Relevo_marinho_e_circulação_oceânica

Os Oceanos da Terra:
• Cobrem 70.8% da superfície da Terra
• Estão interligados (“oceano global”)
• Tem dimensões e volumes enormes (contém 97% da água da Terra)
Os Oceanos:
• Pacífico
• Atlântico
• Índico
• Ártico
e ainda….
• Oceano
Antárctico ou do
Sul
Comparação entre oceanos e continentes
Pacífico Atlântico Índico
metros
profundidade relativa dos oceanos
superfície da Terra
altiude média
dos continentes
Ártico
metros
nível do mar
Monte Everest - a montanha
mais alta (8850 metros)
Pacífico
Índico
metros
metros
metros
dimensões relativas dos oceanos
Atlântico
Profundidade dos oceanos
e altitude dos continentes
altiude média
dos continentes
(840 metros)
Ártico
profundidade média dos
continentes (840 metros)
Fossa das Marianas – o ponto
mais profundo (11022 metros)
A curva hipsográfica
Altitude (km)
Monte Everest (8850 metros)
Continentes – 29.2%
Montanhas
Altitude média dos continentes (840 metros)
Profundidade (km)
nível do mar
Margem continental
Profundidade média do oceano (3729 metros)
Oceano profundo
Fossas
Oceanos – 70.8%
Fossa das Marianas (11022 metros)
Milhões de quilómetros quadrados
Percentagem da superfície da Terra
Percentagem da área
A curva hipsográfica mostra a relação entre a altitude dos
continentes e a profundidade do oceano
O fundo do Oceano
Margem continental passiva
terra
plataforma continental
Margem continental activa (convergente)
plataforma continental
nível do mar
vertente continental
rampa continental
nível do mar
planície
abissal
vertente continental
fundo oceânico
50 km
distorção vertical =10X
plataforma
vertente
rampal
50 km
planície
abissal
terra
fossa
oceânica
50 km
distorção vertical =10X
nível do mar
rift
vertente
montanhas submarinas
crista submarina
distorção vertical = escala horizontal/escala vertical = 50/5 = 10X
plataforma
A plataforma e vertente continental são por
vezes cortadas por grandes canhões
submarinos. Alguns estão relacionados com
rios, mas muitos não estão, como são
exemplo alguns canhões submarinos da
Península Ibérica
O fundo submarino ao largo da Península Ibérica
ESTRUTURA VERTICAL DO OCEANO
Perfis verticais da temperatura típicos para
as diferentes latitudes do oceano. A
termoclina sasonal ocorre devido ao forte
aquecimento superficial do oceano durante o
Verão nas latitudes médias.
Sucessão de perfis de temperatura mostrando
o desenvolvimento (linhas a cheio) e o
decaimento (linhas tracejadas) da termoclina
sasonal no hemisfério Norte.
ESTRUTURA VERTICAL DO OCEANO
Perfis verticais médios de salinidade típicos para as
diferentes latitudes do oceano mundial.
Perfis verticais médios de densidade típicos para as
diferentes latitudes do oceano mundial.
ESTRUTURA VERTICAL DO OCEANO
 A região superficial (na ordem de metros ou dezenas de metros) corresponde à
“camadade mistura” onde o oceano está bem misturado devido à influência directa
do vento. Nesta região, temperatura, salinidade e consequentemente a densidade,
variam pouco em profundidade. Segue-se uma região de forte gradiente vertical
da temperatura (termoclina), da salinidade (haloclina) e em consequência, da
densidade (picnoclina). Na região profunda estes parametros voltam a variar
pouco em profundidade.
Estrutura vertical típica do oceano
ESTRUTURA VERTICAL DO OCEANO
Secção vertical norte-sul média zonal de temperatura para o oceano mundial
Secção vertical norte-sul média zonal de densidade para o oceano mundial
PRINCIPAIS MECANISMOS GERADORES DOS
MOVIMENTOS OCEÂNICOS
 O oceano está em movimento constante, com escalas desde as grandes correntes
oceânicas até aos pequenos vórtices. A génese de todos estes movimentos está na
radiação solar e na rotação da Terra.
