Oceanografia estudo para a prova (1)

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ONDAS
Aspectos que diferem a região oceânica da região costeira: efeito da profundidade em águas rasas, amplificação da maré em águas rasas, presença da costa: convergências e divergências e gradiente de pressão, estratificação e compartimentação da mistura, influências terrígenas (rios, pluma estuarina e empuxo).
Ondas oceânicas são deformações das interfaces, em escalas espacial e temporal. Propagam-se com velocidade que depende dos meios separados pela interface e não transportam matéria, somente energia. 
Tipos de ondas:
-Superfície: As ondas de superfície correspondem a um fenômeno de interação entre o oceano e a atmosfera, sendo o vento a causa direta da geração das ondas. A superfície do oceano fica pouco deformada, formando ondas de pequena amplitude, denominada capilares. A tensão superficial tem tendência a destruí-las e voltar a sua superfície lisa. À medida que estas ondas se desenvolvem, a superfície do mar ganha um aspecto irregular, o que permite uma maior exposição ao vento e uma maior transferência da energia do vento para as águas. Quando essa energia aumenta desenvolvem-se ondas de gravidade, que possuem maior amplitude. A força da gravidade é a responsável por retomar sua superfície lisa. É uma onda progressiva, sendo que a energia se move ao longo ou através de uma estrutura.
-Águas mortas: ocorrem quando a água "fresca" está acima da salgada e isso "freia" o barco, é promovida pela própria movimentação da embarcação.
-Ondas internas: Algumas ondas ocorrem e viajam ao longo da interface entre dois fluidos, como ar e água, óleo e água, ou ainda entre água- água e ar-ar, com densidades diferentes.
-Outros tipos (não gravitacionais)
--Rossby (planetárias): São resultado da distribuição continente/oceano, da distância Terra-Sol, dos movimentos de rotação e translação e da inclinação do eixo da Terra que sempre viajam de leste para oeste. 
--Ondas de Plataforma Continental: estas ondas existem porque a plataforma não apresenta profundidade uniforme, mas sim profundidade que aumenta gradativamente em direção ao oceano.
Hipótese de Jeffrey: Sugeriu que a energia das ondas é obtida por variações no campo de pressão. Condições: Velocidade do vento tem que exceder a velocidade da corrente, a velocidade do vento deve ser maior que 1 m/s, a inclinação da onda deve ser suficiente para gerar o efeito de "abrigo".
Velocidade de onda: A velocidade das ondas depende de duas coisas: o comprimento de onda e a profundidade da coluna d’ água. Em geral, quanto maior o comprimento de onda, mais rápida é a onda e quanto mais raso o local, mais vagarosa é a onda. Nos extremos de águas rasas e águas profundas podem existir as seguintes situações: Se a água é profunda (mais profunda que a metade do comprimento de onda), então o fundo não tem influência e a velocidade da onda depende somente do comprimento, com ondas maiores se propagando mais rápido. Se a água é muito rasa (mais rasa que a metade do comprimento de onda), todas as ondas irão se propagar na mesma velocidade. Quanto mais raso, mais lentamente as ondas irão se propagar. A interação entre a água e o fundo freia as ondas e provoca movimento dos sedimentos de fundo.
Propagação de ondas: As ondas se propagam em grupos denominados trens de onda, que podem ser de tamanho variado. À medida que as ondas se distanciam do local de origem elas se transformam em ondas compridas com as cristas aplainadas, denominadas "swell". As ondas de "swell" podem viajar longas distâncias sem perder a energia que adquiriram do vento. Esse grupo de ondas se move com menor velocidade quando comparado às ondas individuais, que não duram muito no oceano.
Refração das ondas: A diminuição da velocidade das ondas após as mesmas penetrarem em águas rasas provoca uma mudança na direção do transporte. A porção da onda que chega primeiro em águas rasas diminuí a velocidade e a porção que ainda está em águas profundas mantém a velocidade. Conseqüentemente, as ondas mudam sua direção, voltando-se para as áreas rasas a medida que diminuem a velocidade. Por esse motivo todas as ondas parecem vir da mesma direção, frontalmente à praia, independente da direção onde foram originadas. Esta deflexão das ondas à medida que atingem águas rasas é denominada refração. 
