Climatologia e Alterações Climáticas - Capítulo 2 - PDF

CLIMATOLOGIA E ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS TECNOLOGIAS DO AMBIENTE E DO MAR 2º ANO, 2º SEMESTRE ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA DE SETÚBAL MARGARIDA LOPES 2 CAPÍTULO 2. A ATMOSFERA, OS OCEANOS E O SISTEMA CLIMÁTICO CIRCULAÇÃO GLOBA...

CLIMATOLOGIA E ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS TECNOLOGIAS DO AMBIENTE E DO MAR 2º ANO, 2º SEMESTRE ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA DE SETÚBAL MARGARIDA LOPES 2 CAPÍTULO 2. A ATMOSFERA, OS OCEANOS E O SISTEMA CLIMÁTICO CIRCULAÇÃO GLOBAL DA ATMOSFERA MASSAS DE AR, FRENTES, DEPRESSÕES E ANTICICLONES PRINCIPAIS CICLOS GLOBAIS (H2O, C, N, P, S) E SUA RELAÇÃO COM OS PB CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS CIRCULAÇÃO SUPERFICIAL NOS OCEANOS E ACOPLAMENTO ATMOSFERA-OCEANO CIRCULAÇÃO PROFUNDA E GLOBAL DOS OCEANOS  3 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA O Sol aquece toda a Terra, mas verifica-se uma distribuição desigual de energia à sua superfície: as regiões equatorial e tropical recebem mais energia solar que as latitudes médias e regiões polares.  4 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA A energia recebida por radiação nos trópicos é superior à que essa região é capaz de emitir enquanto que as regiões polares emitem mais do que recebem. Se não se verificasse um transporte de energia dos trópicos para as regiões polares, a temperatura da região tropical aumentaria indefinidamente enquanto que as regiões polares ficariam com uma temperatura cada vez menor.  5 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA É este desequilíbrio térmico que induz a Circulação da Atmosfera e dos Oceanos. A energia é redistribuída das regiões em excesso para as regiões em falta, pela circulação atmosférica (60%) e correntes oceânicas (40%). 6 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA Dinâmica da Atmosfera: “ Estudo dos movimentos da atmosfera e dos fenómenos atmosféricos que estão associados com o tempo e o clima”. Ignora a natureza molecular e a atmosfera é considerada como um fluído contínuo. Neste continuum, um ponto é considerado um volume finito que é Muito pequeno em comparação à porção da atmosfera em consideração; Ainda contém um grande número de moléculas. ⟹ Partícula de Ar 7 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA As leis fundamentais da Física são a lei da conservação da massa, a do momento e da energia. Natureza das forças que influenciam os movimentos da atmosfera: Forças de superfície: força do gradiente de pressão, força de atrito Forças mássicas: gravidade (força gravitacional) Leis de Newton do Movimento: 1ª Lei: Lei da inércia 2ª Lei: F = m.a 3ª Lei: Lei da acção-reacção 8 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA A 2ª lei de Newton diz que a aceleração de um objecto medida relativamente a um referencial de inércia (fixo no espaço: referencial das estrelas fixas) é igual à soma de todas as forças que actuam nesse objecto. Em Meteorologia tem-se: Força do gradiente de pressão Força gravitacional Força de atrito Força de Coriolis  9 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA A Força Gradiente de Pressão actua perpendicularmente às isóbaras das altas para as baixas pressões. É a única força que dirige os movimentos horizontais. Esta força não depende da velocidade do vento, apesar de originar os ventos horizontais, além de acelerar, desacelerar ou mudar a direcção do vento.  10 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA O Efeito de Coriolis desvia as correntes oceânicas e o vento. A. Movimento a partir do equador é acelerado em relação à Terra e desvia-se para Leste (para o lado direito no Hemisfério Norte e para o lado esquerdo no Hemisfério Sul). B. Movimento para o equador é retardado e desvia-se para Oeste. O que acontece quando o movimento tem a direcção Este ou Oeste?  11 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA A transferência da energia do equador para os pólos poderia ser conseguida com uma célula de circulação com movimento ascendente nos trópicos, movimento na direcção dos pólos em altitude, movimento descendente sobre os pólos e em direcção ao equador à superfície. Este modelo de circulação de uma única célula foi proposto por Hadley no século XVIII.  