 Contribuição da energia radiante solar:
• O Sol influencia a circulação oceânica através da circulação atmosférica. A
energia é transferida dos ventos para as camadas superficiais do oceano através
do atrito entre a atmosfera e a superfície do mar  circulação induzida pelo
vento.
• O Sol causa variações na temperatura e salinidade da água do mar, que
controlam a sua densidade: variações de temperatura são causadas por fluxos
de calor através da interface ar-água; variações de salinidade são causadas por
adição e remoção de água doce, através da precipitação, evaporação e das
transições gelo-água nas regiões polares. Quando a água superficial se torna
mais densa que a água que está por baixo, gera-se instabilidade e a água
superficial afunda-se  circulação governada pela densidade, que resulta do
arrefecimento e/ou aumento da salinidade da água superficial designada
circulação termohalina.
Correntes oceânicas de larga escala
• Correntes superficiais
– Afecta a camada do oceano acima da picnoclina (~10% do oceano)
– São consequência das cinturas de ventos na atmosfera
• Correntes profundas
– Afecta a água profunda abaixo da picnoclina (~90% do ocaeno)
– São consequência das diferênças de densidade da água do oceano
– São correntes mais vastas e lentas que as de correntes superficiais
As correntes oceânicas superficiais seguem de perto a cirulação geral da atmosfera
Padrão de ventos no Atlântico
Padrão de correntes no Atlântico
Circulação Induzida pelo Vento

Sistema de correntes superficiais no Oceano
à escala mundial.
Campo médio do vento na superfície da Terra
e posição da Zona de Convergência InterTropical em (a) Julho e (b) Janeiro.
Importância da circulação oceânica na
redistribuição de energia na Terra:
A Correia de Transmissão Global
PRINCIPAIS MECANISMOS GERADORES DOS
MOVIMENTOS OCEÂNICOS
 Contribuição da rotação da Terra:
Um projéctil disparado a partir do equador para norte, move-se para leste, tal como a
Terra e para norte com a velocidade do disparo. À medida que se desloca para norte, a
velocidade com que a Terra se move para leste é cada vez menor, pois v=r,
=constante e r diminui com a latitude. Como resultado, o projéctil não se desloca só
para norte, mas também para leste relativamente à Terra (para a sua direita). O mesmo
raciocínio é válido no caso do disparado ser de norte para sul, no hemisfério norte:
relativamente à Terra desloca-se não só para sul, mas também para a sua direita (para
oeste). O mesmo acontece com as massas de água em movimento no oceano (ar na
atmosfera)  efeito da força aparente designada por força de Coriolis.
 A força de Coriolis é uma força aparente que actua sobre os corpos em movimento na
superfície terrestre, segundo um ângulo de 90º 'cum sole', i.e,. para a direita no
Hemisfério Norte e para a esquerda no Hemisfério Sul. A força de Coriolis é nula no
Equador e aumenta com a latitude, sendo máxima nos pólos terrestres.
 Componente horizontal da força de Coriolis: m2sinVH=mfVH, f-Parâmetro de Coriolis
PRINCIPAIS MECANISMOS GERADORES DOS
MOVIMENTOS OCEÂNICOS
Efeito da Rotação da Terra
(a) Um projéctil lançado para
Norte a partir do equador move-se
para Leste tal omo a Terra e para
Norte com a velocidade de
disparo.
(b) Trajectória do projéctil relativamente
à Terra. No tempo T1 o projéctil moveuse para M1 e a Terra para G1. No tempo
T2 o projéctil moveu-se para M2 e a Terra
para G2. Há depleção causada pela força
de Coriolis, maior a maiores latitudes.
A roda da bicicleta não roda no Equador,
mas vai rodando no sentido dos ponteiros
do relógio relativamente à Terra, cada vez
com maior velocidade à medida que se
aproxima do pólo.
