Importância do Oxigênio Dissolvido

Prévia do material em texto

OXIGÊNIO DISSOLVIDO
O oxigênio dissolvido (OD) na água do mar é um fator crucial para a vida marinha e está distribuído de maneira variável ao longo da coluna d'água, influenciado por diversos processos físicos, químicos e biológicos. 
### Distribuição do Oxigênio Dissolvido
- **Superfície**: Nas camadas superficiais, o OD é geralmente elevado devido à difusão do oxigênio da atmosfera e à fotossíntese realizada por organismos fotossintetizantes, como algas e fitoplâncton.
- **Zonas Intermediárias**: À medida que a profundidade aumenta, os níveis de OD tendem a diminuir. Isso ocorre devido à decomposição de matéria orgânica e à respiração dos organismos, que consomem oxigênio.
- **Águas Profundas**: Nas profundezas, o OD pode variar. Em regiões onde há correntes de águas frias que se movem das zonas polares para zonas tropicais, o OD pode ser relativamente alto, pois essas águas profundas não sofreram tanta decomposição de matéria orgânica. Já em regiões sem essa circulação, o OD pode ser muito baixo.
### Determinantes do Oxigênio Dissolvido
- **Temperatura**: Águas mais frias podem dissolver mais oxigênio. Assim, regiões polares tendem a ter maiores concentrações de OD.
- **Salinidade**: A salinidade também afeta a solubilidade do oxigênio. Águas menos salinas conseguem manter maiores quantidades de oxigênio dissolvido.
- **Circulação Oceânica**: Correntes oceânicas podem transportar águas ricas ou pobres em oxigênio, afetando a distribuição ao longo das diferentes regiões do oceano.
- **Atividade Biológica**: A fotossíntese aumenta os níveis de OD, enquanto a respiração e a decomposição de matéria orgânica o diminuem.
- **Pressão**: A pressão crescente com a profundidade também influencia a solubilidade do oxigênio, embora em menor gO oxigênio dissolvido (OD) na água do mar é um dos principais indicadores da saúde dos ecossistemas marinhos e desempenha um papel crucial no suporte à vida aquática. A distribuição do oxigênio dissolvido nos oceanos varia espacialmente, temporalmente e verticalmente, influenciada por diversos fatores, como a temperatura, salinidade, circulação oceânica e atividades biológicas.
### Distribuição Espacial
A concentração de oxigênio dissolvido varia de acordo com a localização geográfica. Em geral, as águas superficiais dos oceanos tropicais e subtropicais possuem concentrações de OD menores devido às altas temperaturas, que reduzem a solubilidade do oxigênio. Em contraste, as águas frias das regiões polares e subpolares tendem a ter concentrações mais altas de OD. As correntes oceânicas também afetam essa distribuição, transportando águas ricas ou pobres em oxigênio para diferentes regiões.
### Distribuição Temporal
Temporalmente, a concentração de oxigênio dissolvido pode variar com as estações do ano e com eventos climáticos. Por exemplo, em áreas costeiras, a produção primária (fotossíntese) tende a aumentar durante a primavera e o verão, elevando as concentrações de OD. Em contrapartida, a decomposição de matéria orgânica durante o outono e inverno pode reduzir essas concentrações.
### Distribuição Vertical
Verticalmente, o oxigênio dissolvido na água do mar apresenta uma distribuição característica. As concentrações são geralmente mais altas na superfície devido ao contato direto com a atmosfera e à fotossíntese realizada pelos organismos fotossintéticos. À medida que se aumenta a profundidade, as concentrações de OD tendem a diminuir, alcançando um mínimo na chamada *camada de oxigênio mínimo* (geralmente entre 200 e 1000 metros). Abaixo dessa camada, as concentrações podem voltar a aumentar ligeiramente devido à circulação de águas profundas que são ricas em oxigênio.
### Determinação do Oxigênio Dissolvido
A determinação do oxigênio dissolvido na água do mar pode ser realizada por diversos métodos, sendo os mais comuns o método de Winkler, sensores eletroquímicos (como as sondas de oxigênio) e métodos óticos. O método de Winkler, considerado um padrão, envolve uma reação química que permite a titulação do oxigênio dissolvido. As sondas eletroquímicas, que incluem sensores polarográficos e galvânicos, medem a concentração de OD com base nas correntes elétricas geradas pela redução do oxigênio em um eletrodo. Os sensores óticos, mais recentes, utilizam a quenching (diminuição) da fluorescência por oxigênio para determinar a concentração.
Esses métodos permitem monitorar as concentrações de OD em diferentes ambientes marinhos, fornecendo dados cruciais para o estudo de processos biológicos, a saúde dos ecossistemas e o impacto das atividades humanas.rau comparado a outros fatores.
TEMPERATURA
A temperatura dos oceanos é uma variável crucial para entender a dinâmica dos oceanos e o clima global. Sua distribuição pode ser analisada de diversas maneiras: espacial, temporal, superficial e verticalmente.
### Distribuição Espacial
A temperatura dos oceanos varia significativamente de acordo com a latitude. Em geral, as águas são mais quentes nas regiões equatoriais, onde a incidência solar é mais direta, e mais frias nas regiões polares, onde a energia solar é menor. Além disso, as correntes oceânicas, como a Corrente do Golfo no Atlântico Norte, também desempenham um papel importante na redistribuição do calor nos oceanos, transportando águas quentes para latitudes mais altas e águas frias para latitudes mais baixas.
### Distribuição Temporal
Temporalmente, a temperatura do oceano pode variar com as estações do ano, especialmente nas camadas superficiais. Durante o verão, as águas superficiais tendem a aquecer, enquanto no inverno ocorre um resfriamento. Além disso, fenômenos climáticos como El Niño e La Niña podem causar variações significativas na temperatura dos oceanos em escala de anos.
