Universidade Federal do Paraná Setor de Ciências da Terra Departamento de Geomática PRINCIPAIS MOVIMENTOS DA TERRA Prof. Dr Carlos Aurélio Nadal
Tópicos Movimento de rotação Movimento de translação Marés 2
Movimento de Rotação da Terra Movimento intrínseco em torno de um eixo imaginário. Duração 24h siderais O interior do planeta movimenta-se junto com a crosta? Conseqüência do movimento: dia e noite 3
Pn W E Ps 4
Qual a prova física da rotação? Pendulo de Focault Movimento aparente das estrelas 5
PENDULO DE FOCAULT Focault - 1851 Panthéon de Paris - 67m) 6
Movimento de translação da Terra A órbita da Terra em torno do Sol é uma elipse com o Sol ocupando um dos focos A órbita da Terra é um plano A Terra percorre a eclíptica em 365 dias 5 horas e 48 minutos Eclíptica é o local do espaço onde ocorrem os eclipses. 7
Órbita eliptica 8
Eclipse da Lua e do Sol 9
Elementos da Esfera Celeste 10
Pn Movimento do Sol na eclíptica O Sol desloca-se de oeste para leste Q Q sagitário Ps 21/12 solstício de verão 11
Pn Q Q Ps 12
Equinócio de outono Pn = ponto vernal ou ponto Aries Q Q 22/03 Passagem pelo ponto vernal peixes Ps 13
Pn Q Q Ps 14
Pn Q Q Ps 15
Pn gêmeos Q Q Ps 21/06 Solstício de inverno 16
Pn Q Q Ps 17
Pn Q Q Ps 18
virgem Pn Q Q Ps 21/09 Equinócio de primavera 19
Pn Q Q Ps 20
Pn Q Q Ps 21
w=23 o 27 Pn Resulta no movimento Anual aparente do sol Elíptica Q w Q Ps 21/12 solstício de verão 22
Constelações Zoodiacais Pn Q Q Ps 23
Localização do ponto vernal 24
Posições ocupadas pela Terra na Esfera celeste 25
A Terra se desloca 360 o em 365 dias 26
Estações do ano obliqüidade da eclíptica 27
28
Globo Terrestre 29
Pn Os movimentos dos Planetas é próximo a eclíptica Q Q Ps Saturno Jupiter Marte Venus Sol 30
Planos orbitais dos planetas 31
Terra 6 meses depois Comprovação do movimento de translação da Terra Terra Paralaxe trigonométrica EFEITO DA PARALAXE Ângulo Paralático grande Ângulo Paralático pequeno 32
MARÉS Movimento periódico de massas na Terra oriundo da atração luni-solar A maré ocasionada pelos planetas é de pequena intensidade (desprezível) Marés oceâncias e marés terrestres 33
Lei da Gravitação Universal Cada objeto no universo atrai outro objeto com a força aplicada ao longo da linha que une os centros dos dois objetos, que é proporcional ao produto das massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa os dois objetos. m 1 m 2 r F g = G r 2 m 1 m 2 F g é a força gravitacional, G é a constante da gravitação, m é a massa dos objetos e r a distância que os separa 34
Principio das marés P N Lua C q F 2 2 c C F c C 1 q F 1 Plano da eclíptica P S 35
Neste diagrama nota-se que F 1 a força exercida pela Lua no ponto 1 é maior que a força F c exercida no centro (c ) da Terra, uma vez que pela Lei da da atração gravitacional, a força é diretamente proporcional às massas dos corpos e inversamente proporcional a distância que os separa. Por este mesmo motivo a força exercida no centro F c é maior que a força exercida no ponto 2, F 2. Marés 36
A força centrifuga C é proporcional a massa e a velocidade, e, portanto é constante nos três pontos analisados. Lua N P N Plano da eclíptica R 1V R 1 R 2H q 2 c w 1 q R 1H R 2 R 2V P S S R 1 e R 2 estão direcionadas para fora do bulbo na direção da eclíptica. R 1H e R 2H são as componentes segundo o equador terrestre, e R 1V e R 2V segundo uma paralela ao eixo de rotação da Terra. R 1H e R 2H tendem a deformar a seção transversal da Terra abrindo-a ocasionando o fenômeno denominado de força de maré. 37
