Balanços de energia e massa

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Sol O Balanço de Energia do Planeta

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Sol O Balanço de Energia do Planeta

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Aquecimento desigual do Planeta....no tempo:

....no espaço:

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-100 -50 -25 0 25 50 100 125 150 200 Wm-2

Rad. de pequeno c.d.o. (recebida)

Rad. de grande c.d.o. (emitida)

BALANÇO DA RADIAÇÃO À ESCALA MENSAL

Balanço da radiação (recebida-emitida)

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Balanço de Calor do Sistema Oceano-Atmosfera

O excesso de energia nasbaixas latitudes tem queser transportado para asaltas latitudes

O Oceano e a Atmosferarealizam esse transporte(o transporte no H. Norteestá aqui representado)

Calorias por cm2 por minuto

Equador

radiaçãosolar incidente

radiação terrestreemitida

balanço positivo de energia

balanço negativo de energia

balanço negativo de energia

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O transporte realizado pelo Oceano determina as grandes circulações (correntes…) oceânicas

…mas as correntes não seguem “a direito” para o Pólo e para o Equador e à superfície temos mais correntes quentes do que frias…

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BALANÇO DE CALOR DOS OCEANOS

__ __ __ __Qs = Qb + Qe + Qh

Qs - Radiação elecromagnética de pequeno comprimento de onda (c.d.o) de origem solar (espectro da radiação solar à superfície do oceano - 340 W/m2 no topo da atmosfera - aprox. 225 W/m2 na sup. do oceano).

Qb - Radiação electromagnética de grande c.d.o. emitida pela superfície do oceano e radiação emitida na mesma banda pela atmosfera suprajacente (entre 8 e 14µm).

Qe - Calor latente perdido pela evaporação à superfície, ou ganho no caso de haver condensação de vapor de água da atmosfera sobre a supefície do mar (valor típico 15 W/m2).

Qh - Calor trocado por condução entre a atmosfera e o oceano quando a atmosfera e o oceano estão a diferentes temperaturas (valor típico 100 W/m2, mas muito variável).

Razão de Bowen (R): Qh / Qe Valores típicos: 0.1 nas baixas latitudes, cerca de 0.45 a 70º de latitude N

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O ESPECTRO DA RADIAÇÃO SOLAR

O espectro electromagnético e em detalhe a região visível do espectro

Curvas da irradiância solar no topo da atmosfera e na superfície do Globo.Na figura está também representada a curva de emissão do corpo negro para uma temperatura de 6000 K, a temperatura aproximada do Sol.

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A distribuição da Temperatura da Superfície do Mar, TSM, éfundamentalmente uma função do balanço de calor, ou seja, é uma DistribuiçãoZonal (distribuição em função da latitude).

Energia radiante solar média anual recebida na superfície da Terra, em Wm-2.

TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO OCEANO

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Na distribuição zonal de TSM, as temperaturas mais elevadas ocorrem na regiãoequatorial e as mais baixas nas regiões polares.

A distribuição zonal da TSM é perturbada pelo efeito advectivo das circulaçõesoceânicas horizontais e verticais, nomeadamente próximo dos continentes. Ascorrentes oceânicas transportam água fria para o equador e quente para os pólos

Distribuição da temperatura de superfície no oceano mundial

TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO OCEANO

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Temperatura da superfície do mar (ºC)

A temperatura do oceano varia ao longo do ano devido às variações sazonais daenergia radiante solar. No oceano equatorial as variações na temperaturasuperficial são mínimas. Nas altas latitudes as pequenas variações são devidas àpresença permanente de gelo. As maiores diferenças sazonais na temperatura dasuperfície do oceano ocorrem nas latitudes médias.

TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO OCEANO

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Temperatura de superfície da Terra obtida durante odia a partir de sensores colocados em satélites. Aazul estão as temperaturas mais baixas e avermelho as mais elevadas.

TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO OCEANO

Diferenças entre o padrão de Janeiro e Julho.As grandes diferenças (azul escuro a preto)ocorrem sobre os continentes, enquanto nosoceanos raramente passam os 8-10ºC. Nestes, asmaiores diferenças são nas latitudes médias, poisas regiões tropicais e equatoriais são bastanteconstantes.

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Valor médio e gama de temperaturas dasuperfícies da Terra(a) sobre a superfície do oceano. Note-seque as grandes diferenças ocorrem naslatitude médias.(b) sobre os continentes e regiões geladas.Note-se que as grandes diferençasocorrem nas regiões polares, em contrastecom os oceanos.

TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO OCEANO

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A salinidade à superfície distribui-se de forma muito diferente da temperatura. Assalinidades mais altas ocorrem nas regiões centrais dos oceanos e as mais baixasnas altas latitudes e próximo dos continentes, onde o oceano recebe água doce dosdegelos e descargas dos rios.

As diferenças espaciais da salinidade superficial são causadas pelas variações naevaporação e precipitação. A evaporação na superfície do mar é maior nas regiõessubtropicais. A precipitação é máxima na região equatorial, próximo dos 10ºN, nachamada “região das calmarias”, situada entre a cintura norte e sul dos ventosalíseos.

As salinidades mais elevadas ocorrem nas regiões de excesso de evaporação sobrea precipitação, que são as regiões centrais dos oceanos nas regiões subtropicais eos mares interiores nas regiões áridas (Mar Vermelho, Mediterrâneo e GolfoPérsico).

As salinidades mais baixas ocorrem onde a precipitação excede a evaporação,como seja as regiões costeiras e regiões equatoriais. Nas altas latitudes as baixassalinidades devem-se aos degelos.

A distribuição da salinidade está portanto relacionada com o balanço de massa dosistema Oceano-Atmosfera.

SALINIDADE SUPERFICIAL DO OCEANO

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Em cima: relação entre a evaporação e a precipitação nooceano em função da latitude. Em baixo: salinidade média dooceano mundial em função da latitude.

SALINIDADE SUPERFICIAL DO OCEANO

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(a) Distribuição média anual de salinidade no oceano mundial;(b) valores médios zonais de salinidade, S, e da diferença entreevaporação e a precipitação, E-P, em função da latitude.

SALINIDADE SUPERFICIAL DO OCEANO

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Distribuição de valores superficiais, médios zonais para o oceano mundial, de temperatura, salinidade e densidade (σt)

em função da latitude.

TEMPERATURA, SALINIDADE E DENSIDADE SUPERFICIAL DO OCEANO