Oceanografia Física. Ciências Geofísicas (estudo da Terra aplicando as leis da Física) Oceanografia (estudo dos Oceanos) Meteorologia e Climatologia
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- Maria Machado Caldas
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1 Ciências Geofísicas (estudo da Terra aplicando as leis da Física) Geofísica Interna Oceanografia Física Meteorologia e Climatologia Oceanografia (estudo dos Oceanos) Oceanografia Geológica Oceanografia Biológica Oceanografia Química
2 O Oceano como um sistema físico e o seu papel no ciclo hidrológico O Oceano é um sistema físico que interage com os outros sistema que integram o grande sistema que é o Planeta. Interacção do Oceano com a Atmosfera e processos físicos no Oceano
3 O ciclo hidrológico, mostrando os movimentos anuais de água através do ciclo (números a negro) e a quantidade de água acumulada em cada reservatório (números a azul). Todas as quantidades estão em kg (10 15 kg de água 10 3 km 3 ). (adaptado de Open Univ. Course Team, 1989) Reservatório Percentagem do total Profundidade da esfera (m) Oceanos Calotes polares e gelo Água no solo Rios e lagos Atmosfera A quantidade de água nos diversos reservatórios, em termos da percentagem do total e em termos de profundidade se toda o conteúdo se espalhasse pela Terra. (adaptado de Stowe, 1979)
4 Porque se movem as águas do Oceano? Energia solar Rotação da Terra Contribuição da energia solar: Circulação atmosférica ventos Causa: aquecimento diferencial da atmosfera Variações de temperatura Causa: fluxos de calor através da interface ar-água Variações de salinidade Causas: precipitação e evaporação; transições de fase ar-gelo Circulação induzida pelo vento Variações espaciais da densidade da água Circulação termohalina
5 Contribuição da rotação da Terra: Efeito da força de Coriolis, porque a Terra curva para os pólos. Resultado: os movimentos são deformados para a direita no H.N. E para a esquerda no H. S. (a) Um projéctil lançado para Norte a partir do equador move-se para Leste tal omo a Terra e para Norte com a velocidade de disparo. (b) Trajectória do projéctil relativamente à Terra. No tempo T1 o projéctil moveu-se para M1 e a Terra para G1. No tempo T2 o projéctil moveu-se para M2 e a Terra para G2. Há depleção causa pela força de Coriolis, maior para maiores latitudes. A roda da bicicleta não roda no Equador, mas vai rodando no sentido dos ponteiros do relógio relativamente à Terra, cada vez com maior velocidade à medida que se aproxima do pólo.
6 No estudo da dinâmica dos movimentos do Oceano utilizam-se as seguintes leis: Conservação da massa; Conservação da energia; 1ª Lei de Newton (se nenhuma força actua um corpo ele não muda o seu estado de movimento); 2ª Lei de Newton (a taxa de variação de quantidade de movimento de um corpo é directamente proporcional à resultante das forças que actuam o corpo); 3ª Lei de Newton (quando uma força actua num corpo há uma força igual e oposta a actuar noutro corpo); Conservação do momento angular; Lei da gravitação universal de Newton..
7 Principais forças a considerar no estudo dos movimentos no Oceano: Directas, que causam o movimento: Atracção gravitacional (Sol e Lua); Tensão do vento (pode ser tangencial - atrito, ou normal - pressão); Força do gradiente horizontal de pressão; Pressão atmosférica (1mb faz variar a superfície do oceano em cerca de 1cm); Sísmicas (resultam do movimento do fundo marinho); Indirectas, que resultam do movimento: Força de Coriolis (surge devido à rotação da Terra); Forças de atrito (opõem-se ao movimento e fazem dissipar energia mecânica convertendo-a em energia térmica);
8 Os movimentos podem ser classificados de acordo com as forças que os originam: Circulação termohalina - resulta da variação da densidade numa região limitada, de modo que a acção diferencial da gravidade gera movimento relativo; Circulação induzida pelo vento - correntes nas camadas superficiais, ondas de superfície e afloramento de águas da sub-superfície (upwelling); Correntes de maré - essencialmente horizontais, consequência directa da Lei de Atracção Gravitacional; Tsunamis - resultam de forças aplicadas junto ao fundo devido a movimentos da crusta submarina; Movimentos turbulentos: resultam da tensão de corte, ou seja, dos gradientes de velocidade, por vezes junto das fronteiras do oceano; Movimentos diversos: ondas internas, ondas de inércia, ondas planetárias de Rossby, etc..
9 As diferentes escalas na Circulação dos Oceanos Circulação de larga escala
10 Exemplo da circulação de mesoescala: Afloramento costeiro, filamentos, vórtices, correntes e contracorrentes costeiras, etc.
11 Exemplo da circulação de pequena escala: hidrodinâmica costeira. Ondas, correntes costeiras induzidas pelas ondas, Interacção entre o escoamento e o fundo, pequenos vórtices, algumas ondas internas, etc.
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