12 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA (a) Circulação atmosférica caso não houvesse movimento de rotação e a Terra fosse uniformemente coberta por água (b) Designação das várias regiões em função da latitude  13 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA O modelo de Hadley não explicava os ventos dos níveis superiores da atmosfera que atravessam (como ‘cobras’) o Hemisfério Norte 14 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA Modelo de circulação global de 3 células. O ar sobe no equador e move-se, em altitude, na direcção dos pólos, voltando a descer por volta dos 30º de latitude N e S, retornando ao equador e formando uma célula. As setas a laranja mostram as circulações à superfície. 15 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA Padrão de ventos sobre uma Terra uniformemente coberta de água vs Terra real  16 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA Corrente de Jacto A frente Polar e a corrente de jacto Polar deslocam-se (migram) com as estações e dependendo das condições locais. As tempestades ocorrem normalmente ao longo da corrente de jacto. 17 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA Correntes de Jacto 18 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA Posição média das correntes de jacto polar e subtropical, Inverno. Ambas fluem de Oeste para Este.  19 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA An atmospheric river carrying dust particles blows across the North Atlantic Ocean from Africa to the Caribbean in July 2018. Credit: Suomi/NPP satellite images from NASA Worldview website. Animation by climate.gov 20 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA  21 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS - As soluções analíticas para os diversos tipos de vento ocorrem associados a sistemas de escala sinóptica, fazendo-se sentir a altitudes muito acima da superfície terrestre. Contudo os sistemas de mesoscala ou microescala, que ocorrem junto da superfície possuem dimensões espaciais mais reduzidas, sendo muito afectados pela sua interacção com o solo.  22 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA Essa interacção envolve, em particular, a resposta da temperatura da superfície e os efeitos do atrito.  23 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA Em algumas regiões, no entanto, as propriedades da superfície variam de forma abrupta que podem originar uma circulação organizada, capaz de afectar o clima local.  24 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA Uma floresta reduz a intensidade do vento a jusante até uma distância de cerca de 25 vezes a sua altura. A intensidade mínima ocorre a uma distância de cerca de 4 vezes a sua altura, a jusante.  25 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA A ondulação induzida no escoamento de ar (vento)/água origina turbilhões capazes de reforçar os movimentos ascendentes/descendentes do ar/água.  26 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS As circulações, produzidas em resposta à existência de diferenças de temperatura entre superfícies próximas, são genericamente designadas por brisas.  27 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS O aquecimento diferencial das superfícies induz aproximação das isóbaras nas zonas frias e o seu afastamento nas zonas quentes. Gera-se a força do gradiente de pressão e estabelece-se circulação de ar: - À superfície da zona mais fria - Em altitude no sentido inverso - Subsidência de ar na zona fria - Ar ascendente na zona quente  28 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS Brisa Marítima – Brisa de Mar (dia)  29 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS Brisa Terrestre – Brisa de Terra (noite)  30 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS Brisa de Vale Brisa de Montanha Vento Anabático (dia). Vento Catabático (noite).  