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Os Oceanos da Terra: Cobrem 70.8% da superfície da Terra Estão interligados (oceano global) Tem dimensões e volumes enormes (contém 97% da água da Terra)

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1 Os Oceanos da Terra: Cobrem 70.8% da superfície da Terra Estão interligados (oceano global) Tem dimensões e volumes enormes (contém 97% da água da Terra) Os Oceanos: Pacífico Atlântico Índico Ártico e ainda…. Oceano Antárctico ou do Sul

2 Comparação entre oceanos e continentes superfície da Terra dimensões relativas dos oceanos profundidade relativa dos oceanos altiude média dos continentes nível do mar PacíficoAtlânticoÍndicoÁrtico metros Pacífico Atlântico Índico Ártico Profundidade dos oceanos e altitude dos continentes Monte Everest - a montanha mais alta (8850 metros) altiude média dos continentes (840 metros) profundidade média dos continentes (840 metros) Fossa das Marianas – o ponto mais profundo (11022 metros)

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4 A curva hipsográfica Monte Everest (8850 metros) Montanhas Altitude média dos continentes (840 metros) nível do mar Margem continental Profundidade média do oceano (3729 metros) Oceano profundo Fossas Fossa das Marianas (11022 metros) Milhões de quilómetros quadrados Percentagem da área Percentagem da superfície da Terra Oceanos – 70.8% Continentes – 29.2% Profundidade (km) Altitude (km) A curva hipsográfica mostra a relação entre a altitude dos continentes e a profundidade do oceano

5 O fundo do Oceano vertente nível do mar plataforma rampal plataforma vertente planície abissal rift montanhas submarinas crista submarina 50 km distorção vertical = escala horizontal/escala vertical = 50/5 = 10X vertente continental rampa continental planície abissal Margem continental passiva plataforma continental nível do mar terra 50 km distorção vertical =10X nível do mar Margem continental activa (convergente) plataforma continental terra 50 km distorção vertical =10X vertente continental fundo oceânico fossa oceânica

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7 A plataforma e vertente continental são por vezes cortadas por grandes canhões submarinos. Alguns estão relacionados com rios, mas muitos não estão, como são exemplo alguns canhões submarinos da Península Ibérica O fundo submarino ao largo da Península Ibérica

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11 Perfis verticais da temperatura típicos para as diferentes latitudes do oceano. A termoclina sasonal ocorre devido ao forte aquecimento superficial do oceano durante o Verão nas latitudes médias. Sucessão de perfis de temperatura mostrando o desenvolvimento (linhas a cheio) e o decaimento (linhas tracejadas) da termoclina sasonal no hemisfério Norte. ESTRUTURA VERTICAL DO OCEANO

12 Perfis verticais médios de salinidade típicos para as diferentes latitudes do oceano mundial. ESTRUTURA VERTICAL DO OCEANO Perfis verticais médios de densidade típicos para as diferentes latitudes do oceano mundial.

13 A região superficial (na ordem de metros ou dezenas de metros) corresponde à camadade mistura onde o oceano está bem misturado devido à influência directa do vento. Nesta região, temperatura, salinidade e consequentemente a densidade, variam pouco em profundidade. Segue-se uma região de forte gradiente vertical da temperatura (termoclina), da salinidade (haloclina) e em consequência, da densidade (picnoclina). Na região profunda estes parametros voltam a variar pouco em profundidade. Estrutura vertical típica do oceano ESTRUTURA VERTICAL DO OCEANO

14 Secção vertical norte-sul média zonal de densidade para o oceano mundial ESTRUTURA VERTICAL DO OCEANO Secção vertical norte-sul média zonal de temperatura para o oceano mundial

15 O oceano está em movimento constante, com escalas desde as grandes correntes oceânicas até aos pequenos vórtices. A génese de todos estes movimentos está na radiação solar e na rotação da Terra. Contribuição da energia radiante solar: O Sol influencia a circulação oceânica através da circulação atmosférica. A energia é transferida dos ventos para as camadas superficiais do oceano através do atrito entre a atmosfera e a superfície do mar circulação induzida pelo vento. O Sol causa variações na temperatura e salinidade da água do mar, que controlam a sua densidade: variações de temperatura são causadas por fluxos de calor através da interface ar-água; variações de salinidade são causadas por adição e remoção de água doce, através da precipitação, evaporação e das transições gelo-água nas regiões polares. Quando a água superficial se torna mais densa que a água que está por baixo, gera-se instabilidade e a água superficial afunda-se circulação governada pela densidade, que resulta do arrefecimento e/ou aumento da salinidade da água superficial designada circulação termohalina. PRINCIPAIS MECANISMOS GERADORES DOS MOVIMENTOS OCEÂNICOS

16 Correntes oceânicas de larga escala Correntes superficiais –Afecta a camada do oceano acima da picnoclina (~10% do oceano) –São consequência das cinturas de ventos na atmosfera Correntes profundas –Afecta a água profunda abaixo da picnoclina (~90% do ocaeno) –São consequência das diferênças de densidade da água do oceano –São correntes mais vastas e lentas que as de correntes superficiais As correntes oceânicas superficiais seguem de perto a cirulação geral da atmosfera Padrão de ventos no Atlântico Padrão de correntes no Atlântico

17 Campo médio do vento na superfície da Terra e posição da Zona de Convergência Inter- Tropical em (a) Julho e (b) Janeiro. Sistema de correntes superficiais no Oceano à escala mundial. Circulação Induzida pelo Vento

