correntes de maré

DINÂMICA DO OCEANO NAS REGIÕES COSTEIRAS
Sistemas Anfidrómicos e Propagação da Maré
A força de Coriolis e os constrangimentos introduzidos pelas massas continentais
combinam-se e impõem sistemas anfidrómicos às marés. As cristas de maré alta circulam
em torno dos pontos anfidrómicos que não sofrem variação de nível. A altura da maré
aumenta com a distância relativamente aos pontos anfidrómicos.
Desenvolvimento de um sistema anfidrómico
numa bacia no Hemisfério Norte:
(a) enchente da maré; a água é desviada para a
direita pela força de Coriolis, ou seja, para a
margem leste;
(b) vazante da maré; a água em retorno é
desviada para a direita pela força de Coriolis, ou
seja, para a margem oeste;
(c) estabelecimento de um sistema anfidrómico;
(d) a onda de maré propaga-se no sentido directo.
Sistemas Anfidrómicos e Propagação da Maré
Oscilação numa bacia fechada,
sem rotação (Hemisfério Norte).
Oscilação numa bacia fechada,
com rotação (Hemisfério Norte).
Sistemas Anfidrómicos e Propagação da Maré
Os sistemas anfidrómicos confinados representam um tipo de onda de Kelvin em que a força
restauradora (gravidade) é reforçada por forças geradas pelo empilhamento de águas contra a costa
– força do gradiente de pressão. As ondas de Kelvin ocorrem tanto em zonas onde o desvio pela
força de Coriolis é constrangido como em zonas onde não existe, como no Equador. Como a força
de Coriolis actua cum sole, as ondas de Kelvin sobre o Equador propagam-se apenas para leste.
Representação esquemática de uma onda de Kelvin:
(a) perspectiva isométrica;
(b) plano horizontal, com representação das linhas
co-mareais, ou de igual fase da maré e das linhas de
igual gama de amplitudes da maré.
Sistemas Anfidrómicos e Propagação da Maré
Evolução da elevação da superfície do mar (m) ao longo de um dia gerada pelo
modelo de marés TPXO6.
Correntes de maré
A elevação e o abaixamento da maré produz também movimentos horizontais, as
correntes de maré, cuja intensidade e direcção é influenciada pela geometria das
bacias e pelos constrangimentos impostos pelas massas continentais.
• Bacias abertas – corrente de rotação: uma partícula de água segue o percurso
aproximado de uma elipse durante um ciclo de maré completo (Fig. (a)); na
aproximação à linha de costa, o eixo maior da elipse torna-se mais ou menos paralelo
à costa ⇒ as correntes de maré são predominantemente paralelas à costa.
• Meios semi-confinados – Corrente alternada;
aceleração e velocidades importantes em
sentidos alternados (Fig. (b)).
(a) Percurso elíptico das partículas de água
numa corrente de maré durante um ciclo de
maré completo. Os números referem-se a
horas lunares (62 minutos) medidas a partir
de um instante inicial arbitrário do ciclo.
(b) Série de perfis verticais de corrente de
maré, mostrando o atraso das correntes junto
ao fundo do mar. Os números referem-se a
horas lunares após um instante inicial
arbitrário, apenas para metade do ciclo.
Correntes de maré
Geralmente, com a aproximação à costa as correntes de maré intensificam-se e são
cada vez mais importantes para a circulação local; exemplos:
• em estuários parcialmente misturados as correntes de maré são pelo menos dez vezes
superiores às correntes com outra origem;
• em oceano aberto as correntes de maré podem ser da ordem de 0,02 – 0,05 m/s mas
há evidências fortes de correntes intermitentes, com o período da maré, diversas vezes
superiores ⇒ pensa-se que estão associadas a ondas internas com o período da maré.
As correntes de maré tendem a aumentar com a diminuição da profundidade. A
velocidade horizontal máxima numa onda em águas pouco profundas é
a
u=C
d
e como C = gd , então
g
u=a
d
Assim, mesmo que a amplitude da onda, a, seja constante, a corrente de maré aumenta
com a diminuição da profundidade mas pode haver excepções em regiões de
topografia do fundo complexa.