Reflexão de ondas: Nem toda a energia das ondas é consumida quando elas esbarram contra a linha de costa. Uma parede vertical, tal como um molhe, pode refletir a ondulação de volta para o oceano, com pouca perda de energia.
Tsunamis: Os tsunami são criados pela movimentação de falhas. Isto origina sismos e também mudanças bruscas no nível da água à superfície do mar. Uma vez que o comprimento de onda dos tsunami excede 200 km trata-se, necessariamente, de ondas que se comportam como sendo de águas pouco profundas. No mar aberto movem-se a velocidades superiores a 700 k/h, com alturas de 0,5m. Por isso, passam facilmente desapercebidos. Porém, em águas pouco profundas, tornam-se mais lentos e a água começa a acumular-se contra a linha de costa, podendo ultrapassar 30m de altura e entrando nos portos com efeitos destruidores.
Ondas Gigantes: Ondas gigantes podem ser formadas quando ventos fortes batem contra correntes oceânicas, quando ondas formadas em diferentes tempestades juntam suas forças ou quando o "swell" interage de modo singular com um fundo particular. São observadas longe da costa.
MARÉS
São a manifestação das forças gravitacionais entre astros do Sistema Solar e forças inerciais, percebidas pela hidrosfera. Podem ser definidas como movimentos verticais periódicos ou regulares das massas de água causados pela força gravitacional, que é inversamente proporcional à distância e diretamente proporcional à massa.
A força geradora de maré é a resultante entre a força centrífuga (mesma intensidade e direção em qualquer ponto) e a força gravitacional exercida pela Lua (essa varia em intensidade e direção).
O plano orbital da Lua é inclinado em relação à eclíptica, o que gera marés diurnas desiguais (o nível do mar é maior em Y do que em X)
A declinação do sol também gera desigualdades diurnas, assim como a declinação da Lua.
Marés sizígia: atros em alinhamento (conjunção ou oposição): variação máxima da maré.
Marés de quadratura: astros formam um ângulo de 90º, variação da maré é mínima.
Variações regulares das declinações produz várias constituintes harmônicas e cada uma contribui de algum modo, em local e tempo particulares.
As marés podem ser: 
a. Diurnas: ocorrem apenas uma vez ao dia (24h)
b. Semidiurnas: ocorrem duas vezes ao dia (~12h)
c. Mistas: combinação dos dois tipos anteriores
Teoria do Equilíbrio de Maré: Foi introduzida por Newton para investigar a resposta oceânica à forças geradoras da maré. Na teoria de equilíbrio, assume–se que a terra inteira é coberta de água de profundidade e densidade uniforme, estático (sem correntes) e não possui rotação. Como resultado das forças geradoras da maré, observaremos a forma elipsóide da superfície dos oceanos, com o eixo maior sempre apontado para a lua. 
Teoria da Dinâmica de Marés: Leva em conta a interação das forças celestes e da interrupção dos movimentos de marés pelos continentes em um planeta em rotação, bem como a hidráulica sobre as placas continentais. A força de Coriolis, a inércia e o atrito influenciam o comportamento dos fluidos sujeitos à ação gravitacional dos corpos celestes.
Sistema Anfidrômico: A crista da onda de maré gira em torno de um ponto central onde a amplitude da maré é zero.
Características da Maré em Regiões Costeiras: Para qualquer região costeira podemos definir o tipo da maré, de acordo com suas principais influências. 
Funcionamento de um sistema de previsão de marés: A maré astronômica é um fenômeno caracterizado pela subida e descida periódicas do nível do mar e de outros corpos de água que tem uma ligação com o mesmo (estuários, lagunas, etc.). A maré astronômica resulta da atração gravitacional exercida pela Lua e pelo Sol sobre a Terra. A tábua de marés fornece a altura da maré astronômicana baixa-mar (maré baixa) e na preamar (maré alta) e a hora em que elas ocorrem em um determinado local. O movimento de translação da Lua, também conhecido como dia lunar, tem a duração de 24h e 50 min. Ao dividir este tempo em 4 períodos, teremos quatro turnos de aproximadamente 6h e 12min., que é a duração de cada maré e suas variações, de preamar a baixa-mar. Para catalogar e, assim, prever os movimentos das marés, essas oscilações são registradas nas chamadas Tábuas das Marés, normalmente divulgadas pela Marinha do país. De posse das componentes extraídas do registro de marés possível prevermos a maré futura a partir da série de Fourier.