### Distribuição Superficial
A temperatura superficial dos oceanos, ou SST (Sea Surface Temperature), é monitorada constantemente e é um dos principais indicadores climáticos. Em geral, a SST é mais elevada nas zonas tropicais e mais baixa nas regiões polares, com variações locais causadas por correntes oceânicas, ventos e outros fatores meteorológicos.
### Distribuição Vertical
A distribuição vertical da temperatura nos oceanos mostra que as águas superficiais são geralmente mais quentes, com a temperatura diminuindo à medida que se aumenta a profundidade. Essa diminuição não é linear, sendo que uma mudança abrupta, conhecida como termoclina, ocorre geralmente entre 200 e 1000 metros de profundidade. Abaixo da termoclina, a temperatura diminui mais lentamente até alcançar valores próximos de zero grau Celsius nas profundezas oceânicas.
Esses perfis são essenciais para compreender a estrutura térmica dos oceanos e podem variar dependendo da localização geográfica e das condições climáticas. Eles ajudam a estudar processos como a estratificação oceânica e a circulação termohalina, que são fundamentais para a compreensão do clima global.
Aqui está um gráfico que representa a distribuição vertical da temperatura nos oceanos em três regiões diferentes: tropical, de latitude média e polar. Note que a profundidade aumenta à medida que descemos no gráfico, refletindo como a temperatura diminui com a profundidade, especialmente após a termoclina.
SALINIDADE
**Definição de Salinidade:**
A salinidade é a medida da quantidade de sais dissolvidos na água do oceano. Geralmente expressa em partes por mil (‰), indica a concentração de solutos, predominantemente cloreto de sódio, na água do mar.
**Salinidade Média dos Oceanos:**
A salinidade média dos oceanos é de aproximadamente 35‰, o que significa que, em um litro de água do mar, há cerca de 35 gramas de sais dissolvidos.
**Balanço Evaporação vs. Precipitação:**
A salinidade dos oceanos é influenciada pelo balanço entre evaporação e precipitação. Em regiões onde a evaporação é alta e a precipitação é baixa, como em áreas tropicais e subtropicais, a salinidade tende a ser maior. Em contraste, em regiões com alta precipitação e baixa evaporação, como nas zonas equatoriais e temperadas, a salinidade é geralmente menor.
**Variação Espacial eTemporal:**
A salinidade varia espacialmente devido a fatores como a proximidade com fontes de água doce, correntes oceânicas e padrões climáticos. Temporalmente, pode haver variações sazonais e diárias, dependendo das condições climáticas e das alterações nos padrões de evaporação e precipitação.
**Haloclina:**
A haloclina é uma camada na coluna de água do oceano onde há um rápido gradiente de salinidade. Geralmente, ela está localizada entre a camada superficial, onde a salinidade é mais uniforme, e a água mais profunda, que pode ter uma salinidade diferente. A haloclina pode variar em profundidade e intensidade dependendo da região e das condições ambientais.
**Relação Salinidade e Condutividade:**
A condutividade elétrica da água do mar está diretamente relacionada à sua salinidade, pois a presença de sais aumenta a capacidade da água de conduzir eletricidade. Assim, medições de condutividade são frequentemente usadas para estimar a salinidade, uma vez que a relação entre ambas é bem estabelecida e pode ser utilizada em instrumentação para monitoramento marinho.
DENSIDADE
**Distribuição da Densidade:**
A densidade da água do mar varia com a profundidade. Na superfície, a água tende a ser menos densa devido às altas temperaturas e menores salinidades. Com o aumento da profundidade, a densidade geralmente aumenta devido ao aumento da pressão e à diminuição da temperatura. A distribuição vertical da densidade pode ser dividida em três camadas principais:
- **Camada Superficial:** Menos densa e influenciada diretamente pela temperatura e salinidade variáveis.
- **Haloclina:** Uma camada onde há um rápido aumento na salinidade e, consequentemente, na densidade.
- **Camada Profunda:** Mais densa devido à alta pressão e baixa temperatura.
**Efeitos da Temperatura, Salinidade e Pressão:**
- **Temperatura:** A densidade da água do mar diminui com o aumento da temperatura, pois a água se expande e se torna menos densa quando aquecida.
- **Salinidade:** A densidade aumenta com o aumento da salinidade. Mais sais dissolvidos aumentam a massa da água sem alterar significativamente o volume, resultando em maior densidade.
- **Pressão:** A densidade aumenta com a pressão, pois a compressão das moléculas de água aumenta a massa por unidade de volume.
**Resumo sobre Difusão Molecular e Turbulenta no Oceano**
**Difusão Molecular:**
A difusão molecular é o processo pelo qual partículas, como solutos ou calor, se espalham em um fluido devido ao movimento aleatório das moléculas. Esse fenômeno ocorre em escalas microscópicas e é governado pela lei de Fick, que estabelece que o fluxo de uma substância é proporcional ao gradiente de concentração. 
No oceano, a difusão molecular é responsável pela transferência lenta de nutrientes, gases e calor entre as camadas de água. Embora seja eficaz em pequenas escalas, a difusão molecular é relativamente lenta e, por isso, tem um impacto limitado em grandes volumes de água ou em grandes distâncias.
**Difusão Turbulenta:**
A difusão turbulenta é a mistura e o transporte de partículas e calor causados pelo movimento caótico e não uniforme da água devido a correntes e turbulência. Esse processo ocorre em escalas macroscópicas e é muito mais eficiente do que a difusão molecular para transferir calor, nutrientes e outros componentes ao longo de grandes distâncias.
