Ondas não dispersivas cg = c, todas as cristas viajam com a mesma

Dinâmica da PC – Segunda Prova
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As marés são ondas longas que podem ser tanto progressivas quanto estacionárias,
geradas pela atração gravitacional da Lua e do Sol, e são mais conhecidas pela subida e
descida do nível do mar duas vezes por dia.
Igualmente importante é a mudança regular na velocidade e direção da corrente – as
correntes de maré - que estão entre as mais fortes correntes do oceano global
A força geradora de maré é composta por uma formula onde seu denominador é a
distancia entre os corpos ao cubo, sendo assim a distancia entres corpos se torna
importante para gerar a maré por isso a lua possui maior influencia sobre a maré do
que o sol apesar dele possuir maior massa.
A propagação e a amplitude das ondas de maré são influenciadas:
1. pela fricção,
2. pela rotação da Terra (força de Coriolis)
3. por ressonâncias determinadas pela forma e profundidade das bacias
oceânicas e oceanos marginais
O atrito atenua o movimento orbital, deformando as elipses, e gerando movimento
residual quando a onda se propaga de águas profundas para águas rasas =>
CORRENTES DE MARÉ  TURBULÊNCIA
Correntes de maré fortes - a turbulência tende a misturar as camadas mais profundas,
e estas correntes podem impedir que a estratificação se estabeleça, tornando esta
uma região misturada pela maré.
Correntes de maré fracas – quando a mistura pela corrente de maré é menos intensa,
a coluna de água se torna, g estratificada, e a interação das correntes de maré com a
topografia de fundo pode levar a formação de ondas internas na termoclina.
De frente para a Lua – Fg > Fc formando um bulbo em direção à Lua.
No lado oposto da Terra – Fc > Fg formando um bulbo direcionado para longe da Lua.
PRINCIPAIS CONSTITUINTES DA MARÉ
Marés produzidas pela Lua
1. M2 (semi-diurna lunar) – período de 12 h e 25 min
2. O1 (diurna lunar) – período de 24 h e 50 min 1 (diurna lunar) período
Marés produzidas pelo Sol
1. S2 (semi-diurna solar) – período de 12 h
2. K1 (diurna solar) – período de 24 h.
Marés = soma de oscilações harmônicas
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Cada oscilação é um constituinte da maré, tem uma amplitude, período e fase, os
quais podem ser extraídos de dados período e fase, os quais podem ser extraídos de
dados observacionais através de uma análise harmônica.
Número de Forma (F)
1. F=k1+O1/M2+S2
2. F>3maré diurna com somente uma maré alta por dia
3. 1,5<F<3 ->maré mista com predominância diurna
4. 0,25<F<1,5->maré mista com predominância semi-diurna
5. O<F<0,25->maré semi-diurna
K1=diurna solar S2=semi-diurna solar O1=diurna lunar M2=semi-diurna lunar
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Marés no oceano real
Os bulbos idealizados que apontam e direção e para longe da Lua não conseguem se manter,
pois eles estão sujeitos a velocidade rotacional da Terra e à presença dos continentes. Assim,
os bulbos quebram em diversas células. As cristas e as cavas da onda de maré giram ao redor
do centro de cada célula e este ponto é chamado de Ponto Anfidrômico e nesses pontos a
amplitude de maré é zero.
A rotação da onda de maré é anti-horária no HN e horária no HS.
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Linhas de co-oscilação: linhas de amplitude de maré constante, giram ao redor dos
pontos anfidrômicos de forma quase circular.
Linhas de co-fase: linhas de mesma fase que se propagam dos pontos anfofrômicos.
Terra sem rotação: as marés seriam ondas estacionárias, ou seja, elas teriam a forma
de seiches, com movimento de água para frente e para trás em torno de linhas onde
não existe movimento vertical (nós).
Mas como a terra está em rotação, a onda de maré é transformada em movimento ao redor
de pontos onde não existe movimento vertical, que são os pontos anfodrômicos.
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Marés de co-oscilação
São marés de oceano marginais e baías geradas pelo movimento da maré observado na região
onde este sistema se conecta com a bacia oceânica.
Se a forçante de maré está em ressonância com o mar com um período de seiche, a amplitude
de maré é amplificada e pode ser enorme. Este efeito produz as maiores amplitudes de maré
no oceano global.
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Ressonância: água em uma bacia tem um período natural de oscilação próximo ao das
marés astronômicas e acumulam energia destas.
