10 AULAS 22 a 24 Oceanografia fisica massas de agua, circulacao e correntes oceanica, ressurgencia

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PROFESSORA: 
Oc. MSc. Taiana Guimarães Araujo 
taianagaraujo@gmail.com 
Conteúdo proposto 
 OCEANOGRAFIA FÍSICA: 
 Propriedades físicas da água do mar (distribuição horizontal e vertical da 
temperatura, densidade e pressão); 
 Propagação da luz e do som na água do mar; 
 Massas d’água e curva T –S; 
 Correntes oceânicas; 
 Ressurgência; 
 Ondas; 
 Marés; 
 Técnicas de estudo e equipamentos da Oceanografia Física. 
Massas d’água 
 Como já visto, o oceano é estratificado em termos de densidade, 
com a água mais densa perto do leito oceânico e a menos densa perto da 
superfície; 
 Aqui é importante lembrar que a estratificação da densidade é mais 
pronunciada em latitudes temperadas e tropicais, pois as 
diferenças de temperatura e salinidade entre as águas superficiais e as 
de fundo são maiores do que nos polos; 
 A temperatura (T) e a salinidade (S) são as duas principais variáveis 
usadas para identificar massas d’água porque: 
1) são as duas principais variáveis determinantes da densidade; 
2) são propriedades conservativas, isto é, são alteradas somente por processos 
que ocorrem na superfície e/ou nas bordas das bacias oceânicas; 
 
Massas d’água 
 As massas d’água possuem propriedades distintas e identificáveis 
 podem ser rastreadas/traçadas (origem e movimentos 
independentes); 
 Em função da diferença de densidade, as massa de água não se 
misturam facilmente quando se encontram, em vez disso, elas 
normalmente fluem por cima ou por baixo uma da outra; 
 Assim, massas d’água podem ser bastante persistentes, podendo 
manter as suas característica/sua identidade por grandes distâncias e 
longos períodos de tempo; 
 Por isso, dentro do oceano, i.e. no meio da coluna d’água, somente 
ocorrem mudanças como resultado da mistura de massas d’água com 
diferentes características. 
 
Massas d’água 
ORIGEM E LOCALIZAÇÃO DAS MASSAS D’ÁGUA 
 Normalmente as massas d’água se originam, ou seja, ganham suas 
características de T e S na superfície e então procuram o seu próprio nível de 
densidade por subsidência ou convecção termohalina, profundidade na qual 
atingem o equilíbrio vertical; 
 Assim, independentemente da profundidade em que se localizam, as 
características das massa de água foram determinadas, em primeira instância, 
pelos processos de aquecimento X resfriamento e precipitação X 
evaporação que ocorreram na superfície do oceano quando essas massas foram 
formadas. 
Massas d’água 
 Em sequência de profundidade crescente, as massas d’água são 
c1assificadas como (as profundidades de cada uma variam de acordo 
com o Oceano que se trata e com a profundidade máxima deste 
oceano): 
 1) de superfície da superfície até cerca de 200 m ou até 0 início da 
termoclina; 
 2) central do topo à base da termoclina (referente à termoclina); 
 3) intermediária da base da termoclina até cerca de 1500 m; 
 4) profunda  abaixo da água intermediária mas sem contato com o fundo, 
até cerca de 2000 m; 
 5) de fundo abaixo dos 3000 m e em contato com o leito oceânico. 
Massas d’água 
A COSTA BRASILEIRA É BANHADA PELAS SEGUINTES MASSAS D’ÁGUA: 
 Água Costeira – AC e Água da Plataforma Continental – AP  adjacentes à costa, 
sofrem grande influência da região costeira, como por exemplo, costuma apresentar 
salinidades mais baixas devido à influência continental (fluvial) 
 Água Tropical - AT (T> 18,0°C; S> 36,0)  formada pelo aquecimento superficial e 
aumento de salinidade devido à evaporação na zona intertropical. Localizada longe 
da costa mas na região superficial do Atlântico, pode ocupar até os 200 m. 
 Água Central do Atlântico – ACAS (T= 18° a 8°C; S= 36 a 34,5)  localizada entre 
100 e 800 m de profundidade, é formada pela subsidência da água superficial na 
zona subtropical (40° S) na Convergência Subtropical do Atlântico Sul. 
Massas d’água 
A COSTA BRASILEIRA É BANHADA PELAS SEGUINTES MASSAS D’ÁGUA: 
 Água Intermediária Antártica – AIA (T= 2,5° a 6,0°C; S= 33,8 a 34,5)  formada por 
uma convecção profunda ao sul do Chile (Convergência Antártica – 50° S). Seu 
núcleo é definido pelo mínimo de salinidade e pode ocupar os 1500 metros. 
 Água Profunda do Atlântico Norte – APAN  formada na costa da Groenlândia, 
alcançando o Antártico. Altamente oxigenada. Limite superior definido pela região 
do mínimo de T °C. Profundidade de 1500- 2000 metros. 
 Água Antártica de Fundo – AAF (T= -1°C; S= 34,64)  formada nos Mares de 
Weddell e de Ross (oceano Antártico) durante o inverno. Mais fria dentre todas as 
massas d’água oceânicas. 
 