A turbulência no oceano é gerada por forças como o vento, correntes oceânicas e interações entre diferentes massas d'água. Esses movimentos criam uma mistura turbulenta que melhora significativamente a dispersão de solutos e calor. A difusão turbulenta pode ser descrita por modelos como o modelo de mistura turbulenta, que considera a velocidade e a intensidade da turbulência para estimar a taxa de mistura.
**Como Funcionam:**
- **Difusão Molecular:** As moléculas se movem aleatoriamente e difundem-se do local de alta concentração para áreas de baixa concentração até que um equilíbrio seja alcançado. É um processo relativamente lento, adequado para pequenos volumes e baixas taxas de transferência.
- **Difusão Turbulenta:** Movimentos turbulentos e vórtices na água criam uma mistura eficiente, transportando partículas e calor rapidamente através de grandes volumes de água. A difusão turbulenta é caracterizada por uma taxa de mistura muito mais alta, sendo essencial para a dinâmica oceânica em larga escala.
Ambos os processos são cruciais para entender a distribuição de substâncias no oceano, com a difusão molecular dominando em escalas pequenas e a difusão turbulenta sendo fundamental para a mistura e transporte em escalas maiores.
CIRCULAÇÃO OCEÂNCIA E COSTEIRA
### O que São os Grandes Giros de Correntes?
Os grandes giros de correntes são vastos sistemas de circulação oceânica que se formam em torno de áreas de alta pressão subtropical. Eles consistem em grandes circuitos de correntes oceânicas que giram ao redor de centros de alta pressão, influenciados pela rotação da Terra e pelas forças do vento. Existem cinco grandes giros principais nos oceanos:
1. **Giro Subtropical do Pacífico Norte**
2. **Giro Subtropical do Pacífico Sul**
3. **Giro Subtropical do Atlântico Norte**
4. **Giro Subtropical do Atlântico Sul**
5. **Giro Subtropical do Oceano Índico**
### Por que Existem os Giros?
Os giros oceânicos existem devido à combinação de três fatores principais:
1. **Força do Vento:** Os ventos predominantes na superfície oceânica, como os alísios e os ventos westerlies, empurram as águas superficiais em direção aos centros dos giros.
2. **Efeito da Força de Coriolis:** A rotação da Terra causa a deflexão das correntes para a direita no Hemisfério Norte e para a esquerda no Hemisfério Sul, resultando em um movimento giratório.
3. **Configuração dos Continentes:** A presença de continentes influencia a forma e a direção dos giros, canalizando as correntes e afetando seu padrão.
### Efeito da Força de Coriolis
A Força de Coriolis, resultante da rotação da Terra, faz com que as correntes sejam defletidas. No Hemisfério Norte, a deflexão é para a direita, e no Hemisfério Sul, é para a esquerda. Esse efeito contribui para o movimento giratório dos giros oceânicos, criando um padrão de circulação em torno de áreas de alta pressão subtropical.
### Transporte de Ekman
O Transporte de Ekman é um fenômeno em que a água na superfície do oceano é desviada devido à força de Coriolis. Quando o vento sopra sobre a superfície do oceano, a água é empurrada na direção do vento, mas devido à rotação da Terra, a água em camadas abaixo da superfície é desviada em ângulos mais acentuados. Isso resulta em um transporte de água em ângulo com a direção do vento, criando uma espiral de Ekman que se estende para as profundezas.
### Circulação no Oceano Atlântico Sul
A circulação no Oceano Atlântico Sul é dominada pelo Giro Subtropical do Atlântico Sul, que é composto pelas seguintes correntes principais:
- **Corrente do Brasil:** Flui para o sul ao longo da costa brasileira.
- **Corrente das Malvinas:** Flui para o norte ao longo da costa da Argentina.
- **Corrente Circumpolar Antártica:** Flui ao redor da Antártica e conecta-se com as correntes do Atlântico Sul.
### Zonas de Convergência e Divergência Devido a Ekman
- **Zona de Convergência:** Em áreas onde as correntes se encontram, como a zona de convergência entre a Corrente do Brasil e a Corrente das Malvinas, as águas se misturam, resultando em uma combinação de águas de diferentes temperaturas e salinidades.
- **Zona de Divergência:** Ocorre quando as correntes se afastam, geralmente resultando em uma ascensão de águas profundas ricas em nutrientes para a superfície. No Atlântico Sul, isso pode ocorrer ao longo da costa da África, onde o transporte de Ekman causa uma divergência que permite a ascensão de águas profundas.
### Intensificação das Correntes nas Margens Oeste dos Grandes Giros
Nas margens oeste dos grandes giros oceânicos, as correntes tendem a se intensificar devido a vários fatores:
- **Canalização:** A presença dos continentes canaliza as correntes, fazendo com que elas seacelerem ao longo das margens.
- **Interação com a Terra:** A configuração da costa e o efeito Coriolis combinam-se para aumentar a velocidade das correntes.
MASSAS DE ÁGUA
**Conceitos de Tipo d'Água e Massas d'Água**
**Tipo d'Água:**
O "tipo d'água" refere-se à classificação da água do oceano com base em suas propriedades físicas e químicas, como temperatura (T) e salinidade (S). Esses tipos são usados para identificar e distinguir entre diferentes volumes de água no oceano, que podem ter características distintas de temperatura e salinidade, influenciando a sua densidade e comportamento na circulação oceânica.
**Massas d'Água:**
Massas d'água são grandes volumes de água com propriedades homogêneas de temperatura e salinidade que se formam em regiões específicas e se movem através dos oceanos. Elas são identificadas por suas características distintas e sua origem, desempenhando um papel crucial na circulação oceânica e no transporte de calor e nutrientes. 
