Efeitos das Mudanças Globais Sobre os Estuários.

Transcrição

1 SBPC UFRN - Natal, julho de 2010 Efeitos das Mudanças Globais Sobre os Estuários. Carlos A.F. Schettini Laboratório de Oceanografía Física Instituto de Ciências do Mar Universidade Federal do Ceará Guto.schettini@gmail.com Universidade Federal do Ceará Instituto de Ciências do Mar

2 Conteúdo: 1. O que são mudanças globais? 2. O que são estuários? 3. Como as mudanças globais afetam os estuários?

3 O que são mudanças globais? Mudanças no ambiente global (incluindo alterações no clima, produtividade da terra, oceanos e outros recursos hídricos, química da atmosfera, e sistemas ecológicos) que podem alterar a capacidade da Terra em sustentar vida. Segundo U.S. Global Change Research Act de 1990 Mudanças naturais Mudanças antrópicas Alterações nos fluxos de água, sedimentos, nutrientes

4 CO 2 a partir do ano 1000

5 IGBP = Programa Internacional da Geosfera/Biosfera

6 Agricultura Obras Costeiras Represamento de Rios Irrigação

7 Alteração no balanço hidrológico (global): Descarga fluvial = Precipitação - Evapotranspiração Alteração no ciclo sedimentar (global/bacia): Descarga de sedimentos = Geração - Retenção Geração: ressecamento climático, desmatamento, etc. Retenção: umidecimento climático, represamento, etc. Eventos extremos: concentração do fluxo em curtos períodos!

8 O que são estuários? São ambientes transicionais na interface continente-oceano São corpos de água costeiros que fornecem condições favoráveis de abrigo e transbordo para embarcações O que leva a serem locais muito procurados para o desenvolvimento econômico O que os leva a serem modificados a medida que aumenta as demandas comerciais O que cria muitos conflitos entre desenvolvimento e preservação E etc., etc., etc.,

9 Cameron & Pritchard, 1963 um corpo de água costeiro semi fechado, com uma livre conexão com o mar, dentro do qual ocorre a diluição mensurável da água do mar pela água proveniente da drenagem continental Fairbridge, 1980 um braço de mar que avança continente adentro até onde é observado os efeitos da maré Dionne, 1963 Setores estuarinos: Baixo estuário predominância marinha Médio estuário zona de mistura Alto estuário água doce e efeito das marés

10 BACIA DE DRENAGEM (PRODUÇÃO) - descarga líquida - descarga sólida - lixiviação - efluentes (agric./urb./ind.) ESTUÁRIO Concepção: (TRASNFERÊNCIA/RETENÇÃO) - mistura de águas - sedimentação - ciclagem PLATAFORMA ADJACENTE (SUMIDOURO) - dispersão

11 De maneira geral (muito geral): São longos: km São estreitos: m São rasos: 1 10 m E respondem em uma escala de tempo de horas, semanas, sazonal

12 anos 1000 anos mudanças climáticas 100 anos Escala Temporal 10 anos 1 ano 1 mês 1 sem. meso-escala e escala mais curta e interação física-biologia Processos Estuarinos vórtices e frentes ressurgência costeira Rossby waves El Niño ciclo sazonal variabilidade baroclínica variabilidade em escala de bacia 1 dia marés internas marés de superfície 1 hr ondas internas e movimento inercial 1 min 1 s ondas capilares mistura turbulenta vertical ondas de gravidade superficial processos moleculares 0,1 s mm 1 cm 10 cm 1 m 10 m 100 m 1 km 10 km 100 km 10 km km km Escala Espacial Modificado de: (D. Shelton -

13 E S T U Á R I O Domi nância marin ha Energi a mista Dominância fluv ial Energia Relativa Energia Total Correntes de maré Ondas Correntes flu viais Limite da maré Barras de areia Canal de maré/fluvial Marismas ou manguezais Vale aluvial Baixo Médio Alto Dalrymple et al., 1992

14 Estuário do rio Itajaí-Açu, SC ALTO ESTUÁRIO ~ 70 km MÉDIO ESTUÁRIO BAIXO ESTUÁRIO ITAJAÍ BLUMENAU BALN. CAMBORIÚ

15 Estuário da baía de São José do Ribamar, MA ILHA DE SÃO LUÍS 60 km BAIXO ESTUÁRIO BAÍA DE SÃO MARCOS BAÍA DE SÃO JOSÉ DO RIBAMAR MÉDIO ESTUÁRIO ALTO ESTUÁRIO???

