Oceanografia Física Descritiva - Água e Salinidade

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
INSTITUTO OCEANOGRÁFICO
NOTASDEA ULA
IOF - 201- FUNDAlVIENTOS DE OCEANOGRAFIA FÍSICA
IOF - 1202- OCEANOGRAFIA FÍSICA DESCRITIVA
Profa. SueliSusanadeGodoi
CAPÍTULO 3 - ÁGUA E SALINIDADE
IOF - 201- FundamentosdeOceanografiaFísica /IOF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva
Agua eSalínidade
Profa. Sueli Susana de Godoi
Agua eSalinidade
3. ÁGUA E SALINIDADE
Os itensqueseseguemsãobaseadosnasseguintesreferências.
Miranda(1998), Pickard&Emery(1990);TheOpenUniversity- OceanCirculation(1995);
TheOpenUniversity- Semvater: its composition,propertiesandbehaviour(1995).
3.1 Introdução
3.2 ConservaçãodeVolume
3.3 Ciclo hidrológico
3.4 Sahnidade
3.5 Distribuiçõeshorizontaise verticaisdesalinidade
3.6 Variaçõestemporaisdo campodesalinidade
3.7 ConservaçãodeSal
3.1.- INTRODUÇÃO
3.1.1- PropriedadesdaÁgua Pura
Muitasdascaracterísticasdo oceanopodemseratribuídasanaturezadaprópriaágua.
A Tabela3.1-1mostraaspropriedadesfísicasanômalasdaágualíquida.
Composiçãodaáguapura:
- doisíonsdehidrogêniocarregadospositivamenteeumíondeoxigêniocarregadonegativamente.
A águaé ordenadacomoumamoléculapolartendoladospositivose negativos.Istoresultadevido
a diferençana eletronegatividade( propriedadeselétricas) entreos átomosde oxigênioe
hidrogênio.O ânguloentreos limitesinter-atômicoséde 105graus(Fig. 3.1-1).
Característicasdestapolaridademolecular:
- faz comquea águatenhaumaconstantedielétricaalta( habilidadede resistira um campo
elétrico- substânciaqueisoh.ta eletricidade);
- a águaéeficienteemdissolvermaissubstânciasquequalqueroutrofluido.
razão: há formaçãodepontesdevidoa polaridadeda molécula,isto é, a naturezapolardas
moléculasmotiva-aaformarcadeias- polímero- agregadomolecular(acimade8 moléculas)
IOF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- AguaeSalinidade
Prola. Sueli Susanade Gadoi
TABELA 3.1-1 PROPRIEDADES ANÔMALAS FÍSICAS DA ÁGUA LÍQUIDA
[lhe OpenUniversity- Secm;ater:its composition... , 1995]
Property
specific heat
(=4.18x IQ3Jkg-10C-1)
latent heat of fusion
(=3.33x }O5Jkg-1)
latent heat of
evaporation
(=2_25x 106Jkg-l)
thermal expansion
surface tension
(=7.2X 109Nm-')*
dissolving power
dielectric constant**
(=87 at O°C, 80 at
20°C)
electrolytic dissociation
transparency
conduction of heat
molecu!ar viscosity
(=1O-3Nsm-Z)*
Comparison with other substances
highestof ali solids and liquids except
liquid NH3
highestexceptNH3
highestof ali substances
temperatureof maximum density
decreaseswith increasingsalinity; for pure
water it is at 4°C
highestof aIlliquids
in generaldissolvesmore substancesand
in greaterquantities than any other Iiquid
pure water has the highestof allliquids
exceptHzOz and HCN
very small
relatively great
highestof aIlliquids
less than mostother liquids at comparable
temperature
Importance in physicaVbiological environment
preventsextreme ranges in temperature; heat transfer
by water movements is very large; tends to maintain
uniform body temperatures
thermostaticeffect at freezing point due to the
absorption or release of latent heat
large latent heat of evaporation is extremely important
in heatand water transfer within the atmosphere
freshwater and dilute seawaterhave their maximum
density at temperatures above the freezing point; the
maximum density of normal seawater is at the freezing
point
important in the physiology of the ceIl; contrais
certain surface phenomena and the formation and
behaviour of drops
obvious implications in both physical and biological
phenomena
of utmost importance in the behaviour of inorganic
dissolved substancesbecauseof the resulting high
dissociation
a neutral substance,yet containsboth H+ and OH-
ions
absorption of radiant energy is large in infrared and
ultraviolet; in the visible portion of the energy
spectrum there is relatively little selective absorption,
hence pure water is 'colourless' in smaIl amounts;
characteristic absorption important in physical and
biological phenomena
although important on a small scale, as in living cells,
the molecular processes are far outweighed by
turbulent diffusion
ftows readily to equalize pressure differences
•N=Newton=unitofforceinkgms-2.
"Measure of theability to keepopposítelychargedionsin solutionapartfromooeanather.
Notesto Table1.1
1 Latentheatis theamountaf heatrequiredto meItunitmassof a substanceat theme1tingpoiol.
2 Specificheatis theamouotof heatrequiredtoraisethetemperatureof unitmassof a substancebyonedegree.
) Surfacetensionís a measureaf the'strength'of theliquidsurfaceandhenceof the'durability'af dropsandbubbles.(SeeSectian2.2.1.)
4 Viscosityís a measureaf resistancetodistortían(i.e. flow)of a fluidoThe greatertheviscosity,thelessreadilywill thefluidflow (motoroil
ismoreviscousthanwater).
TABELA 3.1-2 DENSIDADE DA ÁGUA PURA EI\J DJFERENIES TEMPERATURAS
[The Open University- Semvater:its composition... , 1995]
Temperature (0C) StateDensity(kgm -3)
-2
solid917.2
O
solid917.0
O
Iiquid999.84 Iiquid
1000.0
10 liquid
999.7
25 liquid
997.1
\
Figura 3.1-1 Diagramaesquemáticoda moléculadeágua.Estaé eletricamentepolarizada.
O ladodooxigêniocalTegaumapequenacarganegativa;o ladodo hidrogêniocarregauma
pequenacargapositiva.O ânguloentre os limitesimer-atômicoséde 105graus.
[ 'lhe Open University- Seawater:fts composition... , 1995]
o 10 20 30
dissolved salt content (g kg- I)
40
Figura 3.1-2 Temperaturasdopontodecongelamentoefusão e densidademáximadaágua
líquidaemfunçãodoconteÚdodossaisdissolvidos.
[ TheOpcn Universíty- ,)'eawater:its composition 1995]
ÁguaeSalinidade
- qualquerelementoquevenhaa romperessaspontessesolubiliza,ouseja,qualquerelemento
commaiorpoderpolarizantepoderomperesseagregado,porexemplo,sódiooucloreto.