**Massas d'Água no Atlântico Sul e Seus Processos de Formação**
1. **Água Subantártica (Subantarctic Water):**
 - **Origem:** Formada ao sul da Convergência Antártica, onde as águas superficiais se resfriam e se tornam mais densas.
 - **Características:** Fria (cerca de 0-2°C) e relativamente salgada (salinidade em torno de 34-35‰).
 - **Processo de Formação:** A água subantártica se forma pelo resfriamento e pelo aumento da salinidade devido ao congelamento de água e à evaporação. Essas águas afundam e contribuem para a circulação profunda.
2. **Água Tropical Atlântica (Tropical Atlantic Water):**
 - **Origem:** Formada nas regiões tropicais, principalmente ao largo da costa do Brasil.
 - **Características:** Quente (cerca de 24-30°C) e relativamente menos salgada (salinidade em torno de 35‰).
 - **Processo de Formação:** Formada pela intensa radiação solar e pela evaporação limitada, resultando em águas quentes e menos densas que se movem para o sul.
3. **Água Subtropical Atlântica (Subtropical Atlantic Water):**
 - **Origem:** Formada na região subtropical, onde as águas superficiais se tornam mais salgadas devido à alta evaporação.
 - **Características:** Quente (cerca de 20-26°C) e salina (salinidade superior a 36‰).
 - **Processo de Formação:** Formada pela alta taxa de evaporação e baixa adição de água doce, resultando em uma maior salinidade e densidade.
4. **Água Antártica Intermediária (Antarctic Intermediate Water):**
 - **Origem:** Formada nas regiões subantárticas, onde as águas intermediárias se resfriam e afundam.
 - **Características:** Fria e moderadamente salgada (salinidade em torno de 34-35‰).
 - **Processo de Formação:** Resulta do resfriamento das águas ao redor da Antártica, que se tornam suficientemente densas para afundar.
5. **Água Profunda Atlântica (Deep Atlantic Water):**
 - **Origem:** Formada nas regiões profundas do Atlântico Norte e transportada para o Atlântico Sul.
 - **Características:** Muito fria (cerca de 1-2°C) e salina.
 - **Processo de Formação:** Formada pelo resfriamento e pela alta salinidade em latitudes altas, com transporte para o sul em profundidades maiores.
**Diagrama T-S (Temperatura-Salinidade):**
O diagrama T-S é uma ferramenta gráfica usada para representar a relação entre a temperatura e a salinidade da água. Em um diagrama T-S:
- **Eixo X:** Representa a salinidade.
- **Eixo Y:** Representa a temperatura.
Esse diagrama é usado para identificar e caracterizar diferentes massas d'água, já que cada massa de água possui um intervalo específico de temperatura e salinidade.
**Processos de Mistura no Diagrama T-S:**
- **Mistura de Massas d'Água:** Quando duas ou mais massas d'água se misturam, elas produzem uma nova massa de água com propriedades intermediárias. A mistura pode ser representada por um deslocamento no diagrama T-S ao longo de uma linha que conecta as propriedades das massas d'água originais.
- **Reta de Mistura:** No diagrama T-S, a reta de mistura representa a linha ao longo da qual ocorre a mistura de duas massas d'água. Esta linha é uma projeção da relação linear entre a temperatura e a salinidade das massas d'água misturadas.
- **Triângulo de Mistura:** O triângulo de mistura é uma representação gráfica que mostra a área no diagrama T-S onde as propriedades resultantes de diferentes misturas de massas d'água podem ser encontradas. Ele ajuda a visualizar como diferentes proporções de mistura entre duas ou mais massas d'água podem criar uma nova massa com propriedades combinadas.
EQUIPAMENTOS E MÉTODOS DE COLETA
### Equipamentos e Métodos de Coleta de Dados Meteorológicos e Oceanográficos
**1. Equipamentos Meteorológicos**
- **Estação Meteorológica:** Conjunto de instrumentos usados para medir variáveis climáticas e meteorológicas. Pode incluir:
 - **Termômetro:** Mede a temperatura do ar.
 - **Higrômetro:** Mede a umidade relativa do ar.
 - **Barômetro:** Mede a pressão atmosférica.
 - **Anemômetro:** Mede a velocidade e direção do vento.
 - **Pluviómetro:** Mede a quantidade de precipitação.
 - **Piranômetro:** Mede a radiação solar.
- **Radar Meteorológico:** Utiliza ondas de rádio para detectar precipitação e sua intensidade, ajudando na previsão de chuvas e tempestades.
- **Satelites Meteorológicos:** Capturam imagens e dados de grandes áreas da atmosfera e da superfície terrestre. Fornecem informações sobre temperatura, umidade, e padrões de nuvens em escala global.
- **Balões Meteorológicos (Sondes):** Equipados com sensores para medir temperatura, umidade, e pressão em diferentes altitudes. Os dados ajudam a entender as condições atmosféricas em várias camadas da atmosfera.
- **LIDAR (Light Detection and Ranging):** Utiliza luz laser para medir a distância e a densidade de partículas na atmosfera, ajudando a monitorar poluentes e condições atmosféricas.
**2. Equipamentos Oceanográficos**
- **Boias Oceanográficas:** Equipadas com sensores para medir a temperatura da água, salinidade, e outras propriedades oceânicas. Algumas boias também podem medir correntes e ondas.
- **Amostradores de Água:** Dispositivos que coletam amostras de água em diferentes profundidades e locais. Analisam a composição química, nutrientes, e a presença de organismos marinhos.
- **Sondas CTD (Condutividade, Temperatura, Profundidade):** Medem a condutividade (que indica salinidade), temperatura, e profundidade da água em diferentes profundidades. Essenciais para estudar a estratificação e as correntes oceânicas.
