SER340 - Sensoriamento Remoto dos OceanosEnsaio Terico: Dinmica dos Oceanos

Sandro Klippel

3 de outubro de 2012

A Terra recebe radiao solar na forma de ondas curtas, absorvendo cerca de65% dessa energia e reetindo cerca de 35%, e devolve (emite) radiao na formade ondas longas. Ocorre que a radiao de ondas curtas chega ao planeta de formadesigual, com maior intensidade na regio equatorial e diminuindo em direo aosplos. Entretanto a radiao de ondas longas emitida uniformemente pelo planeta(em unidade de rea), de forma que h um dcit energtico nos plos em relaoas regies tropicais, sendo esse o motor da dinmica da atmosfera e do oceano (Fi-gura 1).

Figura 1: Em mdia, o calor ganho pelos oceanos nas menores latitudes (vermelho nogrco) igual a perda de calor nas altas latitudes (azul no grco). Essa transfernciaocorre pela circulao ocenica e atmosfrica.

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O equilbrio energtico por sua vez atingido atravs da transferncia de calordireta (sensvel) e latente1. O aquecimento desigual do planeta causa a formaode clulas de circulao na atmosfera, onde o ar quente, menos denso eleva-se, for-mando zonas de baixa presso para onde os ventos convergem (Figura 2). Esse mo-vimento desviado para a esquerda no hemisfrio sul e para a direita no hemisfrionorte, resultado do movimento de rotao do planeta, a Fora de Coriolis2.

Figura 2: Modelo de circulao atmosfrica em trs clulas.

A circulao geral de ventos, induz a formao de correntes ocenicas superciaisque por sua vez tambm so desviadas para a esquerda no hemisfrio sul e direita nohemisfrio norte devido a Fora de Coriolis, formando os grandes giros de circulaoocenica (Figura 3).

O empilhamento de guas no contorno oeste das bacias ocenicas devido a essepadro de circulao das correntes ocenicas gera um gradiente de presso que equilibra-

1Na transferncia de calor latente ocorre a mudana de fase da substncia, em oposio ao calorsensvel onde ocorre a variao da temperatura, mas no a mudana no estado de agregao.

2 uma fora aparente que resulta do fato de que todos os movimentos atmosfricos e ocenicosso expressos em coordenadas que giram com o planeta. A direo dessa fora sempre normal adireo do movimento e proporcional a magnitude da velocidade.

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Figura 3: Principais correntes superciais ocenicas induzidas pelo vento.

se com a Fora de Coriolis, induzindo assim um uxo ao longo das linhas de presso,chamado de corrente geostrca3. Esse uxo responsvel pela intensicao dascorrentes de contorno oeste, como a Corrente do Brasil e a Corrente do Golfo. Otransporte de Ekman aquele induzido pela frico do vento, na ausncia de umgradiente de presso, isto com densidade uniforme e uma superfcie horizontal,em balano somente com a Fora de Coriolis. O transporte na camada supercialdo oceano (camada de Ekman) perpendicular a direo do vento, para a esquerdano hemisfrio sul e para a direita no hemisfrio norte, resultado da integrao douxo em diferentes profundidades deetidas em um ngulo de 45o, conhecida comoEspiral de Ekman (Figura 4).

O deslocamento das guas superciais sucedido pela ressurgncia de guas maisprofundas, ricas em nutrientes, que ao chegarem a zona ftica propiciam o aumentoda produtividade primria pelos organismos fotosintetizadores. O aquecimento de-sigual da superfcie terrestre resulta em uma distribuio diferenciada da tempera-tura nos oceanos, assim como da salinidade, esta em decorrncia das diferentes taxasde evaporao e formao de gelo. Assim as guas nos trpicos so mais quentes esalinas do que nos plos (Figura 5).

O maior aquecimento supercial do oceano resulta na formao de uma termo-clina4 permanente nos trpicos, o que confere uma grande estabilidade da colunadgua nessas regies, enquanto nas regies temperadas h formao de uma termo-clina sazonal. A instabilidade da coluna dgua nas regies polares tornam as mesmas

3No uxo geostrco, as guas movem-se ao longo das isbaras, com a alta presso cando aesquerda desse uxo no hemisfrio sul e a direita no hemisfrio norte.

4No perl de temperatura com a profundidade a termoclina demarcada pelo forte gradiente detemperatura.

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Figura 4: Espiral de Ekman e o transporte resultante.

Figura 5: Variao da temperatura e salinidade com a latitude.

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grandes formadoras de massas dgua5 do oceanos, uma vez que o resfriamento, bemcomo a formao de gelo e conseqente liberao de sais, tornam as guas super-ciais mais densas. Essas guas mais densas afundam e do origem a circulao ter-mohalina global, que apesar do lento deslocamento, da ordem de centenas de anos, fundamental para o equilbrio de calor do planeta (Figura 6).

Figura 6: Mapa esquemtico da circulao termohalina. Em roxo, reas de formaodas massas de gua.

No estudo da oceanograa por satlites as diferentes escalas espaciais e tem-porais dos fenmenos oceanogrcos demandam a utilizao de sistemas sensores,ativos e passivos, com resolues espaciais e temporais compatveis, que por sua vezdetectam parmetros como cor, temperatura supercial e topograa do oceano.

5As massas de gua so caracterizadas por valores de salinidade e de temperatura bem denidosque se misturam lentamente com outras massas de gua conforme elas se movimentam. A tem-peratura e a salinidade so propriedades conservativas, ou seja, elas podem ser alteradas somentepor mistura ou adveco. Dessa forma, as massas de gua podem ser identicadas pelos seus parestemperatura-salinidade (T-S)

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