EQUILÍBRIO HIDROSTÁTICO A pressão no Oceano é afectada, em parte, pelo movimento da água. Como as correntes oceânicas são relativamente lentas, particularmente na vertical, para muitos fins a pressão em profundidade é tomada como sendo a pressão hidrostática. A pressão hidrostática é o peso da coluna de água actuando por unidade de área, à profundidade z. Considerando ρ=constante, a pressão hidrostática à profundidade z é dada pela Equação Hidrostática, p = − ρgz. No oceano real, ρ varia com a profundidade e pode-se considerar a coluna de água constituída por um número infinito de camadas de espessura infinitesimal dz, contribuindo com uma pressão infinitesimal dp para a pressão hidrostática total à profundidade z, dada pela expressão dp = − ρgdz. Assim, a pressão total à profundidade z é o somatório (o integral) de todas as contribuições dp das diversas camadas. p = ∫ dp = − ∫ ρgdz. EQUILÍBRIO HIDROSTÁTICO Variação da pressão hidrostática com a profundidade: (a) caso real em que a densidade varia de forma contínua com a profundidade; (b) caso em que a densidade é assumida como constante. GRADIENTES HORIZONTAIS DE PRESSÃO Fronteiras laterais (costas) e heterogeneidades no campo do vento originam declives na superfície do mar que fazem variar a pressão hidrostática ao longo de superficies horizontais em profundidade no oceano ⇒ gradiente horizontal de pressão. Versão discreta ou de diferenças finitas do gradiente horizontal de pressão: ∆p ∆z ∆p = − ρg tan θ . = − ρg ⇔ ∆x ∆x ∆x Taxa de variação de pressão ou gradiente horizontal de pressão segundo x: dp = − ρg tan θ . dx Força do gradiente horizontal de pressão por unidade de massa: − 1 dp = g tan θ . ρ dx CONDIÇÕES BAROTRÓPICAS E BAROCLÍNICAS Condições Barotrópicas: • Em condições reais, para oceano homogéneo, a densidade aumenta com a profundidade devido à compressão causada pelo peso da água suprajacente; as superfícies isobáricas (isóbaras, superfícies de igual pressão) são paralelas à superfície do mar e às superfícies isopícnicas (isopicnas, superfícies de igual densidade) ⇒ está-se perante Condições Barotrópicas. • Em condições barotrópicas, a variação de pressão sobre uma superfície horizontal (a uma dada profundidade) é determinada apenas pelo declive da superfície do mar, pois as isóbaras são paralelas à superfície do mar. Condições Baroclínicas: • Qualquer variação da densidade vai afectar o peso da água suprajacente e, consequentemente, a pressão que actua numa dada superfície horizontal. Quando existem variações laterais de densidade, as isóbaras não são paralelas à superfície do mar; as isóbaras intersectam as isopicnas, com declives em sentidos opostos. A inclinação das isóbaras relativamente às isopicnas caracteriza o que se designa por Condições Baroclínicas. CONDIÇÕES BAROTRÓPICAS E BAROCLÍNICAS Relação entre as isóbaras e as isopicnas: (a) condições barotrópicas - a distribuição de densidade (indicada pela intensidade do sombreado a azul) não influencia a forma das superfícies isobáricas; (b) condições baroclínicas - as variações laterais de densidade afectam a forma das superfícies isobáricas. CORRENTES GEOSTRÓFICAS - Equação do Gradiente Ajuste Geostrófico A água tende a mover-se para eliminar as diferenças horizontais no campo da pressão. Este movimento é originado pela força do gradiente horizontal de pressão. Se a força de Coriolis, que actua sobre a água em movimento, é equilibrada pela força do gradiente horizontal de pressão, a corrente está em equilíbrio geostrófico e designa-se por Corrente Geostrófica. As correntes geostróficas podem ocorrer quer em condições barotrópicas (oceano homogéneo) quer em condições baroclínicas (oceano com variações laterais de densidade). Em condições de equilíbrio geostrófico a água move-se segundo um ângulo recto (90º) para a direita (esquerda) da força do gradiente horizontal de pressão no Hemisfério Norte (Hemisfério Sul). Como o equilíbrio geostrófico, representado no seguinte esquema g tan θ ⊗ r f VH resulta do balanço entre a força do gradiente horizontal de pressão e a força de Coriolis, verifica-se a seguinte relação, designada por Equação do Gradiente r g tan θ = f VH Condições Baroclínicas e Correntes geostróficas - Equação Geostrófica Em condições barotrópicas o declive das isóbaras é tan θ a todas as profundidades; a velocidade da corrente geostrófica será iguala (g/f) tan θ a todas as profundidades. Em condições baroclínicas o declive das isóbaras varia com a profundidade. À profundidade z1 a isóbara correspondente à pressão p1 tem um declive tan θ1. À profundidade z0 (nível de referência), a isóbara correspondente à pressão p0 é assumida como sendo horizontal..