Massas d’água do oceano Atlântico 
0
500
1000
1500
2000
2000
3000
4000
5000
6000
P
ro
fu
n
d
id
a
d
e
 (
m
)
ÁGUA TROPICAL SUPERFICIAL
ÁGUA CENTRAL DO ATLÂNTICO SUL
ÁGUA ANTÁRTICA INTERMEDIÁRIA
ÁGUA NORTE ATLÂNTICA
núcleo
30º W35º W
MASSAS D'ÁGUA
Massas d’água na costa brasileira 
ÁGUA DE FUNDO ANTÁRTICA 
Massas d’água e diagrama T-S 
 A ferramenta mais 
utilizada na identificação 
das massas d’água é o 
diagrama T – S, um gráfico 
que tem a temperatura 
como ordenada (eixo Y) e a 
salinidade como abscissa 
(eixo X). 
 Cada ponto no diagrama T 
– S define um tipo de 
água, e a união dos pontos 
de observação de uma 
série de estações 
oceanográficas constitui a 
chamada curva T – S. 
Conteúdo proposto 
 OCEANOGRAFIA FÍSICA: 
 Propriedades físicas da água do mar (distribuição horizontal e vertical); 
 Propagação da luz e do som na água do mar; 
 Massas d’água e curva T –S; 
 Correntes oceânicas; 
 Ressurgência; 
 Ondas; 
 Marés; 
 Técnicas de estudo e equipamentos da Oceanografia Física. 
Correntes Oceânicas  CONTEÚDO 
 Considerações Iniciais: 
 Classificação das forças; 
 Classificação dos movimentos da água; 
 Circulação atmosférica: sistema global de ventos; 
 Efeito, desvio ou “força” de Coriolis; 
 Espiral e transporte de Ekman. 
 
 Circulação Geral dos Oceanos: 
 Circulação superficial; 
 Circulação termohalina. 
 
 Ressurgência: 
 Origem do processo; 
 Bomba biológica e bomba física de solubilidade. 
Classificação das forças 
 Primárias (causam movimento): 
 Gravitacional  age sobre a massa total de água; 
 Tensão do vento  pode ser tangencial (ângulo diferente do reto 
fricção) ou normal (ângulo reto  pressão) à superfície do mar; 
 Pressão atmosférica; 
 Sísmica. 
 
 Secundárias (resultam do movimento): 
 Força de Coriolis  relativa à rotação da Terra 
 Fricção  relativo ao atrito ocorrido nas interfaces (Ex: entre atm e lâmina 
d’água, entre coluna d’água e leito oceânico, ou mesmo entre 2 massas de 
água diferentes. 
 Induzidos pelo vento  Ex: ondas e correntes superficiais; 
 
 Induzidos pela gravidade  Ex: correntes de maré; 
 
 Resultantes da variação da densidade  Ex: correntes 
termohalinas; 
 
 Induzidos por atividades sísmicas  Ex: tsunamis; 
 
 
Classificação dos movimentos da água 
Circulação Atmosférica 
Circulação Atmosférica – Sistema Global de Ventos 
 VENTOS: movimento de ar oriundo da existência de zonas de baixa e 
alta pressão, ou seja, do desequilíbrio térmico; 
 Essas zonas são formadas principalmente pelas diferença de 
temperatura  desequilíbrio de radiação, de umidade... 
 Zonas de Baixa Pressão (B.P.): 
 Equador (origem térmica)  aquecimento solar 
 Lat. 60o (origem dinâmica)  rotação da Terra turbilhão polar 
 Zonas de Alta Pressão (A.P.): 
 Pólos (efeito térmico mascara o efeito dinâmico)  ar frio; 
 Lat. 30o  mergulho das correntes dirigidas aos polos por resfriamento  
ventos alíseos. 
Sistema Globalde Ventos  Nas baixas latitudes, a circulação 
atmosférica consiste basicamente 
nas células de Hadley (células 
de convecção atmosféricas), 
formadas entre o Equador e 
latitudes de 30, pelos ventos 
alísios na superfície que sopram 
em direção ao Equador, e por 
ventos indo em direção aos pólos 
na camada superior; 
 A região onde os vento de 
superfície dos dois hemisférios 
convergem é chamada de Zona 
de Convergência Intertropical 
(ZCIT); 
 A ZCIT está geralmente associada 
com a zona de máxima 
temperatura da superfície do mar 
e move-se um pouco para Norte e 
para Sul a depender das estações 
do ano. 
Sistema Global de Ventos 
Principais células de convecção atmosféricas 
 Além disso, o padrão de ventos é fortemente influenciado pela distribuição da 
terra e mar  diferenças na capacidade termal das massas continentais e 
oceânicas. 
 Para uma mesma quantidade de radiação solar, a terra aquece aproximadamente 
5 vezes mais rápido que a água  sistema de brisas; 
 