- **Roteadores de Corrente (ADCP - Acoustic Doppler Current Profiler):** Utilizam o efeito Doppler para medir a velocidade e direção das correntes oceânicas em diferentes profundidades.
- **Perfuradores de Sedimentos:** Equipamentos que coletam amostras do fundo marinho para análise da composição e estrutura dos sedimentos.
- **Robôs Subaquáticos (ROVs e AUVs):** Equipamentos submersíveis que podem ser controlados remotamente (ROVs) ou operar de forma autônoma (AUVs). São usados para coletar dados e amostras em áreas de difícil acesso.
**Métodos de Coleta de Dados**
- **Observação Direta:** Envolve a coleta manual de dados através de instrumentos físicos ou visuais em campo.
- **Monitoramento Contínuo:** Utiliza sensores e equipamentos automatizados para coletar dados em tempo real, possibilitando um acompanhamento contínuo das condições meteorológicas e oceanográficas.
- **Sensoriamento Remoto:** Utiliza satélites e aeronaves para obter dados a partir de imagens e medições feitas a partir do espaço ou do ar. É útil para monitorar grandes áreas e obter informações sobre padrões climáticos e oceânicos.
- **Modelagem Numérica:** Integra dados coletados com modelos matemáticos e computacionais para prever condições futuras e simular cenários. Utiliza dados históricos e atuais para validar e melhorar as previsões.
- **Experimentos de Campo:** Realização de estudos e coletas de dados em condições controladas ou específicas para analisar fenômenos meteorológicos e oceanográficos em condições experimentais.
ONDAS DE GRAVIDADE SUPERFICIAS### Processo de Geração de Ondas pelo Vento
As ondas são geradas pelo vento quando sua energia é transferida para a superfície da água. Esse processo começa com a formação de pequenas ondulações ou "capilares" na superfície devido ao vento. À medida que o vento continua a soprar, essas ondulações se tornam mais pronunciadas, formando ondas maiores. A interação entre o vento e a superfície da água é essencial para determinar o tamanho, a forma e a intensidade das ondas.
### Ondas Capilares
Ondas capilares são ondas superficiais muito pequenas formadas principalmente pela tensão superficial da água. Elas têm comprimentos de onda muito curtos (menos de 1,7 cm) e são as primeiras a se formar quando o vento sopra sobre a água. Essas ondas têm uma frequência mais alta e se dissipam rapidamente em comparação com ondas de gravidade.
### Equação de Dispersão das Ondas de Gravidade
A equação de dispersão descreve a relação entre a frequência, o comprimento de onda e a velocidade de propagação das ondas de gravidade. Para ondas de gravidade, a equação é dada por:
### Classificação Segundo a Profundidade Relativa ao Comprimento de Onda
As ondas podem ser classificadas com base na profundidade relativa ao comprimento de onda, levando a três categorias principais:
1. **Ondas em Águas Profundas:** Quando a profundidade da água é maior que metade do comprimento de onda (d > λ/2). Nesses casos, a velocidade da onda depende apenas do comprimento de onda.
 
2. **Ondas em Águas Intermediárias:** Quando a profundidade da água é aproximadamente igual ao comprimento de onda (d ≈ λ/2). A velocidade da onda é uma combinação das influências da profundidade e do comprimento de onda.
3. **Ondas em Águas Rasas:** Quando a profundidade da água é menor que um sétimo do comprimento de onda (d- **Coeficientes de Maré:** Informações sobre a amplitude das marés para dias específicos.
- **Correções Locais:** Ajustes para características específicas do local que podem influenciar as marés.
### Efeitos de Águas Rasas na Propagação da Maré
Quando as ondas de maré se aproximam de águas rasas, vários efeitos podem ocorrer:
- **Shoaling:** O fenômeno onde a velocidade das ondas diminui e a altura aumenta à medida que as ondas entram em águas rasas, resultando em ondas mais altas e mais curtas.
- **Refração:** As ondas de maré se curvam para alinhar-se mais paralelamente à linha de costa devido à mudança na velocidade das ondas em águas rasas.
- **Difração:** As ondas de maré podem contornar obstáculos e se espalhar em áreas de sombra.
Esses efeitos podem influenciar significativamente a forma como as marés se manifestam em diferentes áreas costeiras e devem ser considerados na previsão e gestão das marés.
NOÇÕES DE CARTOGRAFIA E NAVEGAÇÃO
### Classificação dos Sistemas de Projeções
Os sistemas de projeções cartográficas são usados para representar a superfície esférica da Terra em um plano bidimensional. Eles podem ser classificados com base em como conservam as propriedades geográficas, como áreas, formas, distâncias e ângulos. As principais classificações incluem:
- **Projeções Cônicas:** Usam um cone tangente à esfera da Terra. São eficazes para representar áreas extensas ao longo de latitudes médias, como projeção de Albers e conforme de Lambert.
- **Projeções Cilíndricas:** Utilizam um cilindro tangente à esfera. São boas para representar áreas próximas ao equador, como a projeção de Mercator.
- **Projeções Azimutais (ou Planas):** Usam um plano tangente à esfera. São adequadas para representar áreas ao redor dos polos ou para distâncias curtas, como projeção estereográfica e ortográfica.
- **Projeções Interrompidas:** Utilizam várias projeções para minimizar distorções em áreas específicas. Exemplos incluem a projeção de Goode e a projeção de Mollweide.
### Designação dos Sistemas de Projeções
A designação de um sistema de projeção geralmente envolve a especificação de:
- **Tipo de Projeção:** Indica a forma geral da projeção (cilíndrica, cônica, azimutal).
- **Nome do Projeção:** Nome específico associado ao método de projeção (como Mercator, Albers).