- estapropriedadeexplicaa abundânciadeíonsno oceano,o queresultaemsuacaracterística
salgada.
Consequência: asdiferençasdaspropriedadesfisicasdaáguapuraeáguadomarsãodevidasaos
saisdissolvidosnaáguadomar.
Um pontoanotaréqueasolubilidadedaáguapodeserafetadapelatemperatura,masisto nãoé
generalizado.Por exemplo,o CloretodeSódio,comoprincipalcomponentedaáguadomar,é
poucomodificado;nasseguintestemperaturasascorrespondentessolubilidadessão:
T(OC)
O
10
20
30
S ( gramasdesolutopor 100gramasdeágua)
35,7
35,8
36,0
36,3
Entretanto,a solubilidadedoCarbonatodeCálciodiminuicomo aumentodatemperatura.
Comomencionado,a naturezapolardasmoléculasdeáguamotiva-aa formarcadeiascomo
polímero.Umacertaquantidadedeenergiauneestasmoléculas,o queexplicaahabilidadedos
oceanosemabsorverenergiatérmica,aqualétransportadapelascorrentes.
Importânciadesteaspecto:desempenhaumpapelimportante,maspoucoentendido,nainteração
oceano/ atmosferaenadeterminaçãodoclimaglobal.
Aquecimentodaágua:
Assimque,atemperaturadaáguapuralíquidaéelevadaacimade O°C, aenergiadasmoléculas
aumenta,impedindoa tendênciade formar,parcialmente,gruposordenados.Moléculas
individuaispodem,então,seagruparmaisjuntamente,ocupandomenosespaçoeaumentandoa
densidadedaágua.Entretanto,umaposteriorelevaçãodatemperaturaconferemaisenergiaàs
IOF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- Água eSalinidade
Profa. Sueli Susana de Godoi
2
AguaeSalinidade
moléculase a distânciaentreelasaumenta,o queresultaemumdecréscimodadensidade.Em
temperaturasentre O o C e 4 o C predominao "efeitoordenado",enquantoemmaiores
temperaturasaexpansãotermalémaisimportante.
Consequência: a combinaçãodestesefeitos,expansãoe contração,resultanaáguapurauma
densidademáximaem4o C ( Tabela3.1-2).Umpontoanotaréque,estatemperaturaencontra-se
acimadatemperaturadeseupontodecongelamento.Na águadomar,essesefeitosmoleculares
sãosupermascaradospelapresençado sal, o qualafetaadensidade.
3.1.2- O Efeito dosSaisDissolvidos
Qualquersubstânciadissolvidaemum líquidotemoefeito de aumentara densidadedaquele
líquido.Quantomaiora quantidadedesaisdissolvidos,maioréo efeito.A águanãoé exceção.
A densidadedaáguadoceépróximade 1,00x 103 kg / m 3 ; enquantoa densidadedaáguado
maréaproximadamente1,03x 103 kg / m3 •
Outro importanteefeitodassubstânciasdissolvidasé diminuiro pontode congelamentodos
líquidos.A adiçãodosalnaáguaabaixaseupontodecongelamento.Estaéarazãoporqueo sal
é usadoparadescongelarrodoviascobertasdegelo.
O saltambémdiminuiatemperaturaemquea águaalcançasua máximadensidade,a qual é
4 o C paraaáguapura( Tab.3.1-1) conformejá mencionado.O fatoéque, ossaisdissolvidos
inibema tendênciadasmoléculasde águaformaremgruposordenados,tal quea densidadeé
controladasomentepor efeitodeexpansãotérmica.
A Figura3.1-2mostraqueo pontodecongelamentoe atemperaturademáximadensidadesão
asmesmas,quandoo conteúdodesal(salinidade)daáguaatinge25 g/kg. Comoosoceanossão
maissalinosqueisto,contendoemmédiaaproximadamente35glkgdesais,dosquais30g/kgsão
atribuídosaosíonsdesódiodissolvido( Na +, ~ 11g ) e aosíonsde cloro( Cl . , ~ 19g ), a
densidadedaáguadomarcrescecomo decréscimodetemperaturaatéo pontodecongelamento.
IOF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- AguaeSalinidade
Profa.Sueli Susanade Gadoi
3
Água eSalinidade
Consequência: Esteaspectoé umadistinçãocrucialentreáguapurae águado mare temum
efeitomarcantesobreosprocessosdecirculaçãooceânicaenaformaçãodogelonomar.
- Outroefeitoimportantedaestruturacomocadeia:é aaltatensãosuperficialdaágua.
No oceano:esteefeitopodeserobsetvadonaformaçãodeondasdesuperficiecapilares;essas
ondasdependemdatensãosuperficialparaa forçarestauradora.
Importância:taisondascapilares,apesardepequenas,desempenhamumaparteimportantena
determinaçãoda fricçãoentreo ventoe a água,a qualé responsávelpelageraçãode ondas
maioresepelasmaiorescirculaçõesdascamadassuperioresdosoceanos.
[OF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- AguaeSalinidade
Praia. Sueli Susana de Gadoi
4
IÍgua eSalinidade
3.2- CONSERVAÇÃO DE VOLUME
Hipótesebásica:
o PrincípiodeConservaçãodeVolume, oua equaçãodacontinuidadecomoé algumasvezes
chamado,seguedo fatodequea compressibilidadedaáguaépequena.
o quediz esteprincípio?
Estedizqueseaáguaestáescoandoem"containers"completamentefechadosemumacertataxa,
estaprecisaserescoadaparaforanamesmataxa.
"Containers",taiscomobaías,"fjords"etc..., nosoceanosnãosãofechadosnosentidoqueestes
tem"tampas"sobreosmesmos,( excetoquandocongeladosemcima),masaoobservarqueo
nívelmédiodomaremumabaiapermanececonstante,istoéapósasmédiasdemarés,entãonão
háescoamentoatravésdasuperficiesuperiore abaiaéequivalenteaum"container"fechado.
Por exemplo:
Muitosdos"fjords"daNoruega,dooestedoCanadáedoChiletêmamplosriosescoandoparao
finaldointeriordocontinente,masemmédiaonívelmédiodomarnestespermanececonstante.
Conclusão:
Atravésdoprincípiodacontinuidadedevolumeconclui-sequeprecisahaver,simultaneamente,
umasaídado escoamentoemalgumlugar.O único lugaré emdireçãoao maraberto, e se
correntessãomedidasláencontra-sedefatoqueháumescoamentolíquidosaindonacamadade
superficie.A direçãoécorretaparaequilibraraentradadefluxoprovenientedorio,masquando
sefazumaverificaçãoencontra-sequeháumvolumemuitomaiorescoandoemdireçãoaomar
nestacamadade superficiedo queaqueleprovenientedo rio. Se conservaçãode volumeé
aplicadaprecisater outraentradade fluxo; as medidasde correntesmostramque esteé
provenientedomar, abaixodoescoamentodesaídanacamadadesuperficie.