16 Balanço de Massa Princípio da conservação de massa: dois corpos não ocupam o mesmo lugar ao mesmo tempo Se água entra (rio), água tem que sair Verdade para a água, mas não totalmente para sedimentos na escala de tempo de processos estuarinos!

17 Plataforma Adjacente Bacia de Drenagem Estuário do rio Itajaí-Açu rio Itajaí-Mirim Bacia de Drenagem

18 Plataforma Adjacente Ilha de São Luís Baía de São Marcos Mosquitos Coqueiros Baía de São José do Ribamar Toá-Mirim Bacia de Drenagem Bacia de Drenagem

19 Shubel & Carter, 1984: ESTUÁRIOS COMO FILTROS Eficiência filtrante = x 100 Sai Entra Dyer, 1995 >100% Importadores Eficiência Filtrante 100% Exportadores 0% Bem Misturados Parcialmente Misturados Altamente Estratificados Estrutura dinâmica do estuário

20 Determinantes Físicos da Dinâmica Estuarina Morfologia i. Herança geológica e tectonismo ii. Suprimento sedimentar (fluvial e marinho) iii. Energia para distribuição do sedimento iv. Variação do nível médio do mar v. Atividades antrópicas (dragagens, aterros e retificações) vi. Influencia como a maré se propaga no estuário.

21 TEMPO RELATIVO DELTAS RIO DELTAS PLANÍCIES DE MARÉ ESTUÁRIOS LAGOAS PLANÍCIES DE MARÉ PROGRADAÇÃO TRANSGRESSÃO ONDAS LAGOAS MARÉ Dalrymple, 1992 ESTUÁRIO GEOMORFOLÓGICO ESTUÁRIO HIDRODINÂMICO

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23 Classificação fisiográfica de Fairbridge, 1980 (1a) fjörd relevo alto (1b) fjärd soleira rasa relevo baixo (2) ria (3) de planície costeira meandros afogados (4) de barra (5) cego ilha barreira barra efêmera (6) de frente deltáica (7) tectônico relevo alto relevo baixo

24 Descarga Fluvial i. Balanço hidrológico na bacia (Precipitação Evapotranspiração) ii. Tamanho da bacia iii. Climatologia e Meteorologia (sazonalidade vs. eventos) iv. Reservação, irrigação, etc. v. Cobertura e usos do solo vi. Fluxo de empuxo (estratificação) vii. Fornecimento de sedimentos

25 Clima Tropical km 2 ~ 400 m3.s Baía de São José, MA # S. Benedito /03-28,3 m3.s-1 # Nina Rodrigues / m3.s-1 r. Itapecuru r. Munim Precipitação São Luis, MA, # Cantanhede / m3.s-1 Latitude km 50 km 100 km 150 km Longitude

26 Clima Sub-Tropical 1000 Itajaí-Açu, SC. 3-1 Descarga (m s ) r. Itajaí do Norte r. Benedito r. Luís Alves Blumenau Itajaí Oc. Atlântico J F M A M J J A O S N D 230 Brusque r. Itajaí do Oeste Rio do Sul r. Itajaí-Mirim N Florianópolis km 2 ~ 350 m 3 s -1 r. Itajaí do Sul km

27 Marés i. Altura ii. Dominância específica (diurna, mista ou semi-diurna) iii. Ciclo Sinodical (fases da lua) iv. Assimetria v. Componentes (astronômica e meteorológica) vi. Mistura de águas vii. Transporte de sedimentos

28 Altura Período ~ 12: Micro maré h < 2 m Nível (m) Altura Meso maré 2 < h < 4 m Macro maré 4 < h < 6 m -2 Hiper maré h > 6 m Tempo (horas)

