Para entender como o meio físico interage com os organismos marinhos, pode-se recorrer ao uso da modelagem biofísica, combinando modelos biológicos com modelos de circulação oceânica. O início da vida de muitas espécies de organismos marinhos envolve as fases de ovo e larva que se desenvolvem na coluna d’água e são transportados pelas correntes marinhas. Este processo é responsável pela dispersão das espécies e contribui para a manutenção das populações, contribuindo para a sua resiliência frente às mudanças climáticas.

Os modelos biofísicos integram informações sobre transporte, crescimento, comportamento, mortalidade e assentamento de ovos e larvas, com base em campos tridimensionais dinâmicos das componentes físicas do oceano (por exemplo, velocidade, temperatura, densidade) fornecidos por modelos hidrodinâmicos e biogeoquímicos, acoplados ou não. Estes modelos permitem análises exploratórias e teste de hipóteses para o estudo de recrutamento de populações de peixes marinhos.

Geralmente, os modelos biológicos consideram o transporte como um processo lagrangeano e simulam o movimento de indivíduos como se fossem partículas (com nenhuma ou pouca capacidade natatória). Estes modelos usam informações das correntes e condições ambientais gerados por modelos de circulação oceânica, permitindo testar hipóteses sobre como estes organismos se dispersam, assim como estimar o potencial de sobrevivência e a conectividade de unidades de conservação marinhas.

O LOA tem desenvolvido teses e dissertações relativas ao tema desde 2009 e publicado artigos científicos sobre o efeito do oceano na dispersão de espécies de lagosta, peixes recifais e na reprodução da sardinha brasileira. Atualmente, estamos desenvolvendo pesquisa sobre a conectividade demográfica de peixes recifais entre Unidades de Conservação Marinha e os potenciais efeitos das mudanças climáticas. Há também estudos pioneiros sobre o mapeamento de estruturas Lagrangianas coerentes na Corrente do Brasil, a intensificação do ciclo hidrológico na Amazônia e a dispersão de espécies invasoras como o coral-sol.