros de Sty-DVB foram caracterizados por meio da densidade aparente, área específica, diâmetro médio de poros, volume de poros, microscopias ótica e eletrônica de varredura, grau de inchamento, espectrometria de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica e análise elementar. Os copolímeros de Sty-DVB foram modificados quimicamente através da reação de nitração, seguida da reação de redução do grupo nitro a amino e posterior reação de diazotação e hidrólise do grupo sal de diazônio. Os copolímeros modificados contendo os grupos NH2 e OH foram utilizados como suporte para a ancoragem das nanopartículas de prata. As partículas de prata foram obtidas pela redução dos íons Ag+ empregando-se cloridrato de hidroxilamina como redutor e PVP como protetor de colóide. O teor de prata impregnada foi determinado pelo método volumétrico. A celulose bacteriana (BC) foi empregada como uma matriz para impregnação de nanopartículas de prata. Membranas de BC foram impregnadas com solução aquosa de AgNO3, a seguir foi realizada a redução dos íons Ag+ com três diferentes agentes redutores (hidrazina, hidroxilamina e ácido ascórbico) empregando ou não protetor de colóide (PVP ou gelatina). As membranas de BC/Ag0 obtidas foram caracterizadas por difração de raios-X, análise termogravimétrica e microscopia eletrônica de varredura. A capacidade bactericida dos copolímeros de Sty-DVB, dos copolímeros funcionalizados e impregnados com prata e das membranas de BC/Ag0 foi avaliada através do método da contagem em placa contra suspensões de Escherichia coli, em diferentes concentrações (103 a 107 células/mL). Foi observado que os copolímeros de origem e os copolímeros modificados contendo os grupos NO2 e NH2 não apresentaram atividade bactericida contra suspensões de E. coli em nenhuma concentração. Por outro lado, os copolímeros modificados contendo o grupo OH apresentaram alguma atividade bactericida, embora abaixo do esperado devido à baixa incorporação de hidroxilas fenólicas. Os copolímeros modificados impregnados com Ag apresentaram maior ação bactericida do que os copolímeros modificados, o que comprova que a ação bactericida é devida às partículas de prata ancoradas nos copolímeros. Os copolímeros modificados contendo o grupo OH impregnados com Ag mesmo possuindo menores teores de prata apresentaram maior ação bactericida do que os copolímeros modificados contendo o grupo NH2 impregnados com Ag. A maior ação bactericida pode ser atribuída à combinação da atividade bactericida das partículas de prata com a atividade dos grupos hidroxilas fenólicas mesmo que estes grupos estejam pouco incorporados nos copolímeros. Os compósitos de BC/Ag0 exibiram atividade bactericida contra E. coli que foi atribuída à ação das nanoparticulas de prata obtidas quando foi empregada a hidroxilamina como agente redutor e a gelatina como protetor de colóide

Monitoramento do agrotóxico mancozeb no solo em diferentes sistemas de plantios de tomate

O presente trabalho tem por objetivo monitorar o agrotóxico Mancozeb no solo em diferentes sistemas de plantios de tomate utilizando a metodologia de decomposição dos ditiocarbamatos (DTCs) com geração de dissulfeto de carbono (CS2). Este método é amplamente utilizado na determinação dos resíduos de DTCs em alimentos, tendo sido adaptado para trabalhar com amostras de solo artificiais e reais. O método foi avaliado utilizando amostras contaminadas artificialmente a partir de uma amostra de solo controle, proveniente da Amazônia. A contaminação foi realizada com uma solução de campo (2 g.L-1 em água) do agrotóxico Manzate 800 (Mancozeb). A partir do momento em que foram determinadas as condições ideais de operação do método de decomposição dos DTCs, analisou-se o teor de Mancozeb em amostras reais, provenientes de uma área cultivada com tomate, no Município de São José de Ubá (RJ), sob sistemas de Plantios Convencional, Mínimo e Direto. Foi possível constatar a presença de teores de Mancozeb nas amostras reais de solo em estudo, coletadas nas profundidades 0 - 5 cm; 5 - 10 cm; 10 - 20 cm e 20 - 40 cm. Os resultados mostraram que os solos provenientes dos sistemas convencional e mínimo apresentaram, na camada superficial, um teor de Mancozeb de (7,44 mg.kg-1 e 5,70 mg.kg-1) superior ao obtido no sistema direto, que apresentou teores de (1,14 mg.kg-1 e 1,95 mg.kg-1) de Mancozeb

