DIAGRAMA TS E MASSAS DE GUARDR Ghisolfi Aula 9

OBJETIVOSEntender e utilizar o diagrama TS; Conhecer os mecanismos de formao de massa de gua; Identificar as principais massas de gua nos oceanos.

DIAGRAMA TSPlotagem num grfico bidimensional dos pares termohalinos correspondentes (Temperatura e Salinidade).

O que foi observado?Pontos se concentravam em torno de um valor ou de uma faixa reduzida de valores Pontos se agrupavam ao longo de linha Pontos se dispersavam como uma nuvem.

Qual o significado?gua Tipo Massas de gua Mistura de duas ou mais massas de gua ou guas tipo

MASSA DE GUA e GUA TIPOO que uma massa de gua?No oceano profundo uma massa de gua definida como um corpo de gua com uma histria de formao comum.

Baseado na observao de que a renovao de gua resulta na formao de massa de gua em contato com a atmosfera, a qual se espalha, a partir da regio de formao em contato com a atmosfera, e perde suas caractersticas atravs da mistura com outras massas de gua.

Mistura por salt-fingering

MISTURA NOS OCEANOS anlise qualitativa

Como podemos visualizar a gua tipo, o processo de mistura e a massa de gua num diagrama TS ?Fase de mistura: mistura de gua pode ser seguida e a mistura com outras massas de gua quantificadas.

No diagrama TS, a combinao identificada por pontos so conhecidas por Fontes de gua Tipo.Na teoria, uma gua tipo um ponto no diagrama TS; a gua, com essas caractersticas de T e S, podem ou no existir.Fontes de gua tipo so pontos TS que representam massas de gua na forma que elas existem na sua regio de formao.

No entanto, as propriedades no so constantes no tempo (variam de acordo com as condies de formao). Assim, o valor mdio pode ser diferente do valor observado. A descrio completa de uma massa de gua requer a especificao de sua fonte de gua tipo (ou tipos) e do desvio padro para os valores de temperatura e salinidade.uma massa de gua homognea representada po uma nica fonte de gua tipo e um desvio padro.

A massa de gua pode ser representada:Por uma degradao do ponto (gua tipo o ponto de inflexo de uma curva) figura anterior

Por uma linha mais ou menos retilnea:Assim, a curva (uma srie infinita de fontes de gua tipo) possui duas curvas de desvio padro para descrever a variabilidade na sua formao

COMO SE FORMAM AS MASSAS DE GUA NO OCEANO?1. 2.

SUBDUO CONVECO PROFUNDA Ambos os processos esto ligados a dinmica da camada de mistura no superfcie do oceano. Na primavera e vero a camada absorve calor. Outono e inverno overturning devido ao vento e ondas. Primavera e vero a camada bem misturada coberta por uma camada de gua menos salina e mais leve. desenvolvimento da termoclina sazonalAbaixo da camada superficial, que esteve em contato com a atmosfera. A temperatura e salinidade so propriedades conservativas, isto , elas somente podem ser mudadas por mistura e adveco.

SUBDUOOcorre principalmente nos subtrpicos. gua na fundo da camada de mistura forada para baixo atravs da convergncia do transporte de Ekman e afunda lentamente ao longo da superfcies de densidade constante.

CABBELINGDevido a curvatura das linhas de densidade, a mistura de duas parcelas de gua de mesma densidade, mas distintas temperatura e salinidade, d origem a uma mistura mais densa. Ao mesmo tempo deve haver contrao no volume de mistura CABBELING. Importncia quando a mistura entre parcelas de propriedades distintas.

CONVECO PROFUNDAA conveco profunda ocorre em regies com pequena estratificao de densidade vertical (principalmente nas regies polares e subpolares). Quando a gua na camada de mistura se torna mais densa que a gua que est abaixo ela afunda para altas profundidades no oceano. O aumento da densidade ocorre pelo resfriamento ou pelo aumento na salinidade (tanto por evaporao ou pelo aumento na concentrao salina durante o congelamento) ou ambos.