PROCESSOS COSTEIROS
Camada de Ekman: A camada de Ekman é a camada em um fluido onde existe um balanço entre a força de Coriolis e a força de Atrito. Na Espiral nota-se que a corrente superficial possui um ângulo de 45º em relação ao vento que a gerou. Além disso, observa-se que a direção das correntes varia com a profundidade devido ao efeito de Coriolis. No Hemisfério Norte a espiral tem sentido horário e no Hemisfério Sul o sentido é anti-horário. Enquanto a camada superficial tem uma direção média de 45º em relação ao vento, a camada de água em toda a coluna se move à 90º do vento (transporte de Ekman). 
Na ausencia de turbulência, o momentum é transferido pelo atrito molecular (que é uma propriedade do meio e é uma medida da viscosidade do fluido). No oceano, o atrito molecular não pode ser o responsável pela transferência da energia do vento para água. A transferência de momentum num oceano é feita através da turbulência (que é propriedade do fluido, não do meio).
À medida que a profundidade media de um local diminui, há maior o efeito de cancelamento dos transportes de Ekman da superfície e do fundo devido à fricção. O cisalhamento (fricção) no fundo do mar tende a retardar as correspondentes correntes marítimas; a redução da intensidade das correntes próximo ao fundo provoca a redução da magnitude da forca de Coriolis. À medida que a profundidade média diminui, tanto as correntes de superfície como o transporte de volume são cada vez mais na direção do vento, sem o efeito de Coriolis.
Turbulência ao redor de ilhas: 
Número de Reynolds: balanço de forças entre inércia e atrito.
Há o escoamento do fluido na direção de um obstáculo. Aproximando-se deste, o fluido sofre desvio (porque a aceleração é perpendicular ao movimento) e, ao mesmo tempo, sofre a influência do atrito. O escoamento será definido pelo balanço de duas forças: força inercial (pela imposição do contorno sólido da ilha) e força de atrito (viscosidade agrega as linhas de corrente).
No escoamento, o efeito da ilha depende da importância relativa das forças de inércia e atrito. Se o atrito dominar, o fluido será arrastado ao longo da costa da ilha. Se a inércia dominar, as linhas de corrente serão lançadas para longe da ilha.
Re < 1: escoamento laminar 
Re >= 1: par de vórtices, com refluxo central 
Re >= 10: formação de esteiras e instabilidades 
Re >> 10: vórtices de von Karman
Em mares rasos, a turbulência da camada de fundo pode interferir na camada superficial. Em casos extremos, a camada turbulenta de fundo pode ocupar toda coluna. Os regimes altamente turbulentos raramente ocorrem em águas rasas, pois as camadas de Ekman ocupam grande parte da coluna de água.
Frentes Marinhas: 
As frentes planetárias são importantes na regulação do clima geral da Terra. As frentes costerias são mais restritas espacial e temporalmente, suas influências na circulação atmosférica são mais localizadas.
Densidade compensada: o fluxo desaparece (importante).
A Corrente Circumpolar Antártica é uma corrente oceânica que flui de Oeste para Leste à volta da Antártida e a isola da água morna, estabilizando as camadas de gelo do continente. Conecta os oceanos Pacífico, Atlântico e Índico. Ajuda a regular a troca de calor e carbono entre o oceano e a atmosfera e é o principal mecanismo de troca de calor, CO2, nutrientes, gases...
O transporte meridional de massas, que atravessa a corrente, é realizado ao longo de superfícies isopicnais (mesma densidade), o que gera glande inclinação dessas isopicnais. Isso permite com que diferentes massas de água mergulhem grandes extensões verticais, sem cruzar as isopicnais.
O movimento da água ocorre, preferencialmente, num nível onde as águas ao redor são de mesma densidade. Isso porque para que a água se mova para fora de sua superfície isopicnal, ela tem que trabalhar contra o empuxo (consome muito mais energia quando é contra sua superfície isopicnal)
Quando há gradiente de densidade, não há transporte atravessando a frente. Já na frente compensada, na ausencia de gradiente de densidade, o movimento livre através da frente é permitido.