- **Parâmetros de Projeção:** Incluem o ponto de tangência ou secção (como o equador para projeções cilíndricas ou o meridiano central para projeções cônicas).
- **Datum Geodésico:** Sistema de referência usado para definir as coordenadas da projeção.
### Projeção de Mercator
A projeção de Mercator é uma projeção cilíndrica conforme, que mantém os ângulos e formas locais. Foi desenvolvida por Gerardus Mercator em 1569 e é amplamente utilizada para navegação marítima devido à sua capacidade de representar rotas de navegação em linhas retas. No entanto, distorce áreas à medida que se afasta do equador, tornando os polos extremamente ampliados.
**Características:**
- **Conformidade:** Mantém os ângulos locais, tornando-se útil para navegação e cartografia náutica.
- **Distorsão de Área:** As áreas são ampliadas conforme se afastam do equador.
### Sistema UTM (Universal Transverse Mercator)
O sistema UTM é uma projeção cilíndrica transversal que divide o mundo em 60 zonas, cada uma com uma largura de 6 graus de longitude. Cada zona usa uma projeção de Mercator para minimizar a distorção dentro da zona.
**Características:**
- **Zonas:** Cada zona é projetada separadamente, reduzindo a distorção em áreas pequenas.
- **Sistema de Coordenadas:** Utiliza coordenadas planas em metros, facilitando o cálculo de distâncias e áreas.
### Carta Náutica: Descrição e Utilização
Uma carta náutica é um tipo de mapa usado para a navegação marítima, projetado para fornecer informações sobre características náuticas, como profundidades, marcas de navegação, e perigos submersos.
**Descrição:**
- **Escala:** Geralmente é em grande escala para mostrar detalhes precisos.
- **Simbologia:** Inclui símbolos padrão para representar características como faróis, recifes, profundidades, e rotas.
**Utilização:**
- **Navegação:** Auxilia na navegação ao fornecer informações sobre rotas seguras e perigos.
- **Planejamento de Rota:** Usada para planejar rotas de navegação e evitar perigos.
### Coordenadas Geográficas
Coordenadas geográficas são usadas para localizar pontos na superfície da Terra usando um sistema de latitude e longitude.
- **Latitude:** Medida angular norte ou sul do equador, variando de 0° a 90°.
- **Longitude:** Medida angular leste ou oeste do meridiano de Greenwich, variando de 0° a 180°.
### Medidas de Distância
A distância em coordenadas geográficas pode ser calculada usando fórmulas como a fórmula de Haversine ou a fórmula de Vincenty, que consideram a curvatura da Terra. Em projeções planas, como UTM, as distâncias são calculadas diretamente em metros.
### Conceitos de Rumo e Marcações
- **Rumo:** A direção geral de um ponto em relação ao norte verdadeiro. É medido em graus a partir do norte.
- **Marcações:** Indicam a direção a partir de um ponto de referência específico, como uma ilha ou farol.
**Exemplos:**
- **Rumo Verdadeiro:** A direção em relação ao norte verdadeiro.
- **Rumo Magnético:** A direção em relação ao norte magnético, ajustada por declinação magnética.
### Noções sobre Posicionamento por GPS para Navegação
O sistema de posicionamento global (GPS) usa uma rede de satélites para fornecer dados precisos sobre a localização.
**Fundamentos:**
- **Satélites:** GPS utiliza pelo menos 24 satélites que transmitem sinais para receptores no solo.
- **Recepção de Sinais:** O receptor GPS calcula a sua posição com base no tempo que os sinais levam para chegar de diferentes satélites.
- **Precisão:** A precisão pode ser afetada por fatores como condições atmosféricas e obstruções físicas.
**Utilização:**
- **Navegação:** Fornece coordenadas precisas para a navegação, planejamento de rotas e localização.
- **Mapeamento:** Usado para criar mapas e realizar medições em campo.
GEOLOGIA E GEOFISICA MARINHA
A fisiografia do fundo oceânico refere-se à análise das características físicas e topográficas do fundo dos oceanos. Existem três províncias fisiográficas principais do fundo submarino: 
1) Margens continentais: representam a zona de transição entre os continentes e as bacias oceânicas e são agrupadas em dois tipos: margem do tipo atlântico e do tipo pacífico.
1.1) A margem continental do tipo Atlântico, ou passivas, ou divergentes apresentam três províncias fisiográficas distintas:
1.1.1 Plataforma continental: representa a extensão submersa dos continentes, possuem gradientes suaves até a quebra da plataforma ( entre 130 a 150m de profundidade.
1.1.2 Talude continental: região onde as profundidades aumentam rapidamente (de 130m para 1500 a 3500m). Se estende até a elevação continental. É nesta província que ocorre a transição entre as crostas oceânicas e continental.
1.1.3 Elevação continental ou sopé continental: província que fica entre o talude e a bacia oceânica. Possui um gradiente suave, é um feição tipicamente deposicional associado a um complexo de leques submarinos.
1.2) A margem continental do tipo Pacífico, ou ativas, ou convergentes: localizam-se nas regiões de convergências das placas litosférica onde ocorre a subducção de uma placa sob a outra gerando uma fossa tectônica. Existem dois tipos Chilena ( se caracteriza por uma plataforma estreita com a fossa logo abaixo do talude continental e pelo desenvolvimento de cadeia de montanhas jovens na borda continental emersa) e Marianas ( se caracteriza pelo desenvolvimento de ilhas vulcânicas em arcos adjacentes as fossas profundas, conhecidos como arcos de ilha).
1.2.1 Fossas oceânicas: são as feições mais profundas da terra e não recebem sedimentação suficiente, por isso não possuem sopé. São as feições mais características das margens ativas.
