Movimentos da água

1. UFMG – ICB – Depto. Biologia Geral, Lab. Gestão Ambiental de Reservatórios Movimentos da água José Fernandes Bezerra Neto, MSc. joseneto@icb.ufmg.br

2. Movimentos da água 1. Diferença entre ondas e correntes. 2. Quais movimentos da água são ondas e quais são correntes. 3. Quais movimentos da água são mais importantes na mistura do calor, substâncias dissolvidas, etc.

3. O vento sopra sobre a superfície de um corpo de água Na região limite entre a água e o ar, a velocidade do vento diminui devido ao atrito. • Isto resulta na produção de forças na superfície do corpo de água que são: • As ondas • As correntes

4. A água também pode ser colocada em movimento por: Mudanças na pressão atmosférica Fluxo de água no corpo aquático (p. ex. rio) Ondas e correntes usualmente ocorrem juntas, mas existem diferenças

5. Lago raso:Tensão no fundo Ondas: Movimento periódico da água Direção do vento  =comprimento da onda h = altura da onda Se a profundidade do corpo de água é < ½ l, a onda “toca o fundo”, o que interrompe o movimento circular (causa tensão no fundo); A onda irá parar quando a profundidade da água for 4/3 da altura da onda. Subida e descida de partículas de água com pequeno fluxo líquido. A menos que sejam ondas muito fortes (“breaking waves”), há pouco distúrbio nas águas profundas.

6. Quais fatores influenciam a altura da onda (h)? 1. h é proporcional à profundidade do corpo de água. Em lagos rasos, o fundo também influencia a altura da onda. • 2. h é proporcional à raiz quadrada do fetch • h = 0.105* (pista) Em geral, quanto maior é o corpo de água, maiores são as ondas. 3. h é proporcional à velocidade do vento.

7. Em geral, pouca energia é transferida do vento ao corpo de água em ondas de superfície, porque as moléculas de água somente se movem para cima e para baixo em um círculo. Entretanto, em uma “breaking wave”, águas de superfície são levadas para as camadas abaixo e a energia é transferida para a água como “eddies”.

8. Eddy— uma área de movimento caótico e aleatório de partículas de água Eddies resultam em mistura turbulenta

9. Corrente: fluxo não periódico unidirecional de água Correntes de superfície movem água, o que resulta em mistura

10. Em um lago estratificado, o vento promove a formação de correntes no epilíminio e no hipolímnio

11. Quando o vento sopra por um longo tempo, a água se movimenta para baixo na porção final do domínio do vento (fetch) no lago. Pode haver algum ganho de calor pelo hipolímnio. Pode haver mistura na interface Alcança uma configuração estável em um vento constante

12. O que acontece se o vento para de soprar? A água irá fluir de volta para sua posição original mas, devido ao “momentum”, ela continua oscilando até a estabilização. The current has set up a long wave

13. Seiche interno— oscilação da termoclina. Uma onda interna. Podemos ver o seiche através de perfis de temperatura

14. Lago Ontario Kalff 2002

15. Em grandes corpos de água, o seiche pode ser mover devido às forças de Coriolis. Ondas de Kelvin Wetzel, 2001

16. Existem também as “breaking waves” internas. Estas ondas resultam da mistura entre o epilímnio e o hipolímnio.

17. Vento Epilímnio Metalímnio Hipolímnio Correntes e “breaking waves” podem causar mistura. A mistura move calor, gases, nutrientes, etc., através da coluna de água. A mistura influencia a estratificação térmica.

18. 80 60 zt 40 (m) 20 200 400 600 Fetch (km) G. Kling (Limnology & Oceanography 1988) E. J. Fee et al. (Limnology & Oceanography 1996) Mostraram que a profundidade da termoclina é proporciona à pista (fetch) Grandes corpos de água tem termoclinas mais profundas Thermocline depth will be also be related to water clarity and solar radiation

19. Verão Outono Inverno Primavera Representação diagramática de um regime de mistura monomítico quente

21. QUESTÕES?