Circulação Atmosférica – Sistema Global de Ventos 
 Em médias latitudes, os sistemas de ventos predominantes são: 
 os ciclones  ao redor de zonas de B.P. 
 - H.N – anti-horário 
 - H.S. – horário 
 e anticiclones  ao redor de zonas de A.P. 
 - H.N – horário 
 - H.S. – anti-horário 
 ATENÇÃO: os ciclones apresentam a mesma direção da rotação do 
planeta em cada hemisfério e os anticiclones a direção inversa; 
Circulação Atmosférica – Sistema Global de Ventos 
Circulação Atmosférica – Sistema Global de Ventos 
FONTE: https://pt.dreamstime.com/ilustra%C3%A7%C3%A3o-stock-ciclones-e-anticiclones-image68445654 
Circulação Atmosférica – Sistema Global de Ventos 
FONTE: http://www.jovemexplorador.iag.usp.br/index.php?p=blog_fluido-giro-relativa 
Circulação Geral Oceânica e 
Circulação Superficial 
Circulação Geral dos Oceanos 
 Apesar de sofrerem flutuações mais ou menos periódicas, as águas 
oceânicas encontram-se em movimento seguindo padrões consistentes 
que prevalecem ao longo do tempo; 
 As principais forças que guiam esses movimentos são a energia do Sol 
e a rotação da Terra. 
 Esses movimentos são chamados de Correntes Oceânicas e podem ser: 
 Horizontais de superfície; 
 Horizontais de fundo; 
 Verticais ascendentes; 
 Verticais descendentes. 
Circulação Superficial dos Oceanos 
 Originada a partir da energia cinética transferida do vento para a 
camada superficial da água do mar; 
 Quanto maior a velocidade do vento, maior a força friccional (i.e. o 
atrito) agindo na superfície do mar; 
 Esta força friccional é conhecida como tensão do vento ou tensão 
superficial; 
 Cerca de 10% da água oceânica faz parte das correntes superficiais, as 
quais fluem horizontalmente até uma profundidade de 400 m, onde 
o efeito da força friccional do vento ainda é sentido; 
 Assim, as correntes superficiais se movem acima da picnoclina. 
Circulação Superficial dos Oceanos 
Circulação Superficial dos Oceanos 
Principais correntes oceânicas superficiais. 
Circulação Profunda dos Oceanos 
ou Circulação Termohalina 
 Vimos que, em geral, as correntes superficiais fluem acima da 
picnoclina, no entanto, a água dentro e abaixo da picnoclina também 
circula, mas a força que gera essa circulação mais lenta e profunda 
(circulação termohalina) vem da ação da gravidade em massas d’água 
adjacente que apresentam diferentes densidades; 
 Muito dos conhecimentos da circulação tridimensional dos oceanos 
tem sido deduzido a partir do estudo das massas d’água  seus 
padrões, tendências e oscilações; 
 As correntes profundas ocorrem na zona profunda abaixo da 
picnoclina, influenciando aproximadamente 90% das águas oceânicas; 
Circulação Termohalina 
 Os processos termohalinos são governados pelas variações na 
temperatura e salinidade da água do mar, que controlam sua 
densidade. 
 A circulação termohalina é o resultado das diferenças de densidade das 
águas, causando instabilidade dentro da coluna d’água; 
 Estas diferenças são geralmente pequenas, mas suficientes para causar 
o afundamento das águas mais densas. 
 Os principais fatores externos, responsáveis pelas alterações de 
densidade nos oceanos, são os fluxos de massa e calor. 
Circulação Termohalina 
Circulação Termohalina 
 Movimento vertical ou convectivo das massas de água; 
 Esse tipo de movimento/circulação das massas de água oceânicas 
ocorre em função das diferenças de densidade; 
 Funciona basicamente da seguinte forma: 
 