31 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS Ventos catabáticos muito fortes devidos à descida acelerada de ar muito frio sobre encostas cobertas de neve ou gelo.  32 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS Circulação na vizinhança de lagos  33 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS Chinook Winds – ventos quentes e secos Rain Windward Leeward Shadow  34 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS Circulação na vizinhança de cidades Ilha de Calor Urbana  35 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS  36 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS  37 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS  38 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS Depressão Térmica da Península Ibérica  39 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CIRCULAÇÃO DA ATMOSFERA CIRCULAÇÕES LOCAIS Tempestade de Areia no Sahara (Fevereiro de 2001) 40 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – MASSAS DE AR, FRENTES, DEPRESSÕES E ANTICICLONES Em termos gerais, tem-se: Massa de Ar Tropical Marítima, quente e húmida, com uma região de formação nos Oceanos subtropicais (Atlântico, Pacífico e Índico, em ambos os Hemisférios); Massa de Ar Tropical Continental, quente e seca, com uma região de formação nos Continentes subtropicais (e.g. regiões desérticas); Massa de Ar Polar Marítima, fria e húmida, com uma região de formação nos Oceanos polares; Massa de Ar Polar Continental fria e seca, com uma região de formação nos Continentes das latitudes elevadas (e.g. Sibéria, Canadá, Antárctica)  41 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – MASSAS DE AR, FRENTES, DEPRESSÕES E ANTICICLONES Homogeneidade de características numa porção de ar que se encontra sobre uma área de grandes dimensões (temperatura e conteúdo de humidade) sensivelmente constantes ao longo de grandes distâncias horizontais - massa de ar. Diz-se que uma massa de ar é quente (fria) quando a temperatura do ar à superfície é em geral superior (inferior) à temperatura da superfície do globo subjacente. 42 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – MASSAS DE AR, FRENTES, DEPRESSÕES E ANTICICLONES 43 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – MASSAS DE AR, FRENTES, DEPRESSÕES E ANTICICLONES Portugal: cP, mP, mT e cT 44 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – MASSAS DE AR, FRENTES, DEPRESSÕES E ANTICICLONES  45 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – MASSAS DE AR, FRENTES, DEPRESSÕES E ANTICICLONES No centro de uma depressão o ar No centro de um anticiclone o ar é converge, e, em seguida, tem de subir. divergente, conduzindo a subsidência do ar em altitude. Formação de nuvens, tempo nublado e precipitação na vizinhança de uma Tempo claro, seco e agradável perto de depressão um anticiclone  46 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO - PRINCIPAIS CICLOS (C, N, P, S) E SUA RELAÇÃO COM OS PROCESSOS BIOLÓGICOS A composição da atmosfera não é estática. Todos os seus constituintes têm um Ciclo de Vida: são introduzidos na atmosfera por uma mais Fontes, sofrem processos de Transporte e Transformação Química e são, eventualmente, Removidos.  47 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO - PRINCIPAIS CICLOS (C, N, P, S) E SUA RELAÇÃO COM OS PROCESSOS BIOLÓGICOS Este ciclo de vida, em que intervêm possivelmente todos os elementos do sistema climático (Atmosfera, Hidrosfera, Litosfera, Biosfera e Criosfera) é geralmente designado por Ciclo Biogeoquímico do elemento (ou composto) em causa. Alguns ciclos biogeoquímicos são particularmente relevantes como é o caso do Ciclo da Água e dos Ciclos dos Elementos da Vida (C, N, P e S).  48 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO - PRINCIPAIS CICLOS (C, N, P, S) E SUA RELAÇÃO COM OS PROCESSOS BIOLÓGICOS Uma característica fundamental de cada elemento ou composto atmosférico é o seu Tempo de Residência na atmosfera º duração média do seu ciclo de vida, desde que é introduzido na atmosfera até ser removido para a superfície da Terra. Pode ser calculado recorrendo à condição de conservação de massa. 