LIGAÇÕES ENTRE A METEOROLOGIA E A OCEANOGRAFIA

Ligações entre a Meteorologia e a Oceanografia
Ricardo de Camargo
Depto de Ciências Atmosféricas - IAG/USP
Contrastes de propriedades entre atmosfera e oceano
• densidade à superfície: 1,2 kg/m3 para o ar e
1025 kg/m3 para o oceano
• existe uma interface bastante estável devido à
intensidade da força restauradora que é a gravidade
• junto à interface existem camadas limite em ambos
os meios, um sentindo a presença do outro
• as transferências de propriedades como calor e
momento entre os meios ocorrem portanto em uma
superfície bem definida
• a descontinuidade de densidade implica também em
descontinuidades óticas que tem grande impacto no
balanço de radiação (absorção-emissão)
• a massa do oceano é cerca de 270 vezes maior do
que a massa da atmosfera, o que significa que o
peso de toda a coluna atmosférica acima de nós é
aproximadamente o peso de uma coluna de apenas
10m de água do mar
• esta diferença de massa também implica em uma
grande diferença de capacidade térmica, além do
fato do calor específico da água ser 4 vezes maior do
que o do ar
• isto significa que uma camada de apenas 2,5m de
água tem a mesma capacidade térmica por unidade
de área do que toda a coluna atmosférica
• esta capacidade térmica do oceano tem importância
capital nas variações sazonais, pois o excesso de
calor recebido no verão é armazenado nas camadas
de superfície(0-100m) e é devolvido para a
atmosfera no inverno
• assim a temperatura de superfície do oceano varia
muito menos do que a do continente, o qual não
consegue armazenar calor
Dimensões
• atmosfera: horizontalmente contínua e limitada
apenas por baixo; altura média da troposfera 1218km
• oceano: horizontalmente limitado (bacias oceânicas
de milhares de km) e também por cima e por baixo;
profundidade média dos oceanos 4km (valores
máximos de 10km)
 esta analogia faz com que o Oceano Pacífico, com
15000km de extensão horizontal e 4 km de
profundidade média pareça uma fina camada sobre a
superfície da Terra; da mesma forma, toda a
troposfera, com 40000km de extensão e 12-18km de
altura
Ordens de grandeza de ventos e correntes junto à interface
vento: média 4-5 m/s com valores máximos acima 40m/s em
situações extremas
corrente: média inferior a 1m/s com valores máximos de 3-4m/s
nas correntes oeste mais intensas
Associações entre atmosfera e oceano
• camada de mistura: limite entre os meios, na qual
as propriedades estão quase homogeneizadas
• salinidade x umidade: assim como existe o vapor
d’água dissolvido na atmosfera, existem sais
dissolvidos na água do mar
diferença 1: a salinidade é uma característica de
toda a coluna d’água enquanto que a maior parte
da umidade se restringe aos níveis baixos e
médios
diferença 2: a umidade na atmosfera pode causar
instabilidades mais intensas do que a salinidade
no oceano
• o efeito da rotação da Terra implica em tendências
de giro para determinados movimentos, defletindo-o
para a direita (esquerda) no Hemisfério Norte (Sul)
 lembrar que movimentos ciclônicos são no mesmo
sentido da rotação da Terra e anticiclônicos no
sentido oposto (regra da mão direita)
Configurações típicas de escala global
variações na vertical na atmosfera
e nos oceanos
Padrões típicos do vento sobre o oceano
DJF
Padrões típicos do vento sobre o oceano
JJA
Correntes de superfície nos oceanos
alíseos de E na região equatorial e vento de W nos
subtrópicos induzem grandes giros de superfície
nos oceanos tropicais
Nas latitudes mais altas, as correntes e giros
subtropicais nos oceanos são também gerados por
ação do vento, além da parte termohalina
A distribuição de temperatura e salinidade na
superfície dos oceanos é resultado dos diversos
processos de interação entre o oceano e a
atmosfera, basicamente de evaporação e
precipitação e também da circulação de superfície
Os alíseos no Pacífico Equatorial mantém gradientes
horizontais de temperatura de superfície,
caracterizando uma piscina quente warm pool no
Pacífico Oeste e uma mais fria no Pacífico Leste, o
que induz padrão típico de cinturões de convecção.
Em alguns anos, por vários motivos, os alíseos não
são tão intensos e a warm pool se propaga para
leste, acompanhada por sua correspondente banda
de convecção: El-Niño!!
Padrão de dipolo no Atlântico Tropical: boa
correlação com distribuição e variabilidade de
precipitação no NE
Gradiente inter-hemisférico
Efeitos do padrão atmosférico no oceano
estabelecimento de camada de mistura e geração de
correntes, por efeito da tensão de cisalhamento do
vento (atrito)
Transporte de Ekman
o transporte efetivo de massas d’água pelo vento
nos oceanos depende da rotação da Terra, e se dá
à direita (esquerda) do vento no HN (HS).
Escala Regional ou Mesoescala
novamente o transporte de Ekman associado aos
sistemas atmosféricos tem importantes implicações
quando a configuração do vento promove remoção de
água da região costeira em direção ao mar aberto,
ocorre o fenômeno conhecido por ressurgência
costeira (Costa do Peru, Costa da Califórnia, Bacia
de Santos em maior escala e Cabo Frio-RJ em
escala local), que é o afloramento de águas
subsuperficiais, portanto mais frias
obs: o fato de haver águas mais frias junto à costa
pode implicar em uma intensificação da célula de
brisa marítima (gerada pelo contraste térmico entre
o continente e o oceano)
Por outro lado pode haver o acúmulo de água na
costa, o que causa subsidência costeira e também
grandes inundações por aumento do nível médio
do mar: Marés meteorológicas
Estes aumentos não podem ser previstos com
antecedência maior do que alguns dias (tábuas de
marés, por exemplo, não incluem este fenômeno)
Quando associado a condições meteorológicas
extremas, pode ter graves consequências (Índia,
por exemplo) ou pelo menos forte poder erosivo
em regiões costeiras de caráter sedimentar (costa
sul-sudeste do Brasil)
Ondas de gravidade superficiais