[OF - J 202- OceanografiaFísica Descritiva- IÍgua eSalinidade
Prafa. Sueli Susana de Gadoi
5
Agua e Salinidade
Quais asrazõespara estasituação?
As razõesparaistoéqueaáguadorio,sendodoceeportantomenosdensaqueaáguadomardo
"fjord", seestabelecenascamadasdesuperficiecomescoamentosemdireçãoaomar.Entretanto,
estaemsuarotaincorporaa águadomarprovenientedebaixo e o escoamentoparafora da
camadadesuperficieincluinãosomentea águadorio mastambémaáguasalinaincorporada.
Estaúltimaéfrequentementemuitomaioremvolumedoqueaáguadorio, eo escoamentopara
foranasuperficieemdireçãoao maréportantocorrespondentementemaiorqueo escoamentode
saídaprovenientedorio.
Em adição,águasalinaa qualtemsido incorporadaejorradaparaforado "fjord"precisaser
reposta;istoé a causadaentradadoescoamentoprovenientedomar.Estetipodecirculaçãoé
referidacomocirculaçãoestuarina,aqualserádiscutidaposteriormente.
Representaçãoesquemáticadosescoamentos:
A Figura 3.2-1mostraos escoamentosde entradae saídaparaa conservaçãode volume.
Adicionandoà estesescoamentosprecipitação(P) e evaporaçãoprovenienteda superficieda
água,o Princípio deConservaçãodeVolumepodeserestabelecidosimbolicamentecomo:
Vi +R +P =Vo +E
(3.2-1)
ourearranjandocomo
(3.2-2)
IOF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- Agua e Salinidade
Prola. Sueli Susana de Godoi
6
Agua eSalinidade
onde:
v -transportedovolume- (m3/s)
R - escoamentoprovenientedorio
( o ) e ( i ) - sãoíndicesindicando"output" e " input", respectivamente
A segundaequaçãosimplesmentedizqueo escoamentolíquidodo volumedesalnaáguaestá
embalançocomo escoamentolíquidodevolumedeáguadoce(quandomedidosobreumperíodo
detempoconveniente).
Esteéumexemploparaumasituaçãoemestadoestacionárionaqualalgumasoutodasaspartes
deumsistemapodesemovimentarmasemnenhumpontoháqualquervariaçãodemovimentoou
dapropriedadecomo tempo.
MIXED RIVER ANO
RIVER FlOW
IN
Figura 3.2.-1DiagramaEsquemáticodeentradaesaídadeáguaemumabaciaparadiscussão
daConservaçãodeV olnme
[Pickard &Emery,1990]
[OF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- Agua eSalinidade
Profa. Sueli Susana de Godoi
7
3.3- CICLO HIDROLÓGICO
AguaeSalinidade
Os oceanosdominamo ciclohidrológico(Fig.3.3-1),eestescontêm97%doinventárioglobalde
água.Grandesvariaçõesnaspartesterrestresdoinventáriodeágua(Tabela3.3-1)poderiamser
necessáriasparaterqualquerefeitosignificativosobrea quantidadedeáguanosoceanos.Por
exemplo,estima-sequeduranteo máximoglacialnosúltimosdoismilhõesdaanos,praticamente,
50.000x 1015Kg deáguaforamadicionadosaosglaciáriosdomundoe calotaspolaresdegelo,
aumentandoseuvolumeemaproximadamente2 ~ vezesqueo atual.
TABELA 3.3-1ÁGUA SOBRE A TERRA
[The OpenUniversity- Seawater:itscomposition... , 1995]
Rios eriachos 1
Lagosdeáguadoce
125
Lagossalgadosemaresfechados
104
Total - águadesuperfície
230
Glaciáriose calotaspolaresdegelo
29300
Solo úmidoe infiltrações
70
Lençol freático
8400
Total sobrea terra
38000
10F - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- AguaeSalinidade
Profa. Sueli Susanade Godoi
8
TOTAL WORLO WATER SUPPLY 13ôOOOO •
.•
.•
~
On land 38000
In atmosphere 13
~.
In oceans 1322000 •..
Figura3.3-1O ciclohidro1ógico,mostrandoo inventáriodeáguana1erra; movimentos
anuaisdaáguaatravésdociclo equantidadesdeáguaam1azenadaemdiferentespartesdo
ciclo (asteriscos).Notara fortedominânciadaáguadooceanono inventário.Todasas
quantidadesestãox 1015 Kg.
[ TheOpenUniversity- Seawater:its composition... , 1995]
iÍgua eSalinidade
O conceitodetempoderesidênciapodeserdefinidocomreferênciaa Figura3.3-1.Esteé o
comprimentomédiodetempoqueamoléculadeáguaresideoué armazenadoemumparticular
eatágiodociclohidrológico.Esteécalculadopeladivisãodaquantidadedeáguanaquelapartedo
ciclopelaquantidadequeentra(esai)porunidadedetempo.O tempoderesidênciadaáguanos
oceanosé medidoemmilharesdeanos;naatmosfera,estetempoémedidoemdias.
Considerandoa águanaatmosfera.A manifestaçãomaisóbviadeáguana atmosferasãoas
nuvense nevoeiros.Ambasconsistemdegotasou cristaisdegeloquetemaoseuredorouno
núcleopequenaspartículascondensadasnoar.
Águanaatmosferaencontra-senamaiorpartenoestadogasoso,istoévapordeágua.Ar é
saturadocomvapordeáguaquandoháumequilíbrioentreevaporaçãoecondensação.Quanto
maioratemperatura,maioraquantidadedeenergiadisponívelparaevaporação,talquearquentepodesustentarmaisumidadenasaturaçãoquearfrio.
Nuvensenevoeirossãovaporesdeáguacondensados.Nevoeiropodeseformarquandoo aré
resfriadoà suatemperaturadecondensação,tantoporradiaçãoprovenientedaterra,ou pela
advecçãodearquenteúmidosobreo solo ousuperficiedeáguaresfriada.
Calotaspolaresdegelo sãofeiçõessignificativasnapresenteépocadaTerra.Umafinacamadade
gelocobertacomneverefleteparaaatmosferamuitomaisradiaçãosolarincidentedoqueáreas
sobreo continenteouregiõesabertascobertascomágua.Somenteumapequenaquantidadede
energiasolarétransferidaparaasuperficiedaáguasobo gelo,talquecamadasdegelo,umavez
estabelecidas,tendema semanteremporsi só.
Gelonomaréformadopelocongelamentodaprópriaáguadomar.Umavezformado,estegeloé
menossalinoqueáguadomarcircunvizinha.Assim,suaformaçãoaumentao conteúdodesalda
águadomarremanescente.Estefato irácontribuir,posteriormente,para abaixarseupontode
congelamentoeaumentarsuadensidade.