49 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO - PRINCIPAIS CICLOS (C, N, P, S) E SUA RELAÇÃO COM OS PROCESSOS BIOLÓGICOS Se considerarmos um elemento de Volume da Atmosfera, isto é, uma porção qualquer da atmosfera, podemos dizer que a Variação da Massa de uma dada substância nesse volume (dQ/dt) será devida à Importação (Fin) ou Exportação (Fout) de massa através da parede e à Produção (P) ou Remoção (R) dessa substância (por reacção química ou decaimento radioactivo) no interior do elemento de volume. Simbolicamente, pode-se escrever a equação de balanço: 𝑑𝑄 = 𝐹!" − 𝐹#$% + 𝑃 − 𝑅 𝑑𝑡  50 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO - PRINCIPAIS CICLOS (C, N, P, S) E SUA RELAÇÃO COM OS PROCESSOS BIOLÓGICOS Esta condição é válida para qualquer elemento de volume e, portanto, pode aplicar-se à totalidade da atmosfera. Dada a grande massa da atmosfera, pode-se em muitos casos admitir que ela se comporta como um reservatório para cada substância considerada, isto é, que a concentração dessa substância é constante 𝑑𝑄 𝑄 = 𝑐𝑡𝑒, =0 𝑑𝑡 Nesse caso, a condição de Conservação de Massa em Regime Estacionário simplifica-se: 𝐹!" + 𝑃 = 𝐹#$% + 𝑅 51 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO - PRINCIPAIS CICLOS (C, N, P, S) E SUA RELAÇÃO COM OS PROCESSOS BIOLÓGICOS E pode-se calcular o Tempo de Residência (t) da substância em causa como: 𝑄 𝑄 𝜏= = 𝐹!" + 𝑃 𝐹#$% + 𝑅 Em que Q é a massa total dessa substância na atmosfera e os termos de fluxo apenas incluem os fluxos através da superfície inferior, isto é, as fontes externas do composto, localizadas na superfície. 52 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO - PRINCIPAIS CICLOS (C, N, P, S) E SUA RELAÇÃO COM OS PROCESSOS BIOLÓGICOS Tempos de residência de alguns componentes minoritários na Troposfera Tempo Fontes Totais Espécie Química Concentrações(a) de Residência [Mt.ano-1] (médios) CFCl3 (CFC-11) 0.27 ppbv 45 – 55 anos CF2Cl2 (CFC-12) 0.5 ppbv 102 anos ≈1 CF2ClCFCl2 (CFC-113) 0.08 ppbv 85 anos CF2ClCF2Cl (CFC-114) 0.02 ppbv 300 anos CH4 1 745 ppbv 410 – 660 10 – 14 anos CO2 420 ppmv 7 500 120 anos CO 40 – 200 ppbv 1 800 – 2 700 30 – 90 dias N2O 500 ppbv 15 90 – 150 anos NOx 0.02 – 1 000 ppbv 53 1 – 4 dias NH3 0.1 – 10 ppbv 45 10 dias SO2 20 pptv – 1 500 pptv – 100 ppbv 60 1 – 7 dias 53 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO - PRINCIPAIS CICLOS (C, N, P, S) E SUA RELAÇÃO COM OS PROCESSOS BIOLÓGICOS O tempo de residência de uma espécie química na atmosfera é importante quando se consideram alterações da intensidade das fontes externas, nomeadamente no caso das fontes antropogénicas: Tempo de residência curto [ alterações traduzir-se-ão numa variação quase imediata das concentrações atmosféricas. Tempo de residência elevado [ resposta lenta. Ex: gestão global das emissões de CFC’s (CFC-11 e CFC-12): reduções efectuadas só em meados do século XXI se traduzirão numa redução significativa das suas concentrações atmosféricas, devido aos seus elevados tempos de residência. 54 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS O oceano é um sistema termodinâmico com uma fase (líquida) e dois componentes (água pura e um conjunto de sais dissolvidos). A Lei de Gibbs estabelece que o número de graus de liberdade é igual ao número de componentes menos o número de fases mais duas unidades: 2-1+2 = 3 Precisamos pois de três variáveis independentes para definir este sistema (oceano). 55 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS As variáveis que geralmente se escolhem são a Salinidade (S) a Temperatura (T) e a Pressão (p), que são grandezas conservativas (não se criam nem se extinguem no sistema, ao contrário de grandezas não conservativas como o oxigénio que é produzido e consumido dentro do sistema). Qualquer propriedade termodinâmica da água do mar pode ser expressa em função destas três grandezas. 