Maré de Sizígia: lua nova e cheia, 3 astros estão alinhados em conjunção e tem maior
alcance de maré.(interferência construtiva)
Maré de Quadratura: lua crescente e minguante, lua e sol quase perpendiculares com
a Terra. Forças divididas, marés com menores alcances.(interferência destrutiva)
Ondas aprisionadas costeiras:
São resultados de características do oceano costeiro e crescem em direção à costa.
Uma connsequência da geostrofia no oceano aberto é que centros isolados de alta ou baixa
pressão forma células de circulação fechadas: vórtices.
No oceano costeiro, entretanto, centros de alta e baixa pressão não são rodeados por pressão
uniformes por todos os lados (como é o caso dos vórtices no oceano aberto), mas podem ser
direcionados em direção à costa.
Isso significa que a corrente pode seguir ao longo das linhas de mesma pressão somente em
um lado dos centros de pressão, e não tem aonde ir quando se aproxima da costa. O resultado
é o transporte de água de um lado do centro de pressão para o outro, ou uma descida do nível
do mar em um lado e uma subida do nível do mar no outro.
Uma mudança de nível do mar é equivalente a uma mudança de pressão, de forma que os
centros de pressão não são mais estacionários, mas se movem ao longo da costa.
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Ondas de Kelvin
O movimento de centros de alta e baixa pressão ao longo da costa é conhecido como Onda de
Kelvin.
Tem sua maior amplitude na costa, sendo que na costa oeste dos oceanos elas se propagam
somente em direção ao Equador e na costa leste dos oceanos elas se propagam somente em
direção aos pólos. Sua amplitude decresce exponencialmente em direção ao oceano e sua
presença é sentida somente numa estreita faixa de menos de 100 km de largura ao longo da
costa. Apresentem período esta na faixa de vários dias até poucas semanas – logo elas se
manifestam através de lentas variações no nível do mar e uma reversão da corrente.
Dependem da existência de uma costa contra qual se empilharão, mas não requerem a
existência de uma região de plataforma.
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Onda de Kelvin externa: ocorre na superfície e se manifesta como anomalias de
elevação do nível do mar. É uma onda barotrópica e não sente a estratificação de
densidade dos oceanos.
Onda de Kelvin interna: são baroclínicas e propagam-se na picnoclina como anomalias
de densidade.
Quando a oscilação causada no oceano profundo pela maré astronômica chega à borda da
plataforma, ela excita uma onda de Kelvin, que se propaga pela plataforma continental.
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Ondas de Plataforma:
Os principais fatores para a formação das ondas de plataforma são: rotação da terra, PC
inclinada e força externa variável (vento)
Na terra em rotação, o vento promove o movimento da água da Camada de Ekman, este
movimento varia com a profundidade, mas o movimento líquido na camada é perpendicular à
direção do vento (ressurgência e subsidência). Abaixo da cama de Ekman, resulta um
movimento periódico de toda a coluna d’água em direção à costa e em direção oposta.
Se a profundidade da PC é constante, a água abaixo da camada de msitura irá simplismente se
mover para dentro ou para fora como uma resposta passiva à forçante do vento. Mas, para
uma PC de fundo inclinado e com a rotação da Terra, a PC carrega consigo certa quantidade de
momento angular, que deverá se conservar. De forma conservar esse momento angular, a
coluna de água começará a girar o grau de rotação ao redor do eixo rotação é medido pela
quantidade conhecida como vorticidade. Logo, o movimento da coluna de água para longe ou
para perto da costa sob uma plataforma inclinada está associado com uma mudança contínua
de vorticidade.
A coluna de água que é movida para águas mais profundas, ganha vorticidade negativa e a
coluna que se aproxima da costa ganha vorticidade positiva.
A rotação induzida pela mudança na vorticidade dirige as partículas de água para longe da
costa em alguns lugares e para perto da costa em outros. Como resultado, a localização das
partículas de água varia na PC e para um observador fixo, isso parece uma onde se propagando
para o norte.
Existe uma tendência de movimento da água sobre a PC de fundo inclinado, que induz
mudanças na vorticidade, que se transforma em movimento de água ao longo da costa.
A forçante do vento é periódica mas estacionária em relação à PC, sendo que o vento varia de
N
e
S
em
função
do
tempo,
mas
o
campo
de
vento
n
ao se move ao longo da costa. Com isso, ondas que se propagam deixarão a região de forçante
periódica do vento e serão observadas como um movimento periódico da água ao longo da
costa, causando a onda aprisionada costeira.
As ondas de plataforma têm um perfil de onda diferente, com um máximo relativo de
oscilação de nível do mar sobre a borda da PC. Essas ondas são afetadas pela estratificação.
