Distribuição Global da Temperatura dos Oceanos
A distribuição horizontal de temperatura na
superfície do oceano é mostrada na figura I(a). Como esperado, o valores mais
altos são encontrados sobre as regiões tropicais com máximos valores sobre o
oeste do Oceano Pacífico Equatorial e sobre o Oceano Índico, enquanto os fortes
gradientes norte-sul são encontrados em médias e altas latitudes, sendo mais
pronunciados no Hemisfério Sul.
Figura I(a). Distribuição global da temperatura da superfície do mar em ºC para condições anuais médias.(Levitus, 1982)
Por primeiro, as isotermas da superfície do mar são
zonais em carater mas com alguma distorção devido à influência dos continentes. Esta
influência manifesta nas correntes quentes em direção aos polos (ou seja,
Corrente do Golfo, Corrente do Brasil e Corrente Kuroshio) e as correntes frias
em direção ao equador (ou seja, Corrente do Labrador, Corrente das Ilhas
Canárias, Corrente de Benguela, Corrente da Califórnia, e Corrente do Peru).
Assim, comparando ambos os lados do oceanos, encontramos que nos subtrópicos as
águas no lado oeste tendem a ser mais quentes do que aquelas nos lados leste,
enquanto em altas latitudes o oposto tende a ocorrer. Isto é evidente no Oceano
Atlântico Norte onde o mar norueguês é anomalamente quente devido ao transporte
de calor em direção ao polo na Corrente do Golfo.
As baixas temperaturas nas correntes em direção ao
equador no lado leste dos giros subtropicais são reforçados pela ressurgência
de água fria rica em nutrientes vindas das camadas mais profundas. As
principais regiões nais quais a ressurgência da costa ocorrem são claramente
mostradas na figura I pela inclinação das isotermas, chamada Corrente das
Canárias (10º - 40º N), a Corrente da Califórnia (25º - 40N), a Corrente da
Benguela (10º - 30ºS), a Corrente do Peru (5º - 45ºS) e (durante a monção sudoeste
de verão) a Corrente da Somália ( 0 – 15º N). A ressurgência nestas regiões está
associada com os regimes de vento locais e é mais intensa quando há um forte
vento soprando em direção ao equador (em direção ao polo no caso da Corrente da
Somália) paralelo à costa, conduzindo a um grande transporte de Ekman para
longe da costa e direcionado para à direita do vento no Hemisfério Norte e para
à esquerda no Hemisfério Sul (ver figura III). Estes regimes de vento estão
conectados com a posição dos grandes anticiclones atmosféricos os quais se
movem em direção aos polos no verão e em direção ao equador no inverno.
Para obter uma ordem de magnitude estimada da
velocidade vertical na parte inferior da camada de ressurgência, assumiremos wE uniforme numa faixa de
largura Lx ao longo da
costa a qual é assumida orientada na direção norte-sul (ver figura III). Então
a quantidade de massa transportada através de uma “parede” imaginária vertical
de comprimento Ly numa
distância Lx da costa é
tal que
Devido à conservação de massa, este fluxo tem de ser compensado
pela ressurgência vertical de mesma magnitude:
Por exemplo, para um vento soprando em direção a sul de 10m/s
sobre uma distância Ly =
1500Km ao longo da costa (ver figura III(b)) a fórmula aerodinamica de bulk dá um
stress de vento τ0y = 0.16N/m2, então temos que numa
latitude φ = 25º, onde f =0.62 x 10-4s-1, o transporte (B) se torna
MEx Ly ≈ -3.9 x 109Kg s-1
Assim a água total exportada para longe da costa seria em torno
de 4x109Kg s-1
ou um volume transportado em torno de 4
Sv ou 4x109Kg s-1
ou ainda 4x106m3s-1
. Além disso, se fizermos Lx = 40 Km e ρ = 1.025x103Kg m-3 encontramos da equação (B)
para a velocidade de ressurgência wE = 6.3 x 10-5m/s ≈ 5.5m/dia.
As temperaturas equatorias relativamente baixas são uma consequência da dominante superfície de ventos de leste que geram uma
transporte de massa de Ekman para longe do equador. A razão para essa
divergência de Ekman é que o parâmetro de Coriolis f muda de sinal no equador e então MEy = τ0x/f > 0 logo ao norte do equador e MEy < 0 logo ao sul do
equador, conduzindo a (∂MEy/∂y
) > 0. Devido ao aumento em direção ao polo de |f| o transporte de Ekman diminui rapidamente com a latitude
restringindo a extensão meridional da ressurgência para uma zona
estreita ao
redor do equador.
Podemos mencionar que as temperaturas negativas observadas (abaixo de -2ºC) perto da Antártica e do Ártico na figura III(a) podem existir
devido à redução do ponto de congelamento da água do mar associado com o sal
dissolvido (Lei de Raoult).
Para mostrar o quanto o ciclo anual da temperatura da superfície
do mar é importante, é apresentado na figura I (b) um mapa da diferença entre as
médias de temperatura de Janeiro e Julho.
Figura I(b) Distribuição global da diferença de temperatura da superfície do mar entre Janeiro e Julho em ºC.
Figura II. Distribuição da diferença horizontal da temperatura do ar em superfície entre os meses de Janeiro e Julho em ºC.
Figura III
As maiores diferenças em torno de
-10ºC no hemisferio Norte perto de 45º de latitude próximo ao leste das costas
dos continentes. Essas características podem estar ligadas com o prevalecimento
da migração de faixas das massas de ar formadas sobre os continentes Norte
Americano e Eurásia. Como essas massas de ar são quentes no verão e frias e
secas no inverno, uma forte interação toma lugar, principalmente a leste das
costas dos continentes, entre o ar e a água oceânica subjacente com intensa
troca de calor latente e sensível.
Como esperado, as variações sazonais nas latitudes tropicais e
equatoriais são quase pequenas, na maioria da ordem de 2ºC. No hemisferio Sul, a
variação na temperatura é muito menor do que no hemisferio Norte com valores
máximos de 6ºC ou menos devido à cobertura de terras limitada. As diferenças de
temperatura são também mais uniformes zonalmente, com a exceção das regiões
costeiras da África e América do Sul, presumavelmente associadas com variações
na divergência e ressurgência.
Comparemos a figura I(b) com um mapa similar para a
distribuição da temperatura atmosférica em superfície apresentada na figura
II. A comparação mostra que a distribuição anual na temperatura oceânica é,
em geral, muito menor do que a distribuição da temperatura atmosférica em
superfície, a qual pode ser tão alta quanto 50ºC, sobre os continentes do
Hemisferio Norte.