CAUSA DA CONVECO PROFUNDA

Exemplo do mecanismo de conveco profunda na regio antrtida

Conveco profunda:gua Antrtica de Fundo (AAF AABW): formada no Mar de Weddel e Mar de Ross; se espalha por todos os oceanos abaixo dos 4000m. gua Profunda do Atlntico Norte (APAN NADW): formada no Mar de Groenlndia e Mar do Labrador. gua Circumpolar (Pacfico e ndico): (AAF AABW) + (APAN NADW)

Subduo:gua Antrtida Intermediria (AAI AAIW): formada ao sudeste do Chile e sudoeste da Argentina; se espalha por todos os oceanos com a gua Circumpolar. gua Central (ACAS SACW): a gua da termoclina permanente, formada por subduo nos trpicos.

GUA MODO (MODE WATER)Termo usado para guas que possuam propriedades excepcionalmente uniformes numa grande extenso de profundidade, causada na maioria das vezes por conveco. Mode water representam regies de formao de massas de gua. Elas no so necessariamente massas de guas, mas contribuem com volume significante para formar outras massas de gua. Pelo fato delas representarem regies de subsidncia de guas superficiais, as regies de sua formao so regies de fonte de calor atmosfrico. Subtropical Mode Water formada principalmente pela subduo em regies especficas dos trpicos e contribue para a faixa de valores observados para as guas centrais dos oceanosEx: a gua com 18 oC de temperatura formada no Mar de Sargasso

t

MASSAS DE GUAS NO OCEANO ATLNTICO

MASSAS DE GUA SUPERFICIAIS (at a parte superior da termoclina permanente)

MASSAS DE GUA INTERMEDIRIAS

(550 m 1500 m)

WESTERN ATLANTIC SUBARTIC WATERFormada pela gua do Mar de Labrador Origem: giro ciclnico no lado offshore da Corrente do Labrador Mecanismo:Vero: salinidade diminui pela adio de gua doce pelo degelo Inverno: gua superficial isolada pelo gelo e resfriada pelas massas de ar frias e secas (evaporao) que passaram pelo Canad. Grande variabilidade annual (pode no ocorrer) formao da gua no Mar de Labrador.

MASSAS DE GUA INTERMEDIRIAS

(550 m 1500 m)

Massa de gua do MediterrneoFormada por conveco profunda auxiliada pelo ar frio e seco (Mistral) que sopra sobre a gua circulando num giro ciclnico.

MASSAS DE GUA INTERMEDIRIAS

(550 m 1500 m)

Formada na Zona da Conv. Antrtica (Zona Polar Frontal Antrtica) principalmente no vero pela mistura de gua superficial (degelo) + NADW e gua superficial quente fluindo do norte.

AAIW

Possui mnimo de salinidade e O2 (local)T [2-4 dC] S < 34.92

AAIW

Massa de gua intermediria que ocupa a maior regio ocenica; Fig. 1 espalhamento do core da AAIW. Fig. 2 perfil meridional das massas de gua no Atlntico

MASSAS DE GUA PROFUNDAS E DE FUNDO

REPRESENTAO ESQUEMTICA DA FORMAO DA NADW

APAN - NADWMecanismo exato de formao ainda no est bem conhecido; Conveco profunda parece ocorrer em eventos isolados de curta durao na forma de chamins (extenso de poucos kms)Esta forma uma resposta particular aos ventos frios e/ou formao do gelo

VARIABILIDADE INTERANUAL NA FORMAO DA NADWRelacionada com a Oscilao do Atlntico NorteGangorra entre o Mar do Labrador e o Mar da Noruega/Groenlndia

OAN + Mar do Labrador sujeito a ventos muitos frios e tempestades grande formao da NADW. No outro lado, guas mais quentes e menos tempestades -> menor formao de NADW. Formao de NADW relacionada com o sistema de clima global.

MASSAS DE GUA PROFUNDAS E DE FUNDO

GUA ANTRTICA DE FUNDO AAF - AABWMassa de gua de maior abrangncia, encontrada nos 3 oceanos. Existem trs tipos de AABW, conforme sua origem:1.

AABW formada na plataforma continental ao redor do continente antrtico AABW formada na regio profunda da Corrente Circumpolar Antrtica gua Circumpolar Antrtica de Fundo

2.

3.