IOF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- iÍgua eSalinidade
Profa. Sueli Susana de Godoi
9
Água eSalinidade
lceberguesnoHemisférioNortesãoformadosquandoos valesglaciaissobreo continenteao
redordo OceanoÁrtico alcançamo mar. Por outro lado, no Hemisfério Sul estes se
desprendem-sedafinaplataformadegeloquecircundao continenteAntártico.Assim queos
lceberguessefundem,estesdiluemaáguadomardesuperficiecomáguadoce,eo conteúdode
saldaáguadomardesuperficieemaltaslatitudeséconsideravelmentemenorqueemlatitudes
livresdegelo:aproximadamente30-33glKg, emcontrastecomumamédiade35g/kg.
[OF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- Água eSalinidade
Prafa. Sueli Susana de Gadoi
10
Agua eSalinidade
3.4- SALINIDADE
A concentraçãodesaisdissolvidosnosoceanos- asalinidade- é aproximadamente3,5%por
peso.Até o início dosanosde 1980,valoresdesalinidadeforamexpressosempartespormil,
paraos quaiso símboloé %0; a salinidademédiacitadaacimaé expressacomo35 %0. Na
prática,dispensa-seestesímboloporqueatualmenteédefinidaemtermosdeumarazão,aqual
seráexplicadanodecorrerdo texto.A Tabela3.4-1listaos 11maioreselementosquejuntos
somam99,9% dosconstituintesdissolvidosdaáguadomar.O símbolo%0aparecenaTabela
3.4-1paralembrá-Ioqueosnúmerosrepresentamconcentraçõesempartespormilpelopeso.De
acordocom a práticamoderna, normalmenteé dispensadoestesímbolo e os valoresde
salinidadesãorepresentadossomentepornúmeros.
Nas águasdesuperficiederegiõesoceânicas,o intervalodesalinidadevariade33 até37,mas
quandoplataformasdemaresecondiçõeslocais sãoconsideradas,o intervalopodeserbemmais
amplocom28 - 40 ou mais.Água salobra(levementesalina)temumasalinidademenorque
aproximadamente25,enquantoáguahipersalinatemumasalinidademaiorqueaproximadamente
40.
3.4.1 ConstânciadaComposição
A constânciadacomposiçãodaáguado maréumimportanteconceitonaoceanografia.Paraa
maioriadosmaioresconstituintesnaTabela3.4-1, aplica-sea seguintegeneralização:
" A quantidadetotaldosmaioresíonsdissolvidospodevariardelugarparalugarnosoceanos,
massuasproporçõesrelativaspermanecemvirtualmenteconstantes".
Em outraspalavras,a salinidadetotalpodevariar,masa razãodaconcentraçãodequalquer
particularíonmajoritárioparao totalpermanecevirtualmenteconstante,econsequentementeas
razõesdasconcentraçõesdeíons individuaismaioresparaoutros.
[DF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- Agua eSalinidade
Praia. Sueli Susana de Godoi
11
TABELA 3.4-1CONCENTRA.ÇÕES MÉDIAS DOS PRINCIPAIS ÍONS NA AGUA DO
MAR, EM PARTES POR ;\UL (0/00)
[ TheOpenUniversity- Seawater:ils composition... , 1995]
positiveíons(cations)total
negativeions(anions)total
lon
chloride,Cl-
sulphate,SO/-
bicarbonate,HC03-
bromide,Br-
borate,HzBOJ-
fluoride,F-
sodium,Na+
magnesium,MgZ+
calcium,CaZ+
potassium,K+
strontium,Sr+
%o by weight
18.. 9801
2.649
0.140
0.065
0.026
0.001
10.556}
1.272
0.400
0.380
0.013
overalltotalsalinity
=21.861%0
=12.621%0
=34.482%0
1
•
evaporation
.A
CaSO,
t
9.5%
NaCI
I~I
~~
K and Mg
salts
Figura 3.4-1A sucessãodesaisprecipitadosprovenientesda águadomar.Sobreo processo
deevaporação,CarbonatodeCálcio (CaCO,) é precipitadoprimeiro Quandoa evaporação
tenhareduzidoo volumepara 19%) da quantidadeoriginal, Anídrito ((a504) começaa
precipitar:em 9,5% do volumeoriginal, Clareto de Sódio (NaCJ) começaa precipitar,e
assimsucessivamenteOs volumesdos montesrepresentarnas proporçõesrelativasdossais
precipitados
[ l'heOpenUnivershy- SeaH/ater:its composition 1995]
Agua eSalinidade
O modopeloquala salinidadevariaatravésdosoceanosdependequasequeinteiramentedo
balançoentreevaporaçãoe precipitaçãoe do graude misturaentreáguasde superfíciee
profundas.Em geral,variaçõesde salinidadenão afetamsobreas proporçõesrelativasdos
maioresconstituintes--- todasassuasconcentraçõesvariamnamesmaproporção,isto é suas
razões iônicaspermanecemconstantes.
Exceçõesparaestageneralizaçãosãoaspequenasvariaçõesasquaistemsidodetectadasnas
proporçõesdocálcio,bicarbonatoe magnésio.Os doisprimeirossãousadospelosorganismos
marinhospara esqueletosdecarbonatodecálcio,osquaispodemserre-dissolvidosapósamorte
dosorganismos.A razãodo íon decálcio para a salinidadetotalé aproximadamente
0,5 % maioremáguasprofundasdo em águasde superficie,a qual é consistentecom tal
processo.Magnésiopodesubstituiro cálcionosesqueletosdosorganismosmarinhos.Emadição,
magnésioecálciosãoimportantesparticipantesnasreaçõesentreo aquecimentodaáguadomare
crostasderochasnossistemashidrotermaisdo fundodomar.Ambosprocessospodemcausar
variaçõesnasrazõesiônicasdomagnésioecálcio.
3.4.1-1Variaçõesdevidoascondiçõeslocais
Em muitosambientesmarinhos,afastadosdo oceanoaberto,condiçõessãotaisqueasrazões
iônicasmostramamplosdesviosdasnormais.Taisregiõesincluem:
1- Maressemi-fechados,estuárioseoutrasregiõesondehásubstancialentradadeáguasderios,
osquaisnãocontemsomentesignificativamentemenosquantidadetotaldesaisdissolvidosdo
queaáguadomar,mastambémtemrazõesiônicasmuitodiferentes.