Ondas deformações periódicas em uma interface. Ondas de superfície deformações da
superfície dos oceanos, interface oceano-atmosfera. As deformações se propagam com a
velocidade de onda, e as partículas descrevem movimentos oscilatórios ou orbitais com
velocidade de partículas e permanecem, em média, na mesma posição.
Em águas profundas  partículas são circulares. Em águas mais rasas partículas se achatam
(elipses)
Uma onda de águas profundas passa a ser considerada como de águas rasas quando o
Distinção entre as ondas de águas profundas ou rasas  determinada pela razão entre a
profundidade local e o comprimento de onda.
Classificação das Ondas
Comprimentos de onda formados:
1. Forças Meteorológicas (ventos e pressão atmosférica); ondas de praia e swell
2. Terremotos: tsunamis, ondas de água rasa ou de ondas longas.
3. Marés (Forças gravitacionais dos astros): ondas de água rasa ou longas.
Representação do espectro de freqüência para todas as ondas oceânicas e distingue entre
ondas capilares, de gravidade, de longo período, marés e "transtidais
Forças restauradoras  trazem as partículas de água para a sua posição original na coluna
de água.
Descrição das Ondas
A maneira mais simples de encarar as ondas é pelo conceito de oscilação harmônica
Partículas das ondas permanecem na mesma posição em média  as ondas transportam
energia em pacotes. A energia se propaga na mesma velocidade que a séries; ela pode se
mover mais rápido ou mais devagar que cristas individuais. (dispersão)
Dispersão normal as cristas das ondas mais longas viajam mais rápido do que as cristas das
ondas mais curtas. cg < c, a energia viaja mais lentamente que as cristas das ondas. Ex: ondas
de gravidade como o swell.
Ondas não dispersivas cg = c, todas as cristas viajam com a mesma velocidade, e a energia
também se propaga com a mesma velocidade.
Dispersão Anômala cg > c. Ex: ondas capilares. A energia se propaga mais rápida que as cristas
das ondas, e as ondas curtas viajam mais rápido que as ondas longas. .
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Velocidade
de
ondas
de
água
(ondas curtas; a profundidade local é maior de 1/2 comprimento de onda)
Velocidade depende do periodo
profunda
;
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Velocidade
de
ondas
de
água
rasa
(ondas longas; a profundidade local é menor que 1/20 do comprimento de onda)
)
Ondas de amplitude finita
Ao se aproximar da costa, ou durante o período de formação ativa pelo vento, a inclinação
aumenta, o perfil da onda se torna mais agudo (deixa de ser harmônico) e as ondas quebram.
Os valores limites: 120° para o ângulo da crista e uma inclinação de d = 1/8.
Ondas mais inclinadas não possuem um caminho fechado para as partículas em movimento
orbital e estão associadas a um transporte de água (deriva de Stokes)
Ondas de águas profundas ou curtas  ondas geradas pelo vento. Ha dois grupos: vagas e
ondulação ("sea" e "swell"). As vagas  ondas formadas pelos ventos locais e Ondulação 
ondas geradas em campos de ventos distantes.
Tempo de atuação do vento  situação de equilíbrio
Pista/Fetch  distancia pela qual o vento pode soprar sem obstáculos ate o ponto que esta
sendo observado
Procedimentos para descrever as condições de ondas:1) A determinação de parâmetros de
onda significativos (descrições no domínio do tempo) 2) Determinação do espectro da onda
(descrição no domínio da freqüência).
Mar desenvolvido  pista e duração do vento não são mais fatores limitantes, já que as
perdas de momento e energia através das ondas quebrando estão em balanço com as
entradas pelo vento.
Descrição Estatística das Ondas: Baseada na representatividade do campo do ondas através
de um espectro de energia. Para uma dada freqüência, a energia da onda é proporcional ao
quadrado da amplitude Ex: uma onda harmônica simples possui um espectro monocromático.
Mar  ventos fortes e distribuição aleatória de energia de onda em todas as freqüências 
espectro de energia "curva normal". Ondulação  energia se concentra próxima a freqüência
da ondulação e o espectro é bem mais estreito:
.Seiches  ondas estacionarias que ocorrem em ambientes semi-fechados
Ondas internas  forma da diferença de densidade entre duas camadas  movimento
Onda de Poincare  mistura entre ondas de gravidade e rossby, ondas de gravidade
influenciadas por coriolis
Ventos:
Paralelo à costa:
 Ekman
 Ventos de NE: Ressurgência – abaixamento de nível
 Ventos de S: Subsidência – elevação de nível na costa
Perpendicular à costa:
 Desníveis – Setup/Setdown
 Dupla circulação – correntes de contorno no fundo