PRINCIPAIS MECANISMOS GERADORES DOS
MOVIMENTOS OCEÂNICOS
 Principais forças a considerar no estudo dos movimentos no Oceano:
Directas, que causam o movimento:
• Atracção gravitacional (Sol e Lua);
• Tensão do vento (pode ser tangencial - atrito, ou normal - pressão);
• Força dp gradiente horizontal de pressão;
• Pressão atmosférica (1mb faz variar a superfície do oceano em cerca de 1cm);
• Sísmicas (resultam do movimento do fundo marinho);
Indirectas, que resultam do movimento:
• Força de Coriolis (surge devido à rotação da Terra);
• Forças de atrito (opõem-se ao movimento e fazem dissipar energia mecânica
convertendo-a em energia térmica).
PRINCIPAIS MECANISMOS GERADORES DOS
MOVIMENTOS OCEÂNICOS
 Os movimentos podem ser classificados de acordo com as forças que os originam:
• Circulação termohalina - resulta da variação da densidade numa região
limitada, de modo que a acção diferencial da gravidade gera movimento
relativo;
• Circulação induzida pelo vento - correntes nas camadas superficiais, ondas de
superfície e afloramento de águas da sub-superfície (upwelling);
• Correntes de maré - essencialmente horizontais, consequência directa da Lei de
Atracção Gravitacional;
• ‘Tsunamis’ - resultam de forças aplicadas junto ao fundo devido a movimentos
da crusta submarina;
• Movimentos turbulentos: resultam da tensão de corte, ou seja, dos gradientes
de velocidade, por vezes junto das fronteiras do oceano;
• Movimentos diversos: ondas internas, ondas de inércia, ondas planetárias de
Rossby, etc..
DIFERENTES ESCALAS NA CIRCULAÇÃO DOS OCEANOS
 Devido à diversidade de forças que actuam no oceano, os movimentos são um
somatório de movimentos de diversas escalas. Os movimentos no Oceano vão
desde os pequenos turbilhões, na escalas dos milímetros, até às grandes correntes
oceânicas, na escala das dezenas de milhares de quilómetros, como a corrente do
Golfo ou o giro do Atlântico Norte.
 Embora estas escalas se sobreponham, elas podem ser tratadas de forma
independente. As forças relevantes que actuam são diferentes e as leis físicas
preponderantes para a explicação dos fenómenos são em geral diferentes.
 As escalas típicas dos movimentos oceânicos são:
• larga escala;
• mesoescala;
• pequena escala;
• microescala - movimentos na escala dos centímetros ou inferior: difusão
molecular, fenómenos nas fronteiras, viscosidade, tensão superficial, etc.
DIFERENTES ESCALAS NA CIRCULAÇÃO DOS OCEANOS
 Larga escala - as grandes correntes oceânicas que determinam a circulação geral
do oceano (>1000km).
Exemplo da circulação de larga escala: circulação
geral dos oceanos.
DIFERENTES ESCALAS NA CIRCULAÇÃO DOS OCEANOS
 Mesoescala - fenómenos locais,
independentes mas por vezes com
implicações na circulação geral,
resultam da acção de forças locais e
cuja escala é da ordem de dezenas ou
centenas de quilómetros. Exemplos:
correntes e contra-correntes costeiras,
vórtices (‘eddies’) com raios de
dezenas de quilómetros, afloramento
costeiro (‘upwelling’), filamentos,
frentes, etc.
Exemplo da circulação de mesoescala:
afloramento costeiro, filamentos, vórtices,
correntes e contracorrentes costeiras, etc.
DIFERENTES ESCALAS NA CIRCULAÇÃO DOS OCEANOS
 Pequena escala - movimentos à escala de metros: cinemática e dinâmica interna
dos vórtices e filamentos, movimentos nas frentes de temperatura, movimentos
junto ao fundo em águas pouco profundas, movimentos em portos, praias,
enseadas, estuários, etc.
Exemplo da circulação de pequena escala: a hidrodinâmica costeira.
Ondas, correntes costeiras induzidas pelas ondas, Interacção entre o
escoamento e o fundo, pequenos vórtices, algumas ondas internas, etc.