2- Bacias,"fjords"eoutrasregiõesondeacirculaçãodefundoéseveramenterestrita,istoépela
presençadewn montemarinho,umabarreiranasub-superflcie,nabocadabacia,evitandolivre
comunicaçãoentrea águade fundoe a águaoceânicaexternaoxigenada.Em tais casos,a
oxidaçãobacterialda matériaorgânicana águade fundoconduz a degradaçãodo oxigênio
dissolvido,aqualpodeserseverasuficientementepararesultaremcondiçõesquesãodescritas
comanóxicasenãoaeróbicas.Ânionsdesulfatosãoentãousadoscomoumafontealternativade
IOF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- Agua eSalinidade
Praia. Sueli Susana de Godoi
12
oxigêniopelos
..
mlcro-orgarusmos.
Agua eSalinidade
3- Áreasextensasde águasrasase quentes,taiscomoos BancosdasBahamas,asquaissão
caracterizadaspor atividadesquímicase/oubiológicas muito intensascomprecipitaçãode
carbonatodecálcio,conduzindovariaçõesnarazãodo íon decálcioparaasalinidadetotal.
4- Áreasdofundodomarondeáguasintersticiaisouporosnossedimentosparticipamemuma
amplavariedadede reaçõescom as partículasde sedimentosdurantecompactação,apósos
sedimentosteremsidodepositados.Taisreaçõesconduzemàconsideráveisvariaçõesnasrazões
iônicas.
5-Regiõesdeespalhamentodo fundodomare atividadevulcânicasubmarina,ondea águado
maraquecidacirculaatravésdefendasefissurasnacrostaoceânica.Razõesiônicasemsoluções
hidrotermaissão muito diferentesdaquelada águado mar normal,e as águasmisturadas
resultantestemosmaioreselementoscompletamenteatípicos: razõesdesalinidade.
3.4.1-2 O salprovenienteda águado mar
A Figura3.4-1mostra a sucessãodesaisprecipitadosprovenientesdaáguadomar,tal quea
sequênciade precipitaçãoestá na ordemde solubilidadecrescentee nãodeabundância.Na
Figuraestãorepresentadas,também,asproporçõesrelativasdossaisprecipitados.Quando a
águadomarevapora,ossaismenossolúveisalcançamprimeiroasaturação.O primeiroaser
precipitadoéo CarbonatodeCálcio(CaC03), o qualformasomenteumaminúsculaproporçãodossaisdevidoarelativamentepequenaabundânciadosíonsdebicarbonato(verTabela3.4-1).
SulfatodeCálcioé precipitadotantocomoAnidrito (CaS04) ou comoGipsita(CaS04.2H20),
dependendodas condições.Cloreto de Sódio (NaCI) é o sal mais abundante,e a salmoura
resultantecontémosCloretosdePotássioeMagnésio,osquaissãoosmaissolúveiseportanto
osúltimosaseremprecipitados.
Virtualmentetodanaçãocosteiratem,emalgumtempo,produzidocomercialmentesaldomare
aproximadamente60paísesaindao fazem,tantoporprocessosindustriaisoupelaevaporação
IOF - J 202- OceanografiaFísica Descritiva- Agua eSalinidade
Prafa. Sueli Susana de Godoi
13
(a) (b)
Figura3.4-2 (a)Salinaspróximoa AveiroemPortugal. O saldomaré retiradoda
salmouraatravésdaevaporaçãosolar.
(b) O salsendotransportadodaspilhasparacaminhõesou botescomdestinoà centrosde
purificaçãoeprocessamento
[ TheOpenUniversity- Seawater:its composition... , 1995]
Água e Salinidade
solar(Fig.3.4-2).Cercade40milhõesdetoneladasdocloretodesódiosãoextraídosdaáguado
mar em cadaano, algunspara consumohumanomas a maioriadestessão usadospara a
manufaturaçãoquímica.O hidróxidodemagnésioéquimicamenteprecipitadoatravésdaáguado
mar e usadoparaproduzir ao redorde 750.000toneladasde magnésioe seus compostos
anualmente.
Estes estão entreos maioresconstituintesda águado mar,masa maioriados elementos
dissolvidosnaáguadomarocorremempequenasconcentrações.O volumetotaldaáguadomar
etãovasto,entretanto,quetonelagenssãoenormeseesforçosparaextrairelementosvaliosos,tais
comoo ouroeurânio,têmsidofeitosmuitasvezes;masnenhummétodotemsidoprovado,até
agora,econômico.
IOF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- Água eSalinidade
Profa. Sueli Susana de Godoi
14
/Ígua eSalinidade
3.4-2 A medidadesalinidade
Miranda(1998),baseadoemLewis(1980),fazumabreverevisãosobreaevoluçãodoconceito
desalinidade.Recomenda-sealeituradestasreferências.
Osmétodosquedestinadosàmedidadesalinidadedaáguadomarenvolvem:
- métodosquímicos,porex.EscaladeKnudsen
- métodosfisicos.,porex.EscalaIndutiva,EscalaPráticadeSalinidade.
Demodogeral,talvezomodomaisóbviodemedirsalinidadeétomarumaquantidadeconhecida
deáguado mar,evaporá-Iapor secageme entãopesaros saisremanescentes(determinação
gravimétrica).Embora simplesem teoria, tal métodoforneceresultadosvariáveise não
realísticos,por uma sériede razões.Este métodoquímico foi utilizado pela comunidade
oceanográficano séculoXIX. Um outrométodoquímicoparaestimara salinidadefoi obtido
atravésdamedidadac10rinidadedaáguadomar,atravésdetitulaçãovolumétrica.Estemétodo
foi usadoparadeterminarvirtualmentetodasassalinidadesdesdeaviradadoséculoatémeados
dos anosde 1960.Entretanto,atualmenteeste é raramenteusado tendo sido quaseque
inteiramentesubstituídopelasmedidasda condutividadeelétricadaágua domar.
Destaforma, tem-seusadoo métodofisicoqueenvolveaestimativadasalinidadedaáguado
maratravésdamedidadarazãodecondutividadeelétrica.A águapuraéum condutorpobrede
eletricidade.Entretanto,apresençadeíonsnaáguapermiteotransportedeumacorrenteelétrica.
Em 1930foi estabelecidoquea condutividadeelétricadaáguado mar é proporcionala sua
salinidade.Condutividadeéinversamenteproporcionalàsuaresistência.
Atualmentecomoédefinida, formalmente,a salinidade?
Desdeos meadosde 1960 a definiçãode salinidadetemsido baseada,atravésdeum acordo
internacional,emformulaçõesdeterminadasempiricamenteemaispropriamenteemformulações
complicadasenvolvendoumacondutividadepadrão.A definiçãoformalquetemsidousadadesde
o início dosanosde 1980éa seguinte:
IOF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva - /Ígua eSalinidade
Profa. Sueli Susana de Gadoi
15
Água eSalinidade
A salinidadepráticade uma amostrade água do maré definidaem termosda razãode
condutividade,K1s,aqualédefinidapor :
K1s=condutividadeda amostrade água/ condutividadeda soluçãopadrãode Cloretode
Potássio- KCI - a 15°Cepressãode 1atmosfera,aconcentraçãodasoluçãopadrãode KCI
sendo32,4356g.kg-I.