29 Dominância Semi-diurna Taperaçu, PA ~ 6 m Tempo (horas) Mista Observem o período e altura!! ~ 1,5 m Tempo (horas) Itajaí-Açu, SC

30 1 Lua minguante Ciclo Sinodical 7 dias 7 dias Sol 2 Lua nova Lua 4 Lua cheia Lua + Sol maré 7 dias 7 dias Caravelas, BA Sizígia Lua crescente 3 1 Quadratura Nível (m) Tempo (dias)

31 Assimetria 3 Taperaçu, PA 2 1 Nível (m) Tempo (horas) - Gera as pororocas!

32 Componente Astronômica e Meteorológica Nível (m) Nível (m) Sinal original Sinal meteorológico Nível (m) Sinal astronômico Tempo (dias) Itajaí-Açu, SC

33 Ondas i. Controle morfológico da desembocadura ii. Redistribuição de sedimentos exportados Desembocadura do São Francisco Desembocadura do Itajaí

34 Ventos i. Mais efetivo em estuários rasos e largos (lagoas costeiras) ii. Produz heterogeneidade lateral iii. Intensifica a mistura vertical iv. Marés Meteorológicas (efeito remoto)

35 Circulação Estuarina RIO Altamente estratificado OCEANO 0 Rio Itajaí-Acú, SC Estuário do rio Itajaí-Açu, SC Profundidade (m) Parcialmente misturado Água marinha Estuário do rio Cubatão Norte, SC 0 Distância da barra (km) Rio Cubatão Norte, SC 0 25 Verticalmente homogêneo Água salobra Água doce Profundidade(m) Distância da Barra (km) Rio Caravelas, BA Estuário de Caravelas, BA Profundidade (m) Distância da Barra (km)

36 Hidrodinâmica vs. taxa de retenção Descarga fluvial induz a estratificação Maré induz a mistura vertical Altamente Estratificado dominância fluvial baixa retenção Parcialmente estratificado descarga fluvial ~ maré alta retenção Bem misturado dominância marinha alta retenção

37 Rio Oceano Altamente estratificado Advecção fluvial Rio Oceano Parcialmente estratificado Circulação gravitacional Rio Oceano Bem misturado Bombeamento de maré

38 Como as mudanças globais afetam os estuários? Tergiversando cada caso é um caso! Função da escala de tempo escala atual (décadas)

39 Descarga fluvial Muda, em função das mudanças climáticas, para mais ou para menos!? (El Niño) Diminui devido a reservação e diversão para agricultura/industria Aumenta devido a regularização (semi-árido, efeito sazonal) Diminui os eventos extremos devido a reservação controle morfológico! Deslocamento do limite da intrusão salina para montante -Salinização de mananciais -Alteração das comunidades vegetais

40 Descarga sólida (sedimentos) Diminui devido a reservação (atualmente, 30%) -Retração da linha de costa -Problemas com erosão em área habitadas Aumenta devido a agricultura (atualmente, 2x > do que a 2000 anos) -Torna as zonas costeiras mais lamosas -Diminui a produção primária -Prejudica o turismo Aumenta devido a eventos extremos

41 Morfologia Assoreamento diminuição dos picos de cheia predominância do bombeamento da maré sobre a descarga importação de sedimentos da plataforma aumento da assimetria de maré maior mistura vertical Aprofundamento e retificação atividade portuária aumento da estratificação Controle morfodinâmico da desembocadura -Mudança do regime de ventos mudança do regime de ondas -Eventos extremos (ondas e/ou descarga) mudanças abruptas

42 Sumário: 1. Mudanças globais alteram os fluxos de água e sedimento que chegam nos estuários; 2. Estuários são ambientes dinâmicos e respondem às mudanças globais em função das suas características específicas, naturais e/ou antrópicas, em escalas curtas de tempo; 3. Ainda conhecemos muito poucos sobre as mudanças globais e as resposta dos estuários a estas

43 Obrigado!