1.2.2 Arcos de Ilhas: é um cinturão de vulcões ativos e ilhas vulcânicas, bordejados por uma fossa submarina.2) Bacias oceânicas: situam-se entre as margens continentais e os flancos das cordilheiras mesoceânicas onde ocorrem as planícies abissais (feições planas). O relevo da bacia oceânica é plano em grande parte, mas apresenta diversas feições como: cordilheiras (como a Dorsal Mesoatlântica), planícies abissais (áreas extensas e planas); montes e platôs submarinos; ilhas vulcânicas (que podem estar relacionadas às cordilheiras oceânicas ou a outras áreas de atividade vulcânica que afloram à superfície); além das fossas submarinas, que constituem zonas de convergência de placas litosféricas, com grandes profundidades e geralmente associadas a arcos insulares. 
Nas planícies abissais podem ocorrer canais submarinos de mar profundo.
Montes submarinos são picos vulcânicos com relevo maior que 1km e tem forma cônica como os vulcões. Essas construções vulcânicas podem atingir a superfície do mar aflorando como arcos de ilhas vulcânicas. Por sua vez a erosão dessas ilhas devido ao embate das ondas promove o aplanaimento do topo das ilhas vulcânicas. Por vezes ocorre o afundamento das ilhas vulcânicas aplainadas a medida que são deslocados lateralmente pelo movimento das placas. Esses montes submarinos cujo topo foi aplainado e ocorrem a 2km abaixo da superfície são chamados de guyots. O crescimento de recifes de coral nos guyots , ao mesmo tempo que estes sofrem subsidência, dá origem aos recifes circulares, denominados atóis.
3) Cordilheiras mesoceânicas ou dorsal mesoceânica: possuem relevo extremamente irregular e tem duas feições distintas: a crista ou eixo e o flanco. A cordilheira meso-oceânica é a mais importante feição topográfica do fundo oceânico. Estende-se quase ininterruptamente por todos os oceanos (Atlântico, Índico, Antártico e sul do Pacífico), cobrindo uma extensão de aproximadamente 76.000 km. Seu relevo, acima do fundo oceânico adjacente, varia de 1 a 4 km, e sua largura, em certas partes, é superior a 1.000 km.
A falha transformante marca o limite entre duas placas litosféricas.
### Morfologia e Processos Litorâneos
A morfologia litorânea refere-se à formação e características das áreas costeiras, incluindo:
- **Praias:** Áreas de sedimentos acumulados pela ação das ondas e correntes. A morfologia das praias pode variar com as mudanças nas condições meteorológicas e no regime de ondas.
- **Dunas:** Formações de areia construídas pelo vento, que protegem a costa e podem variar em tamanho e forma.
- **Falésias:** Acantilados verticais formados pela erosão das ondas e outros processos erosivos.
- **Estuários:** Áreas onde rios encontram o mar, criando zonas de transição entre água doce e salgada.
**Processos Litorâneos:**
- **Erosão:** Remoção de sedimentos da costa devido à ação das ondas, marés e ventos.
- **Sedimentação:** Deposição de sedimentos transportados pela água, formando novas características costeiras como bancos de areia e ilhas.
### Erosão e Intemperismo
- **Erosão:** Processo de desgaste e transporte de materiais rochosos pela ação de agentes naturais, como água, vento e gelo. Nas zonas costeiras, a erosão é frequentemente causada pela ação das ondas e marés.
 
- **Intemperismo:** Processos que envolvem a decomposição e alteração das rochas devido a fatores físicos, químicos e biológicos. Inclui:
 - **Intemperismo Físico:** Quebra das rochas em partículas menores sem alteração química.
 - **Intemperismo Químico:** Alteração química das rochas, como a dissolução de minerais.
 - **Intemperismo Biológico:** Decomposição causada por organismos vivos, como plantas e bactérias.
### Transporte Litorâneo
O transporte litorâneo refere-se ao movimento de sedimentos ao longo da costa devido à ação das ondas, correntes e marés. Os principais processos incluem:
- **Deriva Litorânea:** Movimento de sedimentos ao longo da costa em um padrão paralelo, causado pelo ângulo de incidência das ondas.
- **Correntes de Retorno:** Correntes que transportam sedimentos de volta ao mar após serem movidos para a praia.
### Princípios e Processos de Transporte de Sedimento
Os princípios do transporte de sedimentos envolvem a movimentação de partículas através de vários processos:
- **Transporte por Carga Suspensa:** Sedimentos transportados pela água em suspensão.
- **Transporte por Carga de Leito:** Sedimentos movidos ao longo do fundo por arraste ou rotação.
- **Transporte de Sedimentos em Saltos:** Partículas que saltam ou pulam ao longo do fundo devido a forças de arraste e impacto das ondas.
### Noções de Gravimetria, Magnetometria e Sísmica Marinha
- **Gravimetria:** Medida das variações na gravidade terrestre, utilizada para estudar a estrutura do fundo oceânico e identificar características geológicas como fossas e dorsais.
- **Magnetometria:** Medida das variações no campo magnético da Terra, usada para mapear estruturas subaquáticas e identificar características tectônicas e vulcânicas no fundo do oceano.
- **Sísmica Marinha:** Técnica que utiliza ondas sísmicas geradas por explosões ou fontes de vibração para mapear a estrutura geológica do fundo oceânico. Ajuda a identificar características como camadas de sedimentos e estruturas tectônicas.
### Morfologia e Morfodinâmica de Praias e Estuários
- **Morfologia de Praias:** Inclui a forma e estrutura das praias, que podem ser influenciadas por fatores como ondas, marés e sedimentação. As praias podem ser classificadas como praias de areia, cascalho ou misturadas.