A salinidadepráticaérelacionadaparaarazãoK 15pelaseguinteequação:
S =0,0080- 0,1692K 15112+25,3851K1s+14,0941K 1/2-7,0261 KI/ +2,7081KI/12 (3.4-1)
Observarque:
1- NãoénecessáriolembrarquaisquerdetalhesdaEquação(3.4-1).Pordefinição,quandoK1s=1,
a salinidadepráticaéexatamenteiguala 35.
2 - Comoa definiçãoé umarazão,sa1inidadessãoatualmenteapresentadascomonúmeros.É
importantelembrarqueosnúmerosrepresentamgramasporquilograma,oupartespormil pelo
peso.
3 -Na prática,tabelasealgorítmosemcomputadorsãousadosparaconversãodiretadeK1semS,
eparaconverterrazõesdecondutividadeemtemperaturasepressõesdemedidasdiferentesde15
°Cepressãode1atmosferaemK 15'
Um valordesalinidadedeterminadopelacondutividadedependedatemperaturaepressãonaqual
a condutividadeémedida,e é assimatravésde umasimplesmasfundamentalidéiadequea
salinidadeé o totaldesaisdissolvidosemumaamostradeáguado mar.De fato,paraáguado
mardo oceanoaberto,asduasestãomuitopróximasrelacionadas: o conteúdodossaistotais
dissolvidosem gramapor quilogramada águado maré 1.00510x S, ondeS é definidana
Equação(3.4-1).
IOF - /202 - OceanografiaFísica Descritiva - Água eSalinidade
Prafa. Sueli Susana de Godoi
16
Agua eSalinidade
Importante: UmavezestabelecidaadefiniçãodasalinidadeS, comoumconceitoemquese
considerapraticamentetodosos saisdissolvidosna águado mar,segue-se,de acordocom
Fofonoff(1962)que:
paraospropósitospráticosemOceanografia,a águadomarpassaaserconsideradacomo
umasoluçãomuitodiluídaconstituídapordoiscomponentes:aáguapura( solvente) e a
salinidade(soluto). Logo, todasas equaçõesda físico-química,quetratamde soluções
muitodiluídas,podemseraplicadasparao estudodaTermodinâmicadaáguadomar.
Outro pontoimportanteànotaré sobrea "ContinuidadedasDefiniçõesdeSalinidade" :
De acordocomMiranda (1998)acontinuidadedasEscalas:
- EscaladeKnudsen- EK (1902)
- EscalaIndutiva- E 66 (1966)
- EscalaPráticadeSalinidade- EPS - (1978)
foi mantidaconsiderandoque:
"Na definiçãodaEPS- 78 :a concentraçãodeKCI (32,4356g/ kg) foi escolhidadetalforma
quea suacondutividadeelétrica,àpressãoatmosférica,fosseigualacondutividadeelétricade
umaamostracomclorinidadeiguala 19,3740/00.
NasdefiniçõesdeKnudseneEscalaIndutiva:os valoresdesalinidadeemfunçãodaclorinidade
sãoiguaisa350/00quandocalculadosparaessevalorde Cl =19,3740/00.Destaforma, fica
asseguradaacontinuidadedessasdefiniçõespara S =35,00 0/00."
[OF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- Agua eSalinidade
Prola. Sueli Susana de Godoi
17
A.guaeSalinidade
3.5- DISTRIBUIÇÕES HORIZONTAIS E VERTICAIS DE SALINIDADE
As distribuiçõesde temperaturae salinidadeconjuntamentesupreos oceanógrafoscom
infomaçõesqueospermitemtraçarpadrõestri-dimensionaisdacirculaçãooceânica.EstaSeção
descrevecomoasalinidadevariahorizontalmenteeverticalmentenosoceanos.Comonocasoda
distribuiçãode temperatura,os mapase perfis ilustrama estabilidadede longoperíodo da
distribuiçãodesalinidadeaqualémantidadinamicamente.Observarqueasalinidadeemuma
particularlocalizaçãodificilmentepodevariardeanoparaano,masaáguanaquelelocalestará
serenovandotodoo tempo.
3.5.1- Distribuiçãoda Salinidadena Superfície
A salinidadedaságuasdesuperfíceé basicamentezonal,conformeilustraaFigura3.5-1(a)
emboranãotão claramentecomoa distribuiçãode temperatura.A salinidadedaságuasde
superfíciedosoceanostemummáximonaslatitudesdeaproximadamente20°,ondeevaporação
excedeprecipitação(Figs.3.5-1(a) - (b)).Estemáximodesalinidadeestánaregiãodosventos
alísios.Estasregiõescorrespondemaosdesertosquentesinfrutíferosqueexistememlatitudes
similaressobreo continente.
SalinidadesdecrescememdireçãoàslatitudesmaisaltaseemdireçãoaoEquador.Observarque
distribuiçãode salinidademédiadesuperfícieé diferentedaqueladatemperatura,conforme
indicaa Figura 2.5-2.O mínimodesalinidadeé imediatamenteaonortedo equador,onde
precipitaçãopredominasobreevaporação.O máximode temperaturapróximoaoequador,
conformecolocadodoCapítulo2,deve-seaofatodequeo balançodeenergianomarapresentar
umúnicomáximonestaregião.Modificaçõeslocais dadistribuiçãodesalinidadepodemser
superpostassobreo padrãoregional,particularmentepróximoàsmassasdeterra.
[OF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- A.guaeSalinidade
Profa. Sueli Susana de Godoi
18
E-P(cm)
80I
-100
ti+100
r
, ,,
I ;1 ,, II III" E-P
ro~
~
,,,, ,
S 40 20O2040
60
L
(a)
33.534.034.535.035.536.0
(b)
Figura3.5-1 (a)As posiçõesaproximadasdasisohalinasmédiasanuais
(b) Valoresmédiosdesalinidade,S (linhasólida)ediferençaentreevaporaçãomédiaanuale
precipitação(E - P) (linhatracejada),emfunçãoda latitude.
[ TheOpenUniversity- SemJloter. its composition'.. , J 995]
AguaeSalinidade
O intervalodesalinidadedesuperficienooceanoabertoencontra-seentre33e37. Salinidade
desuperficiepodeserreduzidaporumafluxodeáguadocenabocadegrandesrios,epelafusão
dogeloeneveemaltaslatitudes.Por outrolado,assalinidadesdesuperficietendema seraltas
emlagoase outrasbaciasmarinhasparcialmentefechadase rasasembaixaslatitudes,onde
evaporaçãoé altaeo afluxodeáguaprovenientedasáreascontinentaisadjacentesélimitado;
porexemplo,o lestedo Mediterrâneo(39)eoMar Vermelho(41).EmmédiaoAtlânticoNorteé
o oceano maissalinonasuperficie(35,5),o Atlântico Sul eo PacíficoSulmenossalino
( aproximadamente35,2)eo PacíficoNorteo menossalino(34,2).