56 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS Temperatura - nas baixas e médias latitudes é o parâmetro principal a determinar a densidade nas camadas superficiais do oceano (0-500m). Salinidade - grandeza indicadora da totalidade dos sais dissolvidos na água. Água do mar: Ião cloreto 55.0% Ião sulfato 7.7% Ião sódio 30.6% Ião magnésio 3.7% Ião potássio 1.1% 57 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS A quantidade total dos iões dissolvidos mais importantes varia de local para local (logo variando a salinidade), mas as proporções relativas mantêm-se virtualmente constantes. Salinidade Absoluta (fracção de massa de sal na água do mar) ⇒ salinidade no oceano exprime-se em g/kg. A salinidade média dos oceanos é 35 g/kg. 58 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS Em Oceanografia considera-se a pressão hidrostática, isto é, a pressão devido apenas à coluna de água acima de um dado nível (profundidade), o que implica que p=0 quando o nível é a superfície, que está à pressão atmosférica. A Equação Fundamental da Hidrostática descreve a variação de pressão, p, com a profundidade, z, numa coluna de fluido: 𝑝 = 𝜌𝑔𝑧  59 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS Considerando a densidade, ρ, constante, a equação hidrostática traduz uma relação linear entre a pressão e a profundidade. Unidades de pressão: 1 Pa = 1 N.m-2 105 Pa = 1 bar ≈ 1 atm. No oceano, pode-se usar a relação ∆z = 1 m ⇔ ∆p ≈ 1 dbar 60 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS Movimento dos Oceanos Movimento de Radiação Solar Rotação 61 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS Radiação Solar Aquecimento Diferencial da Precipitação e Evaporação Superfície Fluxos Calor Ar-Água Mudanças de fase ar-gelo ⇒ Circulação Atmosférica ⇒ Variações de Temperatura ⇒ Variações de Salinidade (Ventos) Variações Espaciais da Densidade da Água Circulação induzida pelo Circulação Termohalina Vento 62 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS Rotação da Terra Efeito da Força de Coriolis devido à curvatura ⇒ Deplecção do Movimento 63 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS Consideram-se as seguintes Leis da Física: - Conservação da Massa - Conservação da Energia - 1ª Lei de Newton - se nenhuma força actua num corpo ele não muda o seu estado de movimento - 2ª Lei de Newton - taxa de variação do movimento de um corpo é directamente proporcional à resultante das forças que actuam o corpo - 3ª Lei de Newton - para uma força a actuar num corpo há uma força igual e oposta a actuar noutro corpo - Conservação do Momento Angular - Lei da Gravitação Universal de Newton 64 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS Forças que actuam o Oceano: Directas: causam o movimento - Gravitação (terrestre, incluindo forças de pressão, Sol e Lua) - Tensão do vento (pode ser tangencial – atrito, ou normal –pressão) - Pressão atmosférica (1 mb faz variar a superfície do oceano em cerca de 1 cm) - Sísmicas (resultam do movimento do fundo marinho) 65 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS Indirectas: resultam do movimento - Força de Coriolis (aparece porque a Terra está em rotação) - Forças de atrito (actuando nas fronteiras opõem-se ao movimento ou actuando internamente uniformizam o movimento. Fazem dissipar energia mecânica convertendo-a em energia térmica) 66 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS Movimentos oceânicos mais relevantes: - Circulação termohalina: resulta da variação da densidade numa região limitada, de modo que a acção diferencial da gravidade gera movimento relativo. - Circulação induzida pelo vento: circulação nas camadas superficiais, ondas de superfície e afloramento de águas da sub-superfície (upwelling). 67 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS Uma corrente oceânica consiste num movimento massivo e ordenado de água. A água quente flui na direcção aos pólos e a água fria flui para o equador. Estas correntes oceânicas são mantidas por diferenças de densidade, determinada pela salinidade e temperatura 68 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS 69 2. ATMOSFERA, OCEANO E SISTEMA CLIMÁTICO – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DOS OCEANOS Um dos efeitos do aumento da temperatura média global à superfície é a fusão das calotes polares. Esta introdução de água doce no Atlântico Norte provoca a diminuição da salinidade da água podendo enfraquecer e, até mesmo, interromper (desligar) a corrente do golfo provocando um Arrefecimento nas latitudes médias-altas do Hemisfério Norte. Nessa eventualidade, as regiões do Norte da América e da Europa sofreriam uma acentuada queda na sua temperatura média. 70 Bom Trabalho!