Correntes de maré
Correntes de maré mais intensas do que o normal ocorrem em áreas em que o período
natural da bacia está próximo do período da maré, de tal forma que a força geradora da
maré dá origem a uma onda estacionária com o período da maré, maré de co-oscilação
⇒ exemplo: Fundy Bay (costa leste do Canadá).
Movimento da onda numa maré de co-oscilação. O oceano força uma corrente
de maré na ligação com o mar marginal (ou interior) ou baía onde a altura da
maré não excede valores típicos para condições oceânicas. A altura da maré
aumenta com a distância ao oceano aberto.
Corrente da maré
Estofa da maré - curto período em que a maré atinge um extremo e inverte o seu sentido;
neste período não ocorre qualquer alteração do nível da superfície da água e a intensidade
da corrente da maré atinge o valor zero ⇒ estofa de enchente e estofa de vazante.
Variação temporal da altura da maré e das correspondentes
correntes de maré, com indicação das estofas de maré.
HSW - estofa de enchente
LSW - estofa de vazantente
MARÉS EM ESTUÁRIOS
Um macaréu forma-se quando a maré atinge a foz de um rio; É uma
onda forçada que rebenta.
Macaréu (bore) em River Dee, Chester, England
Macaréu em Qiantang River, Hangzhou, China
Ondas de tempestade
Baixas pressões atmosféricas causam elevação do nível do mar e altas pressões
deprimem o nível do mar. O vento intenso pode refrear ou reforçar uma maré
alta. As ondas de tempestade (storm surges) são sobreelevações do nível do
mar causadas por grandes variações da pressão atmosférica associadas a ventos
intensos. Quando estes factores se conjugam numa situação de maré alta
originam ondas de tempestade positivas, que frequentemente provocam
inundações catastróficas.
Podem-se combinar quatro efeitos em diversas proporções para criar ondas de
tempestade:
• tensão do vento;
• preia-mar, especialmente em situação de marés vivas;
• efeito do barómetro invertido;
• ressonância.
Ondas de tempestade
(a) Onda de tempestade durante a passagem do furacão Katrina
(29 de Agosto de 2005);; (b) Efeito da onda de 9 metros em
Biloxi, Mississippi; (c) simulação numérica da altura da onda de
tempestade ao longo da costa dos Estados Unidos do Golfo do
México.
Tsunamis
Um Tsunami é uma onda ou um conjunto de ondas superficiais gravíticas geradas
por deslocamentos de água muito grandes e súbitos. Tsunami é uma palavra japonesa
que significa onda de porto.
porto
Três fases de um tsunami:
- geração;
- propagação;
- inundação.
Tsunamis
Os Tsunamis podem ser criados por
• terramotos,
• deslizamentos de terras,
• impactos de meteoritos,
• erupções vulcânicas, etc.
Tsunamis
Tsunamis
Um tsunami é uma onda longa ou onda de águas pouco profundas que se move a uma
velocidade c = gd , que depende da profundidade total do oceano d. Tal como a
ondulação, os tsunamis propagam-se a grandes distâncias com quase toda a sua
energia inicial.
Em oceano aberto os tsunamis têm alturas de poucos metros a centímetros, o seu
comprimento de onda, L, é da ordem dos 700 km e como c = gd = L T = ω k têm
períodos da ordem de 1 hora em profundidades de 5 km.
Tsunamis
Em zonas costeiras a velocidade dos tsunamis diminui e a sua altura aumenta; começa
a perder energia por reflexão e por dissipação por atrito mas que não é suficiente para
impedir que invada as praias e zonas costeiras como uma onda em rebentação lenta
(surging breaker) ou uma onda de maré ⇒ podem ser extremamente destrutivos pois
inundam extensas regiões costeiras em períodos muito curtos.
Devido à propagação radial a partir do foco de geração, que faz diminuir a energia
por unidade de comprimento com o aumento da distância, os tsunamis são mais
destrutivos em zonas costeiras mais próximas da origem.
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Sequência de aproximação de
um tsunami