IOF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- AguaeSalinidade
Praia. Sueli Susana de Godoi
19
AguaeSalinidade
3.5.2- Distribuiçãoda Salinidadecoma Profundidade
A distribuiçãodesalinidadenãopodeserresumidadeformatãosimplesquantoasdistribuições
detemperatura.Na camadade águasuperiora razãoparaistoé a densidade,a qualé o fat;)r
responsávelparadeterminara posiçãoestávelde um corpode água na direçãovertical, é
determinadaprincipalmentepelatemperaturano oceanoaberto,excetoemregiõespolares.
Portanto,águadetemperaturasmaisaltas( densidadesmaisbaixas)égeralmenteencontradanas
camadassuperioreseáguadetemperaturamaisbaixa(densidademaisaltas)nascamadasmais
profundas.
As variaçõesdesalinidade,queocorrememáguasdooceanoaberto,nãosãosuficientespara
sobrepujaro efeitodatemperaturasobreadensidade.Portantoépossíveltertantoaltooubaixa
salinidadeemumasuperficiemaisquenteecamadassuperiores.Comoconsequênciadestafraca
importânciadasalinidadesobrea estruturadedensidade,asalinidadeatuacomoum"traçador
passivo"quandousadaparaindicarasdireçõesde escoamentodasmassasdeágua,asquaispode
sercaracterizadasporsuasassinaturasdesalinidade.
A Figura 3.5-2(a) mostraumaseçãoverticalilustrandoo intervalorelativamenterestritoda
salinidadeencontradaemumcorpoprincipaldosoceanos.Conformecolocado,salinidadesde
superficiedependemprincipalmentedobalançoentreprecipitaçãoe evaporação,asquaissão
controladasclimaticamente.Abaixodeaproximadamente1000metros,entretanto,a influência
das flutuaçõesde superficieé desprezívele as salinidades estão consistentementeentre
aproximadamente34,5e 35 emtodasas latitudes.Relembrandoque emáguasprofundasa
temperaturatambémvariaemumpequenointervalo (0,9'a 2 'C), significandoqueo meio
ambientenestacamadadooceanoécaracteristicamentemuitouniforme.
IOF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- Aguae Salinidade
Prola. Sueli Susana de Godoi
20
B
60
North
I /I (I \II
(
\ I'\.•. /
-34.9'"
A
salinity
34.535.035.536.036.537.0
O
20
1000
60
\ .•....-. " ..•.. -
\ 1~\'_34.2,,~~ .•~u--~6.
34.6 I \\ _ " ,-" .•..•- 35.l}--I \'" -- " .:::::-;t.-~-=---=-~-:=..-:=.-:=-:;::;.=
I ' 34.4 ..•...) -------,
I I , - , , ------
I 34.6' --/- .•.•-------l ,,/----:::,--------
\ ..... _----- ---- 34 9
--."..-'/ .
".../ --'"
;'34.S-/----I //.
\ (\ \" "" '--'- -,---
oI.•..•.-
r1000
2000
:[ -5c.
O>"'C 3000
40005000
S
(a)
2000:[
-5c.
~ 3000
_ 2000
§.
%
..,
""'C 3000"
4000 4000
5000
(b)
profileI 5000 profile 11
Figura 3.5-2 (a) Uma Seçãovertical mostrandoa distribuiçãode salinidadeno Oceano
AtlânticoOeste.Notar quea variaçãodesalinidadenascamadasdesuperfícieémuito maior
queaqueladocorpoprincipaldaáguaoceânicaabaixode 1000m. Estepadrãogeralétípico
detodasas baciasoceânicas,emboraos detalhesirãovariardeoceanoparaoceano.Notar o
exagerovertical. 150hal1nascom intervalos de O,I e 0,2 estão representadaspor linhas
tracejadase com intervalode 0,5 por linhas sólidas. As linhas verticais A e B estão
relacionadascomosperfisdesalinidadeindicadosem(b)
[ TheOpenUniversity- Seawater:itscomposition..., 1995]
Água eSalinidade
3.5.2-1-Haloclinas
Zonasondeasalinidadedecrescecomaprofundidadesãotipicamenteencontradasem baixase
emmédiaslatitudes,entrea baseda camadade misturada superficie e o topo da camada
profunda,na qual a salinidadeé praticamenteconstante.Estas zonassão conhecidascom
haloclinas (Fig. 3.5-2(a)e (b)).
Questão:AssociarosperfisI e li indicadosnaFigura3.5-3(b) àsposiçõesA eB.
Verificarseo intervaloda profundidadedahaloclinaemcadaperfil correspondecomaqueleda
termoclinanamesmalocalizaçãosobreaFigura2.10(a).
PerfisverticaisdesalinidadetípicosestãoindicadosnaFigura3.5-3. Nos perfisverticais nas
regiõesequatorial,tropicalesubtropicalháumacentuadamínimodesalinidadede600a 1000m
seguidodeumaumentosalinidadeaté2000m. No Atlânticoasalinidadedecrescelentamente
abaixodestaprofundidade.Nostrópicosháfrequentementeumacentuadomáximodesalinidade
de100a 200mdeprofundidadepróximoaotopodatermoclina.Istoresultadaáguaafundando
no trópicos de máxima salinidade( Fig. 2.5-2)e fluindoemdireçãoao equador.Em altas
latitudes,ondeovalordesuperficieébaixo,asalinidadegeralmenteaumentacomaprofundidade
atéaproximadamente2000m,comnenhummínimodesub-superficie.
Em regiõescosteiras,ondehá descargade águadoce, a haloclinaé caracterizadapor rápido
aumentodesalinidade:umacamadasuperior,caracterizadaporáguadebaixasalinidade,euma
camadamaisprofundade salinidademais alta.Nestecaso,a picnoclinaé determinadapela
distribuiçãodesalinidadee nãopeladatemperatura.
IOF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- Água eSalinidade
Prafa. Sueli Susana de Godoi
21
SALlNITY"110 ••
SI
S455S'n nS4SIS.S1 I1M.,SI17
O
I ,..• JI O I'.... O,
, (, ~
.,/
HIGH' LOW /LAT . ...> ANO I1000
r\\,
10110-
r \ "'0-LAT.
LAT.I
E
I
••00 [
\
I
'000 [
] ...[!
%
l-A.Wo 3000 ISI
L.T
,4000 L , , ••000LI loooL I II,o 102010TEMI'! ·C .•..,ATLANTlC PACIFICTROPICS
Figura3.5-3 Perfistípicos médiosdesalinidadeparaos oceanos,incluindoo perfilde
temperaturaparaostrópicos.