Frentes Costeiras: Frentes de Ressurgência
Dependem do levantamento da termoclina, duração típica de uma a duas semanas.
Frentes de plataforma continental: 
 Ocorrem na região do talude, têm caráter mais estacionário e há a presença de um gradiente de pressão relacionado a diferentes massas de água.
Frentes em mares rasos:
É o tipo mais estudado, há a competição entre duas forças: calor e maré, e ocorre em região de maré moderada ou intensa.
Frente de Pluma:
Frente de Pluma surge na região costeira próxima da saída do estuário. É facilmente visível devido ao acúmulo de material flutuante. Os sedimentos permanecem na soleira do estuário
ESTUÁRIOS
Definição clássica: Cameron e Pritchard (1963):
“Um estuário é um corpo d’água costeiro semi-fechado, tendo uma conexão livre com o mar aberto, e no qual a água do mar é diluída com água não salina provinda do continente”.
P (precipitação) +Qf (descarga fluvial) > E (evaporação).
Estuário negativo: P+Qf < E. De acordo com a definição de Pritchard, esse sitema não pode ser classificado como estuário. Uma condição usualmente de transição de um estuário para um sistema negativo é aquela que P+Qf = E, o que caracteriza um ambiente neutro.
Num estuário, se a evaporação for menor que a precipitação e as descargas fluviais, o estuário é positivo; se a evaporação exceder a precipitação e as descargas fluviais, o estuário e negativo.
Método de Schreiber para regionalização das vazões do estuário: A descarga de água doce ou vazão fluvial (Qf) representa fisicamente o transporte de volume de água doce em um estuário. Deve ser medido in situ em estações fluviométricas. Todavia, estações fluviométricas são relativamente escassas no Brasil, sendo normalmente necessário o uso de métodos alternativos e indiretos para a obtenção do valor médio da descarga de água doce de um determinado rio. 
Um dos métodos para o cálculo indireto dessa quantidade fisica baseia-se em equações semi-empíricas que estimam o escoamento superficial. Por definição, o escoamento superficial (M) é a parcela da precipitação (P) que irá finalmente alimentar o sistema estuarino. A parcela restante da precipitação é evaporada diretamente para a atmosfera, infiltra-se no solo (e, eventualmente, volta à superficie onde é evaporada) ou ainda participa do metabolismo das plantas e é evaporada através de suas folhas, em um processo denominado transpiração. A evaporação e a transpiração são freqüentemente combinadas num único processo denominado evapo-transpiração. A razão de escoamento superficial (ilfIP) de uma bacia de drenagem depende da própria precipitação e da evaporação. Por sua vez, a evaporação depende da intensidade da radiação solar e, em conseqüência, da temperatura do ar. A forma mais simples para essa razão foi introduzida pelo hidrologista P. Schreiber em 1904
Excursão de maré: Movimento das partículas de água durante o ciclo de maré 
Prisma de maré (P): volume de água do mar que entra no estuário durante a maré enchente, intimamente relacionado à altura da maré. P=Ho+As (área superficial do estuário)
Razão de fluxo (volume de água fluvial): Usado para estabelecer a importância relativa entre as forças de maré e a descarga fluvial. 
R: volume de água fluvial descarregado no estuáriodurante o período de maré. R= Qf+T
Razão de fluxo: R/P
R>>P: estuário dominado pela descarga fluvial
R<<P: estuário dominado pela maré
Geomorfologicamente, eles podem ser divididos em:
Estuários associados a planícies costeiras, que são geralmente rasos e com topografia de fundo suave.
Fiordes, caracterizados por águas relativamente profundas e encostas íngremes. Eles ocorrem principalmente em regiões onde a glaciação é o efeito mais importante na forma do continente.
Estuários associados a barras, constituídos por um canal estreito entre o continente e uma barra, construída pela sedimentação provocada por ondas.
Os estuários podem ser classificados em função do efeito dominante no controle da circulação ou mistura, podendo ser:
Estuários controlados por rios, nos quais a descarga e preponderante nos padrões de circulação e mistura.
Estuários controlados pela maré, onde as correntes de maré determinam a circulação e mistura de águas.
Estuários controlados pelo vento, normalmente restritos a regiões de pequena amplitude de maré, e onde a circulação e a mistura induzidas pelo vento são preponderantes.