18 Importância da circulação oceânica na redistribuição de energia na Terra: A Correia de Transmissão Global

19 PRINCIPAIS MECANISMOS GERADORES DOS MOVIMENTOS OCEÂNICOS Contribuição da rotação da Terra: Um projéctil disparado a partir do equador para norte, move-se para leste, tal como a Terra e para norte com a velocidade do disparo. À medida que se desloca para norte, a velocidade com que a Terra se move para leste é cada vez menor, pois v= r, =constante e r diminui com a latitude. Como resultado, o projéctil não se desloca só para norte, mas também para leste relativamente à Terra (para a sua direita). O mesmo raciocínio é válido no caso do disparado ser de norte para sul, no hemisfério norte: relativamente à Terra desloca-se não só para sul, mas também para a sua direita (para oeste). O mesmo acontece com as massas de água em movimento no oceano (ar na atmosfera) efeito da força aparente designada por força de Coriolis. A força de Coriolis é uma força aparente que actua sobre os corpos em movimento na superfície terrestre, segundo um ângulo de 90º 'cum sole', i.e,. para a direita no Hemisfério Norte e para a esquerda no Hemisfério Sul. A força de Coriolis é nula no Equador e aumenta com a latitude, sendo máxima nos pólos terrestres. Componente horizontal da força de Coriolis: m2sin V H =mfV H, f-Parâmetro de Coriolis

20 PRINCIPAIS MECANISMOS GERADORES DOS MOVIMENTOS OCEÂNICOS (a) Um projéctil lançado para Norte a partir do equador move-se para Leste tal omo a Terra e para Norte com a velocidade de disparo. (b) Trajectória do projéctil relativamente à Terra. No tempo T 1 o projéctil moveu- se para M 1 e a Terra para G 1. No tempo T 2 o projéctil moveu-se para M 2 e a Terra para G 2. Há depleção causada pela força de Coriolis, maior a maiores latitudes. A roda da bicicleta não roda no Equador, mas vai rodando no sentido dos ponteiros do relógio relativamente à Terra, cada vez com maior velocidade à medida que se aproxima do pólo. Efeito da Rotação da Terra

21 Principais forças a considerar no estudo dos movimentos no Oceano: Directas, que causam o movimento: Atracção gravitacional (Sol e Lua); Tensão do vento (pode ser tangencial - atrito, ou normal - pressão); Força dp gradiente horizontal de pressão; Pressão atmosférica (1mb faz variar a superfície do oceano em cerca de 1cm); Sísmicas (resultam do movimento do fundo marinho); Indirectas, que resultam do movimento: Força de Coriolis (surge devido à rotação da Terra); Forças de atrito (opõem-se ao movimento e fazem dissipar energia mecânica convertendo-a em energia térmica). PRINCIPAIS MECANISMOS GERADORES DOS MOVIMENTOS OCEÂNICOS

22 Os movimentos podem ser classificados de acordo com as forças que os originam: 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 - correntes nas camadas superficiais, ondas de superfície e afloramento de águas da sub-superfície (upwelling); Correntes de maré - essencialmente horizontais, consequência directa da Lei de Atracção Gravitacional; Tsunamis - resultam de forças aplicadas junto ao fundo devido a movimentos da crusta submarina; Movimentos turbulentos: resultam da tensão de corte, ou seja, dos gradientes de velocidade, por vezes junto das fronteiras do oceano; Movimentos diversos: ondas internas, ondas de inércia, ondas planetárias de Rossby, etc.. PRINCIPAIS MECANISMOS GERADORES DOS MOVIMENTOS OCEÂNICOS

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25 Devido à diversidade de forças que actuam no oceano, os movimentos são um somatório de movimentos de diversas escalas. Os movimentos no Oceano vão desde os pequenos turbilhões, na escalas dos milímetros, até às grandes correntes oceânicas, na escala das dezenas de milhares de quilómetros, como a corrente do Golfo ou o giro do Atlântico Norte. Embora estas escalas se sobreponham, elas podem ser tratadas de forma independente. As forças relevantes que actuam são diferentes e as leis físicas preponderantes para a explicação dos fenómenos são em geral diferentes. As escalas típicas dos movimentos oceânicos são: larga escala; mesoescala; pequena escala; microescala - movimentos na escala dos centímetros ou inferior: difusão molecular, fenómenos nas fronteiras, viscosidade, tensão superficial, etc. DIFERENTES ESCALAS NA CIRCULAÇÃO DOS OCEANOS

26 Larga escala - as grandes correntes oceânicas que determinam a circulação geral do oceano (>1000km). DIFERENTES ESCALAS NA CIRCULAÇÃO DOS OCEANOS Exemplo da circulação de larga escala: circulação geral dos oceanos.

27 Mesoescala - fenómenos locais, independentes mas por vezes com implicações na circulação geral, resultam da acção de forças locais e cuja escala é da ordem de dezenas ou centenas de quilómetros. Exemplos: correntes e contra-correntes costeiras, vórtices (eddies) com raios de dezenas de quilómetros, afloramento costeiro (upwelling), filamentos, frentes, etc. DIFERENTES ESCALAS NA CIRCULAÇÃO DOS OCEANOS Exemplo da circulação de mesoescala: afloramento costeiro, filamentos, vórtices, correntes e contracorrentes costeiras, etc.

28 Pequena escala - movimentos à escala de metros: cinemática e dinâmica interna dos vórtices e filamentos, movimentos nas frentes de temperatura, movimentos junto ao fundo em águas pouco profundas, movimentos em portos, praias, enseadas, estuários, etc. DIFERENTES ESCALAS NA CIRCULAÇÃO DOS OCEANOS Exemplo da circulação de pequena escala: a hidrodinâmica costeira. Ondas, correntes costeiras induzidas pelas ondas, Interacção entre o escoamento e o fundo, pequenos vórtices, algumas ondas internas, etc.


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