Deposición de carbono en las superficies de películas delgadas de Fe sumergidas en tolueno en condiciones ambientales

Las nanoestructuras han sido muy estudiadas debido a su importancia en aplicaciones tecnológicas y biomédicas, como por ejemplo el recubrimiento de los sensores y biosensores. Estas necesitan ser recubiertas para su protección y/o funcionalización. Un estudio sobre las superficies de nanopartículas magnéticas y esféricas (MNPs) de Fe y Ni reveló que el tolueno actúa como catalizador de reacciones de condensación de los componentes aromáticos formando estructuras gigantes, policíclicas e irregulares, creando así una especie de recubrimiento de carbono. También se ha estudiado la posibilidad de formar recubrimientos con carbono en películas de hierro y permalloy (FeNi) en tiempos largos de tratamiento de 1 año. En el presente trabajo, debido a los resultados anteriores para las películas delgadas de hierro, se ha estudiado el desarrollo del proceso de deposición del grafeno defectuoso a temperatura ambiente, sobre las superficies de las películas delgadas de hierro en periodos de entre unos días hasta medio año aproximadamente. Se ha hecho un estudio en función del tiempo de inmersión en tolueno de las propiedades estructurales y magnéticas de las películas de hierro depositadas sobre vidrio. Las películas de hierro han sido preparadas por el método de pulverización catódica y después sumergidas en tolueno. Las técnicas utilizadas para la caracterización estructural han sido, la difracción de Rayos-X, los estudios de microscopia electrónica de barrido (SEM) y la perfilómetría. La caracterización magnética se ha hecho con un magnetómetro de Kerr (MOKE) y un magnetómetro vibrante (VSM). Las muestras cristalizaban en el sistema cúbico FCC del grupo espacial Fm-3m, con parámetro de celda de 3.5922Ǻ. El tamaño de dominio coherente para los índices de Miller (110) ha ido aumentando a lo largo del tratamiento. Para el índice de Miller (211) el tamaño de dominio coherente ha disminuido. Este comportamiento se explica tendiendo en cuenta el modelo propuesto en la literatura científica del proceso de formación de las estructuras de grafeno defectuoso. El análisis de las imágenes de SEM y los correspondientes datos de la emisión de Rayos-X han confirmado la presencia del carbono en la superficie. La cantidad del carbono en la superficie de las películas de hierro aumenta con el incremento del tiempo de inmersión en tolueno. Ha sido posible detectar la presencia del carbono en la superficie después de 9 días de inmersión (por lo tanto, el proceso de las estructuras policíclicas e irregulares es relativamente rápido). La deposición del carbono no resulta en una formación de estructura uniforme, así que cuanto más largo es el tratamiento, más complicadas son las estructuras. Como resultado del tratamiento superficial durante aproximadamente medio año, se observa un aumento de rugosidad de un micrómetro aproximadamente. La diferencia entre las medidas de MOKE y VSM para el campo coercitivo y la remanencia, se explica teniendo en cuenta el proceso de oxidación de la superficie y la interacción de algunas partes de la película de hierro con el tolueno, que pueden causar la relajación de las tensiones. La imanación de saturación obtenida para las películas después del tiempo de tratamiento de 135 días es de 192 emu por gramo. La disminución de la imanación de saturación es debida a la oxidación de las películas por el contacto con la atmósfera y el tolueno. En un cálculo aproximado se ha llegado a la conclusión que dicha capa tiene un espesor de 50 nm, repartida en dos capas de 25 nm. De todo lo anterior y de la base de análisis de las propiedades estructurales y magnéticas de las películas delgadas de hierro sumergidas en tolueno para hacer el tratamiento superficial a temperatura ambiente, se concluye, que las estructuras policíclicas e irregulares de grafeno defectuoso se forman relativamente rápido. El tratamiento con el tolueno no causa muchos cambios en la estructura y en las propiedades magnéticas, se trata de procesos superficiales. La modificación in situ de películas de hierro en tolueno, puede ser candidato a método de protección y funcionalización de los sensores magnéticos.