Lunações Polimento Convexo Minguante Polimento Minguante Luz Solar CHEIA NOVA Quarto crescente Crescente Quarto Crescente Período: 29 dias 38
Posições relativas: Sol, Lua e Terra Lua Sol Maré de Quadratura Terra Maré de Sizígia 39
MARÉ DE SIZIGIA E MARÉ DE QUADRATURA As forças de atração da Lua e do Sol se somam duas vezes em cada lunação (intervalo de tempo entre duas conjunções ou oposições da Lua, cujo valor, em dias médios, é 29,530588 dias), por ocasião da Lua Nova e da Lua Cheia, produzindo marés de sizígia, com preamares (PM) muito altas e baixa mares (BM) muito baixas. 40
ELEMENTOS DA MARÉ 12h PREAMAR (PM): Maior altura que alcançam as águas em uma oscilação; igual a h PM e acontece nos instantes tc e t i. BAIXA-MAR (BM): Menor altura que alcançam as águas em uma oscilação; igual a h BM e ocorre no instante t e. 41
AMPLITUDE DA MARÉ: Distância vertical entre uma PM e uma BM consecutivas, igual a h PM h BM. NÍVEL MÉDIO (NM): Valor médio em torno do qual a maré oscila. Para uma determinada oscilação é h NM = (h PM + h BM)/2; para um período longo, equivale ao nível em que permaneceria o mar se não existissem as marés. 42
ENCHENTE: Intervalo de tempo durante o qual o nível do mar se eleva; duração da enchente= t i t e. VAZANTE: Intervalo de tempo durante o qual o nível do mar baixa; duração da vazante = t e t c. 43
NÍVEL DE REDUÇÃO (NR): Nível a que são referidas as alturas das águas e as sondagens representadas nas Cartas Náuticas; é o zero do eixo vertical. Como o NR (nível de redução) adotado pela DHN é normalmente o nível médio das baixa-mares de sizígia (MLWS), geralmente se encontram maiores profundidades que as sondagens lançadas na carta; entretanto, por ocasião das BM de sizígia, podem ser encontradas profundidades menores que as constantes da carta. 44
CICLO DA MARÉ:Período de tempo entre uma PM e a BM que se lhe segue. ALTURA DA MARÉ: Distância vertical entre o nível do mar em um determinado instante e o nível de redução (plano de referência que constitui a origem de contagem das profundidades e das alturas da maré). ESTOFO DA MARÉ: Período durante o qual o nível do mar fica praticamente estacionado; pode ser estofo de enchente (t d t b) ou de vazante (t g t f). 45
Marégrafos Unidade coletora Radio emissor Unidade de Calibração Monitor Recepção UHF Monitor Linha telefônica Codificador com flutuador Transdutor Tubo Controlador de processo Nível de maré Flutuador ultra-sons 46
GPS Cálculo de séries Altitudes ortométricas Ajustes instrumentais Referenciais dos Marégrafos Referencias Locais Nível do mar Geóide Nivel médio do mar Zero Hidrográfico Sistema WGS-84 47
PLANOS DE REFERÊNCIA 48
Nível Médio das Marés (MTL ou MEAN TIDE LEVEL ): valor médio de um certo número de PM e BM. Normalmente, são observados 18,6 anos, resultando no Geóide. No Brasil é adotado o marégrafo do Porto de Imbituba-SC como origem ou datum. MHWS ( MEAN HIGH WATER SPRINGS ): média das PM de sizígia ou altura da PM média de sizígia. Altura média, deduzida de uma longa série de observações, das alturas das PM de sizígia MHWN ( MEAN HIGH WATER NEAPS ) média das PM de quadratura ou altura da PM média de quadratura. Altura média, deduzida de uma longa série de observações, das alturas das PM de quadratura. MHW ( MEAN HIGH WATER ) Média das PM ou altura da PM média, isto é, altura média, deduzida de uma longa série de observações, das alturas de todas as PM. Prof. Prof. Dr. Dr. Carlos Aurélio Nadal Nadal 49