[ Pickard & EmelY, ]990J
3.6- VARIAÇÕES TEMPORAIS DO CAMPO DE SALINIDADE
Água eSalinidade
4<A.U
Informaçõesde variaçõesde salinidadevr-muitomenosqueparatemperatura,a qual é mais
facilmentemedida.Variaçõesanuaisdasalinidadedesuperfícienooceanoabertosão menores
que0,5.Nasregiõesdevariaçãoanualacentuadanaprecipitação,taiscomooPacíficoNordestee
aBaíadeBengala,epróximoaogelo,hávariaçõesanuaismuitomaisacentuadas.Estasvariações
sãoconfinadasnascamadasdesuperfícieporquêemtaisregiõeso efeitodasalinidadereduzida
podesobrepujaro efeitodatemperaturaemreduziradensidadedaáguadomar.Istomantéma
águadebaixasalinidadenacamadadesuperficie.Variaçõesdiurnasdesalinidadeparecemser
muitopequenas.
Variaçõestemporaisdesalinidadepodemsermuitograndeemfronteirasdemassasdeágua,onde
variaçõesadvectivasedifusivaspodemocorrer.Essasfronteirasdemassasdeáguapodemser
encontradastantoem superfíciequantoem profundidade.Novamente,essasfronteirassão
usualmentemarcadaspelasflutuaçõesnamáximaoumínimasalinidade.
10F - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- Água eSalinidade
Prafa. Sueli Susana de Gadoi
22
AguaeSalinidade
3.7- CONSERVAÇÃO DE SAL
3.7-1 O Princípio deConservaçãodeSal
o PrincípiodeConservaçãode Sal é peculiaremOceanografia.Este Princípioafirmaquea
quantidadetotaldesaisdissolvidosnooceanoéconstante.Aousá-lo,recomenda-sedeterminar
atravésdeobservaçõesquea distribuiçãode salinidadenãovariasignificativamentesobreo
períodoemquestão.
Paraos propósitospráticosassume-sequea salinidademédiadosoceanosé constante,pelo
menossobreperíodosdedezenasoumesmocentenasdeanos.Alémdomais,quandoseaplicao
PrincípiodeConservaçãodeSalparaumvolumelimitadoondenãohásignificanteentradade
saisatravésderios,o Princípiodeveseraplicadocommuitomaisrigor.
Ao mesmotempo,nãohánadaqueimpeçaemassumiroprincípiocomafinalidadedetraçarou
tentar algumasdeduções.Mas, é necessáriolembrarqueatéa conservaçãode sal ter sido
demonstradaasdeduçõesasquaisestadependemsão duvidosas.
O PrincípiodeConservaçãodeSal podeserexpressosimbolicamentecomo:
Vi . Pi . Si = V o . Po . S o
(3.7-1)
onde:
Vi ,Vo- sãoostransportesdevolume[m3/ s]
Si' So- sãoassalinidadesdoescoamentodeentradaedesaídadaáguadomar,respectivamente.
Pi, Po- sãoasrespectivasdensidades(Ver Figura3.2-1).
As variaçõesproporcionaisna densidadesão muito pequenascomparadascom aquelasda
salinidade- porexemplo,umavariaçãodesalinidadede30a36,aqualcorrespondeamaioriado
intervalodesalinidadeencontradono oceano,resultaemumaumentonadensidademenorque
[OF - 1202- OceanografiaFísica Descritiva- AguaeSalinidade
Praia. Sueli Susana de Godoi
23
Agua eSalinidade
0,5%. Consequentemente,pode-seignorarasvariaçõesdedensidade.Na práticaosPs podem
sercanceladosconduzindoà:
Vi' Si =V o . S o
(3.7-2)
Estaequaçãopodesercombinadacoma Equação3.2-2 paraConservaçãodeVolume(Seção
3.2)parafornecerasRelaçõesdeKnudsen(Knudsen,1900):
(3.2-2)=>
e
(3.7-3)
Conclusões:
Algumasconclusõesqualitativaspodemsertraçadasatravésdestasrelações.
noprimeirocaso,seambosSoe S i sãograndesestesprecisamsersimilares,porqueháum
limitesuperiorparaS nooceano,portanto( Si - So) precisaserpequenoe ambos
So/ (Si - S o) e S;" / ( Si - S o) precisamsergrandes.
Portanto,V i e Vo precisamsergrandescomparadoscomX, o excessodoescoamentode
entradadeáguadocesobreevaporação.
- nosegundocaso,seSoémuitomenorqueSi' entãoVi precisaserpequenocomparadocomX
enquantoVoserásomentelevementemaiorqueX.
- ParaomesmovalordeX paraambos,atrocadeáguacomomeioexteriornoprimeirocasoserá
grande,enquantonosegundocasoatrocaserápequena.Pode-seesperar,portanto,queocorpode
águanoprimeirocasosejamenosestagnadoquenosegundocaso.
IOF - J 202- OceanografiaFísica Descritiva- AguaeSalinidade
Prafa. Sueli Susana de Godoi
24
Agua eSaiinidade
O Conceito de Salinidade e a Continuidade entre as Escalas de
Salinidade
Importante: Umavezestabelecidaa definiçãodasalinidadeS, comoum
conceitoem que se considerapraticamentetodosos sais dissolvidosna
águadomar,segue-se,deacordocom Fofonoff(l962) que:
- paraos propósitospráticosdaoceanografia,a águado marpassaa ser
consideradacomouma soluçãomuito diluídaconstituídapor dois
componentes:a águapura( solvente) e a salinidade(soluto). Logo,
todasas equaçõesda fisico-química,quetratamde soluções muito
diluídas,podemseraplicadasparao estudodaTermodinâmicadaágua
domar.
Outro pontoimportanteànotaré sobrea "Continuidadedas Defillições
deSalinidade"
De acordocomMiranda(1998)a continuidadedas:
- EscaladeKnudsen- EK (1902)
- EscalaIndutiva- E 66(1966)e
- EscalaPráticadeSalinidade- EPS - (1978)
foi mantidaconsiderandoque:
" Na definiçãodaEPS- 78 : a concentraçãodeKCl (32,4356g I kg ) foi
escolhidade tal forma que a sua condutividadeelétrica,à pressão
atmosférica,fosse igual a condutividadeelétricade uma amostracom
clorinidadeiguala 19,3740/00.
NasdefiniçõesdeKnudseneEscalaIndutiva: os valoresdesalinidadeem
funçãoda clorinidadesão iguaisa 35 0/00quandocalculadosparaesse
valorde CI =19,3740/00.Destaforma, fica asseguradaa continuidade
dessasdefiniçõespara S=35,000/00."
JOF - 12G2- OceanografiaFísica Descritiva- Agua eSalinidade
Profa. Sueli Susana de Godoí