Águas quentes e/ou 
menos salgadas 
Águas frias e/ou 
mais salgadas 
 Nas latitudes subpolares do Hemisfério Sul, a área mais significativa onde 
massas de água profunda são formadas é abaixo da camada de gelo, ao 
longo das margens do continente antártico; 
 O congelamento das águas produz uma água muito fria e densa que desliza 
no talude continental da Antártica, conhecida como Água de Fundo 
Antártica (AFA); 
 Esta é a massa d’água mais densa de todos os oceanos. A AFA afunda 
lentamente e espalha-se para todas as outras bacias oceânicas. 
 Nas latitudes subpolares do Hemisfério Norte, um importante sumidouro 
de água fria de superfície ocorre no Mar da Noruega; 
 Após afundar, esta água flui como corrente de subsuperfície dentro do 
Atlântico Norte e recebe o nome de Água Profunda do Atlântico Norte 
(APAN); 
 A APAN também se espalha pelas demais bacias oceânicas, mas ocupa uma 
posição acima da Água de Fundo Antártica. 
Circulação Termohalina 
Circulação Termohalina 
Em realidade, as correntes superficiais 
e profundas dos oceanos estão todas 
conectadas pelo “Grande cinturão de 
transporte oceânico” 
Circulação Termohalina Transporte de calor, não só de 
massa. 
Efeito de Coriolis e Espiral de 
Ekman 
Efeito de Coriolis 
 Efeito, desvio ou “força”de Coriolis  força aparente de um corpo 
em movimento quando seu movimento é observado em relação à 
rotação da Terra. 
 
 Os corpos em movimento (na atmosfera e no mar) se “desviam” 
para a esquerda da direção do movimento no HS e para a direita do 
movimento no HN. 
Caminho 
pretendido 
Caminho real 
resultante do 
efeito de Coriolis 
http://www.youtube.com/watch?v=rD-m1SO5i2M 
Espiral e Transporte de Ekman 
 Resultante do balanço entre o efeito de Coriolis e a força de fricção ou 
atrito. 
 Em qualquer profundidade, a água está sujeita a três forças: 
 a tensão da camada superior (no caso da superfície, o vento); 
 a tensão na camada inferior; 
 a força de Coriolis; 
 O transporte de Ekman é o movimento médio resultante de todas as 
camadas da espiral juntas, sendo de 90 à direita da direção do vento no 
H.N. e à esquerda no H.S. 
Espiral e Transporte de Ekman 
Bombeamento de Ekman 
 Consequência da espiral de 
Ekman  bombeamento de 
Ekman: 
 
 Zonas de divergência: 
- Giros ciclônicos ou anti-
horários no HN; 
- Giros anti-ciclônicos ou 
horários no HS; 
 
 Zonas de convergência: 
- Giros ciclônicos ou anti-
horários no HS; 
- Giros anti-ciclônicos ou 
horários no HN; 
 
Conteúdo proposto 
 OCEANOGRAFIA FÍSICA: 
 Propriedades físicas da água do mar (distribuição horizontal e vertical) e 
propagação da luz e do som na água do mar; 
 Massas d’água e curva T –S; 
 Correntes oceânicas; 
 Ressurgência; 
 Ondas; 
 Marés; 
 Técnicas de estudo e equipamentos da Oceanografia Física. 
Ressurgências 
 Fenômeno oceanográfico que consiste na intrusão ou ascensão de águas 
marinhas profundas até áreas menos profundas do oceano, chegado 
geralmentea atingir zona eufótica; 
 Regiões de ressurgência representam aproximadamente 0,1% da superfície 
dos oceanos apenas; 
 Contudo, estas áreas fornecem mais de 40% de toda captura mundial da 
pesca comercial. 
 Existem poucos tipos de ressurgência: 
 Costeira  ventos e topografia de fundo da plataforma continental; 
 Governada pela descarga de rios; 
 Devido à mistura da maré; 
 Induzida pela circulação de larga escala (polar, equatorial e a lesta das bacias 
oceânicas). 
Ressurgências 
Ressurgência X Bombas Biológica e Física 
de Solubilidade 
 A eficiência da Bomba Física de Solubilidade está diretamente 
relacionada com as zonas de formação de águas profundas e com a 
circulação termohalina e inversamente associada com as áreas de 
ressurgência; 
 
 Já no caso da Bomba Biológica, sua eficiência tem relação com as 
áreas de grande produtividade primária dos oceanos, apresentando 
relação direta com águas costeiras e áreas de ressurgência e inversa 
com regiões de águas oligotróficas. 
 
 
CO2 
Oceanic Primary Production: Sept. 97 – Aug. 98 
CO2 CO2 
Bombas Biológica e Física de Solubilidade 
OBRIGADA e 
BOA 
TARDE !!!