GUA ANTRTICA DE FUNDO AAF - AABWAABW formada na plataforma continental ao redor do continente antrticoMais densa, formada principalmente em polynias costeirasFaixa de temperatura: ~ -2 dC Faixa de salinidade: 34.4 34.8

Fluindo prximo quebra de plataforma, essa gua densa de plataforma se mistura com lnguas de gua da Corrente Circumpolar Antrtica, a qual foi carregada ao sul pelo fluxo de ciclones subpolares. Essa mistura afunda e segue para oeste (dark blue arrows)

continuaoEmbora muito densa, os seus valores de temperatura e salinidade variam largamente dependendo de sua origem.Ex: sudoeste do Mar de Weddell mais fria e menos salgada. Noroeste do Mar de Ross mais quente e mais salina

Em funo de sua densidade, (muito alta) essas guas podem ficar presas na Antrtida.

continuaoA gua que consegue escapar para regies subtropicais a que se misturou com a gua Circumpolar de Fundo (formada nas polynias ocenicas), depois de circular algumas vezes no giro do Mar de Weddell. gua fui para o norte por canais profundos da Cordilheira do Sul da Scotia e para dentro do Atlntico abaixo da CCA. Outra parcela entra no Oceano ndico Restante contorna o continente at ser bloqueado pela Passagem de Drake.Transporte dessa corrente: 10 Sv.

GUA ANTRTICA DE FUNDO AAF - AABWAABW formada na regio profunda da CCA:A gua na CCA bem misturada pelo vento e turbulncia e consiste da mistura da APAN com a AAF formada em plataforma (descrio anterior). Essa gua conhecida como gua Circumpolar Antrtica e possui as seguintes caractersticas:Temperatura: ~ 0.25 a 2 dC Salinidade: > 34.6 a 34.72

gua Circumpolar Antrtica de Fundo: formada no limite externo da CCA flui para o norte.Temperatura: 0 dC Salinidade: ~ 34.6 34.7

AAF a mais densa do oceano aberto que a NADW. Inicialmente essa ltima mais densa, mas sua densidade diminuda de acordo com o seu deslocamento para o sul, porque elas incorporam grandes volumes de gua menos densa.

MASSAS DE GUA PROFUNDAS E DE FUNDO

GUA COMUM DO NDICO E PACFICO (PACIFIC AND INDIAN COMMON WATER)Formada pela mistura de outras massas de gua: AAIW, NADW, AABW (maior contribuio - ~ 50%) Mecanismo:NADW fluindo para o sul se mistura com a AAIW e AABW. A NADW que flui ao sul se desloca para leste e circula a frica do Sul entrando no Oceano ndico e posteriormente no Pacfico.

Diagrama TSFerramenta de anlise e identificao de massa de gua. Tipos de diagrama TSTS profundidade TS espalhado TS volumtrico TS - temporal

DIAGRAMA TS ESPALHADO

DIAGRAMA TS e % DE MISTURA

DIAGRAMA TS ESPALHADO O TRINGULO DE MISTURA

AS MASSAS DE GUA NA REGIO SUDESTE

DIAGRAMA TS VOLUMTRICO

DIAGRAMA TS PARA GUAS RASAS E COSTEIRASExiste diferena entre o diagrama TS para guas rasas e profundas? Importncia do vento e runoff no desenvolvimento de gua costeira. Como aplicar a teoria das massas de gua de reas profundas para guas rasas? Diagrama TS-temporal

DIAGRAMA TS TEMPORALSo plotados os valores de T e S na camada de mistura conforme eles ocorrem ao longo do ano (possvel detectar variabilidade mensal/sazonal) Requer um esforo de amostragem grande para ter representatividade (isto , um pequeno desvio padro).

Ao invs de serem plotados valores dirios, podem ser plotadas mdias e desvios mensais; Dessa forma, pode-se aumentar a significncia das medidasex: 5 anos*medidas dirias ~ 1800 dados totais Valores dirios 5 para cada dia do ano Se fossem agrupados mensalmente (5*30) 150 dados

Na realidade, qualquer diagrama TS-temporal razoavelmente definido pode ser uma ferramenta valiosa ele fornece boa descrio do ambiente costeiro, isto , ferramenta poderosa para o gerenciamento costeiro Porqu? Tcnica pode ser ampliada para incluir TS-time combinado com outros elementos (ex.: clorofila-a).

Exemplo: diagrama TS-time obtido para a regio nordeste da Austrlia.Trs rios principais:Normanby (seo norte) Burdekin (seo central) Fitzroy (seo sul)

BIBLIOGRAFIA PARA CONSULTAOcean circulation 2002. Editora Open University Regional Oceanography 2000 por Mathias Tomczac. Disponvel em:http://www.es.flinders.edu.au/~mattom/index2.html