Altura da maré Cota vertical NR nível do mar, em um determinado instante. MLWN ( MEAN LOW WATER NEAPS ) média das BM de quadratura ou altura da BM média de quadratura, isto é, altura média, deduzida de uma longa série de observações, das alturas das BM de quadratura. MLW ( MEAN LOW WATER ) média das baixa mares ou altura da BM média, isto é, altura média, deduzida de uma longa série de observações, das alturas de todas as BM. MLWS ( MEAN LOW WATER SPRINGS ) média das BM de sizígia ou altura da BM média de sizígia, isto é, altura média, deduzida de uma longa série de observações, das alturas das BM de sizígia. É o nível adotado pela DHN como Nível de Redução (NR) nas Cartas Náuticas brasileiras. 50
Sondagem ou profundidade cartografada distância vertical do NR ao fundo do mar, em um determinado local. Profundidade real em um determinado instante (ou profundidade do local no instante considerado): soma da sondagem com a altura da maré no instante considerado. Altitude ortométrica Distância vertical entre o ponto considerado e o geóide. Altitude elipsoidal ou geométrica: distância vertical entre o ponto e o elipsóide adotado (fornecida pelo GPS). Altura de um objeto: distância vertical entre o seu tope e a sua base (ou o terreno que a circunda). 51
Utilização das marés na navegação 52
Exemplo de carta náutica (Porto Seguro a Cabralia) Isóbata 5,0m Profundidade 4,20m 53
TÁBUAS DAS MARÉS FORNECIDAS PELA DIRETORIA DE HIDROGRAFIA E NAVEGAÇÃO -contêm as previsões das marés de 51 portos (43 nacionais e 8 estrangeiros), 2 ilhas oceânicas, 2 ilhas costeiras, 4 barras, 1 fundeadouro e 1 trapiche. -cabeçalho da tábua para cada porto: posição geográfica da estação maregráfica, fuso horário local, a sigla da instituição responsável pelas observações (primeira sigla à esquerda), o número de componentes harmônicas utilizadas na previsão, o valor do nível médio (NM) sobre o nível de redução (NR) e o número da carta de maior escala. 54
Componentes Harmônicas São as ondas sinusoidais com freqüência determinada pelo efeito exclusivo da ação de forças astronômicas e que compõem a onda de maré. Nível de Redução (NR) Plano de referência ao qual todas as profundidades cartografadas estão relacionadas. É definido, segundo a Organização Hidrográfica Internacional, como "um plano tão baixo que a maré, em condições normais, não fique abaixo dele". Alturas da Maré As alturas das marés geradas através da previsão harmônica são referidas ao nível de redução (NR) adotado para a confecção das cartas citadas para os diversos portos e barras. 55
BARRA DO PORTO DE PARANAGUÁ - CANAL DA GALHETA (ESTADO DO PARANÁ) Latitude: 25º34',3S Longitude: 048º19',1W Fuso: +03.0 Ano: 2005 Instituição: APPA 44 Componentes Nível Médio: 0.79 Carta: 1821 Lua Dia Hora Alt.(m) QUA 02/03/05 07:28 1.0 11:47 0.5 19:00 1.1 23:06 0.6 QUI 03/03/05 02:24 0.9 05:56 0.7 08:51 0.8 12:56 0.6 20:17 1.0 56
MARÉS TERRESTRES Afeta a crosta terrestre Amplitude pequena (<1cm) 57