Exame 26-Janeiro-2008

Engenharia do Ambiente
Física da Atmosfera e dos Oceanos
2º Exame, 26 de Janeiro de 2008
Duração 2 horas.
PARTE TEÓRICA
1. Indique as principais diferenças entre escoamentos oceânicos e atmosféricos.
2. No oceano há anticiclones e ciclones de diferentes dimensões. Considerando o hemisfério Norte:
a) Represente esquematicamente, para ambos os casos, as correntes horizontais e verticais. Repita a sua
representação para o hemisfério Sul. Assuma equilíbrio geostrófico.
b) Justifique a existência de núcleos de água quente associados a anticiclones e núcleos de água fria
associados a ciclones.
c) Considere agora que a força centrífuga não é desprezável (circulação geostrófica generalizada).
Justifique para o caso do anticiclone: (i) a existência de uma força de pressão máxima; (ii) a
existência de um raio mínimo.
d) Considere um vórtice de pequenas dimensões onde a força de Coriolis é desprezável (circulação
ciclostrófica). É possível ter um anticiclone neste caso? Qual é o sentido de rotação? Justifique.
3. Caracterize o conceito de vento de temperatura e indique por que é importante.
4. Diga o que entende por atmosfera baroclínica e explique, justificando, em que regiões da atmosfera a
baroclinicidade é forte.
5. Na camada de mistura oceânica podemos admitir temperaturas e salinidades homogéneas mas o mesmo
não se poderá dizer da velocidade horizontal. Justifique.
6. Explique a intensificação das correntes na costa Oeste dos oceanos, comparando um oceano com
frequência de Coriolis constante com o oceano real. Refira exemplos de correntes, nos oceanos Atlântico e
Pacífico, onde seja visível este contraste.
PARTE PRÁTICA
1. Considere um escoamento oceânico barotrópico, geostrófico em que a superfície livre é dada pela seguinte
equação:
  Axy
Sendo A uma constante positiva.
a) Determine as componentes horizontais u ( x, y, z) e v( x, y, z) da velocidade.
b) Determine a componente vertical w ( x, y, z) da velocidade para f  constante. Considere velocidade
vertical nula no fundo w ( x, y,H)  0 .
c) Repita a alínea anterior para f  f ( y) .
d) Represente no plano horizontal x-y as linhas de corrente e indique o sentido do escoamento para o
hemisfério Norte.
2. O vento geostrófico aos 1000 hPa, num ponto à latitude de 42ºN, sopra de oeste, com a intensidade de 36
km/h; na vertical desse ponto, aos 700 hPa, o vento geostrófico sopra de sul, com a intensidade de 54 km/h.
Calcule o vento de temperatura da camada 1000/700 hPa.
3. Considere um escoamento oceânico baroclínico em que as linhas de    constante são dadas pela
equação:
z

( x  A)
 0
sendo 0 e A constantes positivas. Considerando que no fundo a velocidade é nula v( x,H)  0 e
assumindo geostrofia:
a) Determine a velocidade v( x , z ) .
b) Determine a elevação da superfície livre ( x ) .