- **Morfodinâmica de Praias:** Estuda as mudanças na forma das praias ao longo do tempo, incluindo processos de erosão e sedimentação. Fatores como a intensidade das ondas, a direção do vento e o regime de marés afetam a morfodinâmica.
- **Morfologia de Estuários:** Refere-se à forma e estrutura dos estuários, que podem incluir áreas de sedimentação e zonas de mistura de água doce e salgada. Estuários podem ser classificados como riachos, deltas ou lagunas.
- **Morfodinâmica de Estuários:** Estuda os processos que afetam a dinâmica dos estuários, incluindo o transporte de sedimentos, variações nas marés e a interação entre água doce e salgada.
Oceanografia por satélites
### Oceanografia por Satélites
A oceanografia por satélites utiliza tecnologia espacial para estudar e monitorar as características e dinâmicas dos oceanos. Isso permite a coleta de dados em grande escala e com alta resolução em diversas variáveis oceanográficas.
### Comportamento do Espectro Eletromagnético
O espectro eletromagnético abrange uma gama de radiações que variam de ondas longas (como rádio) a ondas curtas (como raios-X). Cada tipo de radiação interage de maneira diferente com a superfície e a atmosfera, e é utilizado para diferentes tipos de observação:
- **Raios Gama e Raios-X:** Usados principalmente para observações espaciais e não para oceanografia.
- **Ultravioleta (UV):** Pode ser usado para estudar a concentração de fitoplâncton e a qualidade da água.
- **Visível:** Inclui luz visível, que é útil para observar características superficiais como cor da água e turbidez.
- **Infravermelho (IV):** Utilizado para medir a temperatura da superfície do mar e detectar características térmicas.
- **Micro-ondas:** Utilizadas em radar para medir a altura das ondas e mapear a superfície do mar.
### Principais Variáveis Oceanográficas Medidas por Satélite
Os satélites podem medir uma variedade de variáveis oceanográficas, incluindo:
- **Temperatura da Superfície do Mar (SST):** Medida principalmente por sensores de infravermelho e micro-ondas. Importante para o estudo de padrões climáticos e correntes oceânicas.
- **Altura da Superfície do Mar (SSH):** Medida por radar altímetro. Usada para mapear a topografia do fundo oceânico e monitorar correntes e variações no nível do mar.
- **Cor da Água:** Determinada por sensores ópticos que medem a refletância da luz visível. Indicativa da presença de fitoplâncton, sedimentos e poluentes.
- **Concentração de Clorofila:** Estimada a partir da cor da água, fornecendo dados sobre a biomassa fitoplanctônica e a saúde dos ecossistemas marinhos.- **Salinidade:** Estimada a partir de medições indiretas usando a relação entre SST e a concentração de sal, ou por sensores de micro-ondas.
### Comprimentos de Onda Mais Utilizados
Os comprimentos de onda mais utilizados na oceanografia por satélites incluem:
- **Infravermelho (10-12 micrômetros):** Para medir a temperatura da superfície do mar.
- **Visível (400-700 nanômetros):** Para análise de cor da água e detecção de fitoplâncton.
- **Micro-ondas (1-30 centímetros):** Para medir a altura das ondas e detectar variações na superfície do mar.
### Principais Plataformas Utilizadas em Missões para Estudos Oceanográficos
Diversos satélites são usados em missões para monitoramento oceanográfico:
- **Satélites de Sensoriamento Remoto:** Como o MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) a bordo do satélite Aqua, e o VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) a bordo do satélite Suomi NPP.
- **Satélites de Radar Altímetro:** Como o Jason-3, que mede a altura da superfície do mar com alta precisão.
- **Satélites de Radar de Micro-ondas:** Como o SAR (Synthetic Aperture Radar) que é utilizado para mapear a superfície do mar e monitorar eventos como derramamentos de óleo e gelo marinho.
### Vantagens e Desvantagens do Uso de Satélites na Oceanografia
**Vantagens:**
- **Cobertura Global:** Permite a coleta de dados em áreas remotas e vastas regiões oceânicas.
- **Dados em Tempo Real:** Fornece dados atualizados frequentemente, o que é crucial para monitoramento e previsão.
- **Capacidade de Monitorar Mudanças ao Longo do Tempo:** Ideal para o estudo de tendências de longo prazo e mudanças climáticas.
**Desvantagens:**
- **Custo:** Missões e manutenção de satélites podem ser caras.
- **Resolução Limitada:** A resolução espacial pode ser insuficiente para estudos de áreas muito pequenas ou características muito finas.
- **Dependência de Condições Atmosféricas:** A qualidade dos dados pode ser afetada por nuvens, neblina e outras condições atmosféricas.
### Limitações do Uso do Sensoriamento Remoto
**Resolução Radiométrica:** A capacidade de distinguir entre diferentes intensidades de sinal. Limitações na resolução radiométrica podem afetar a capacidade de detectar pequenas variações em variáveis oceanográficas, como a concentração de fitoplâncton.
**Resolução Espacial:** A capacidade de distinguir objetos ou características em uma imagem. Resoluções espaciais mais baixas podem não permitir a detecção de características pequenas ou detalhes finos na superfície do mar.
**Resolução Temporal:** A frequência com que um satélite revisita a mesma área. A resolução temporal pode limitar a capacidade de monitorar eventos rápidos ou variações diárias.
**Resolução Espectral:** A capacidade de distinguir entre diferentes bandas espectrais. Limitações na resolução espectral podem afetar a precisão na identificação de diferentes componentes da água, como diferentes tipos de fitoplâncton ou poluentes.
Essas limitações podem ser mitigadas com o uso de combinações de diferentes sensores e técnicas de processamento de dados para obter a melhor qualidade de informação possível.
image4.png
image5.png
image6.png
image7.png
image8.png
image1.png
image2.png
image3.png