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Meteorologia - Oceanografia. ACA 0430 - Meteorologia Sinótica e Aplicações à Oceanografia DCA/IAG/USP. Relações Básicas. Fluidos com vórtices turbulentos; Importantes trocas de calor; Governados pelas mesmas leis físicas: - Força do Gradiente de Pressão; - Força de Atrito;
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Meteorologia - Oceanografia ACA 0430 - Meteorologia Sinótica e Aplicações à Oceanografia DCA/IAG/USP
Relações Básicas Fluidos com vórtices turbulentos; Importantes trocas de calor; Governados pelas mesmas leis físicas: - Força do Gradiente de Pressão; - Força de Atrito; - Força da Gravidade; - Conservação de massa; - Conservação de energia; - Conservação do momento angular.
Dinâmica dos fluidos Força do Gradiente de Pressão: Equação do Movimento: Força de Atrito: Força da Gravidade:
Força de Coriolis Força inercial que se aplica a Corpos que se movimentam sobre uma superfície em rotação. Aceleração de Coriolis: Fictícia → Não provoca aceleração → Desvia o movimento
Força Centrífuga Força aparente que se equilibra com a força centrípeta (real). : velocidade angular do objeto.
Equilíbrio Hidrostático Equilíbrio entre a força de gravidade e do gradiente vertical de pressão. Componente Vertical da Força de Atrito 0 Componente vertical da Força de Coriolis Em larga escala:
Geostrofia Equilíbrio Geostrófico: Equilíbrio entre a Força de Coriolis e a Força do Gradiente Horizontal de Pressão. Movimentos horizontais muito maiores do que os verticais. Na atmosfera: movimentos acima da CLP. No oceano: movimentos a mais de 100m de profundidade e distantes 100km da costa.
Termo de Atrito Caso não-geostrófico. Solução de Ekman nas condições de contorno: Na atmosfera: inferior (superfície); No oceano: superior e inferior.
Conservação de Massa Para a atmosfera (compressível): Para o oceano (incompressível):
Conservação de Calor e Sal Com precipitação (P), evaporação (E) e fluxo do rio (R): Volume constante: Sal não é removido nem depositado no mar:
Conservação de Momento Angular Para escoamento barotrópico divergente: h: espessura do fluido. Dois processos que frequentemente dominam o balanço de vorticidade: - criação de vorticidade pelo estreitamento do tubo de vorticidade; - advecção horizontal de vorticidade absoluta.
Alta e Baixa Pressão Alta pressão → Divergência Baixa pressão → Convergência Alta pressão: Anticiclônica. Hemisfério Norte → Horário Hemisfério Sul → Anti-horário Baixa pressão: Ciclônica. Hemisfério Norte → Anti-horário Hemisfério Sul → Horário
Exemplo: Baixa Pressão Furacão Catarina: Hemisfério Sul Rotação no sentido horário. Furacão Katrina: Hemisfério Norte Rotação no sentido anti-horário.
Troca de Momento Camada Limite Planetária (CLP): - Forças viscosas são válidas; - Movimentos turbulentos → origem mecânica e térmica. Mecânica: cisalhamento do vento; Térmica: aquecimento devido ao ciclo diurno. Camada Limite Oceânica (CLO): - Interações dinâmicas de pequena escala entre oceano e atmosfera; - Transferência de momento → flutuações de pressão, velocidade e tensão produzidos pela onda.
Ondas e Momento Causas: astronômicas, sísmicas ou meteorológicas. Natureza mecânica: intensidade, persistência e pista de vento. Dependem dos fenômenos meteorológicos: mesoescala e escala sinótica. Dissipação de ondas: - quebra de onda devido ao vento (whitecapping); - interação com o fundo; - quebra de onda devido ao próprio fluido.
Em termos energéticos, distúrbios causados pelo vento são dominantes.
Correntes e Momento Ondas em altas frequências podem bloquear ou quebrar, se propagadas contra fortes correntes (estuários). Correntes fortes → maior interação onda/corrente → variações de frequnência absoluta, número de onda e amplitude. Modelos de camada de mistura oceânica → todo o fluxo de momento da atmosfera é transferido para as correntes. Ondas curtas retornam momentos quase localmente. Ondas longas carregam suas dissipações para longas distâncias.
Circulação Oceânica Global Existem dois tipos de movimento responsáveis pelas correntes oceânicas: - Diferença de densidade: Função da temperatura e salinidade → Circulação Termohalina. - Vento: Efeito em águas superficiais.
Ekman Transferência de tensão de camadas superiores para inferiores. Desvio na direção de acordo com a Força de Coriolis. Hemisfério Norte: Desvio das águas para a direita. Hemisfério Sul: Desvio para a esquerda. Espiral de Ekman, no Hemisfério Norte.
Ressurgência Desvio da → Convergência/Divergência → Bombeamento Corrente Horizontal Vertical Oceano aberto; Coesta oeste dos continentes; Região Equatorial.
Temperatura Comportamento zonal das isotermas. Homogeneidade de temperatura com a profundidade. Média Mensal de TSM – Julho 2010 Média Mensal de TSM – Janeiro 2009
Salinidade Distribuição aproximadamente zonal. Salinidade superficial → Balanço entre precipitação e evaporação. Média Mensal de Salinidade – Julho 2009 Média Mensal de Salinidade – Janeiro 2009
Menores valores de salinidade: - Costa → Descargas Fluviais; - Pólos → Derretimento do gelo. Maiores valores de salinidade: - Regiões dos anti-ciclones → pouca precipitação; - Regiões de alta evaporação. Ciclo anual: Grande variação de precipitação → Grande variação de salinidade. Regiões Costeiras → Camada superficial com baixa salinidade. Regiões Profundas → Salinidade relativamente uniforme.
