D3 Oceano e Subsuperfície

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O sistema global de observação oceânica combina plataformas autônomas, bóias, amarras fixas e cruzeiros de pesquisa para medir o estado tridimensional do oceano, incluindo temperatura, salinidade, correntes e composição química em diferentes profundidades. Nenhuma plataforma isolada consegue observar simultaneamente toda a extensão e profundidade do oceano ou todas as variáveis ​​relevantes, portanto, esses sistemas se complementam.

Um de seus principais componentes é a rede de aproximadamente quatro mil bóias de perfilagem autônomas distribuídas pelos oceanos. Cada bóia normalmente desce a cerca de dois mil metros e, durante sua ascensão, registra perfis de temperatura e salinidade. Ao atingir a superfície, transmite os dados via satélite e inicia um novo ciclo, aproximadamente a cada dez dias. Uma extensão dessa rede para o oceano profundo utiliza bóias capazes de atingir cerca de seis mil metros.

Os perfis de temperatura obtidos permitem o cálculo do conteúdo de calor integrado na coluna oceânica. Essa variável fornece uma medida direta do desequilíbrio energético do planeta, uma vez que o oceano absorve mais de noventa por cento do excesso de calor retido no sistema climático pelo efeito estufa. Portanto, observar a evolução do calor armazenado no oceano permite avaliar mudanças no balanço energético que não podem ser determinadas apenas pela temperatura do ar na superfície.

Outro componente fundamental são os sistemas de amarração usados ​​para observar a circulação de retorno do Atlântico em regiões subtropicais e subpolares. Esses sistemas combinam correntômetros com instrumentos que registram temperatura, salinidade e pressão em diferentes profundidades. A partir dessas medições, é possível determinar os gradientes de densidade e estimar o transporte geostrófico.

Esse cálculo se baseia no equilíbrio entre o gradiente de pressão horizontal que impulsiona o movimento da água e a força associada à rotação da Terra. Conhecendo as diferenças de pressão resultantes da distribuição de densidade, é possível estimar quanta água a circulação transporta sem precisar medir diretamente a velocidade em cada ponto do oceano.

Essas observações são complementadas por medições por satélite de pequenas variações no campo gravitacional da Terra. Essas medições permitem a detecção de mudanças na distribuição de massa equivalentes a variações de apenas alguns centímetros de água e o monitoramento de mudanças na massa oceânica, geleiras e água armazenada em continentes e aquíferos. Assim, constituem uma observação independente de como a água é redistribuída dentro do sistema terrestre.

Cruzeiros oceanográficos fornecem medições de alta precisão ao longo de rotas estabelecidas. Obtêm perfis de temperatura, salinidade, oxigênio dissolvido, nutrientes, carbono inorgânico dissolvido e alcalinidade. As duas últimas variáveis ​​permitem o cálculo de propriedades do sistema químico do carbono, incluindo a acidez da água e a pressão parcial do dióxido de carbono no oceano.

A diferença entre a pressão parcial do dióxido de carbono no oceano e a da atmosfera determina a direção da troca de dióxido de carbono. Quando a pressão parcial oceânica é menor, o oceano absorve dióxido de carbono atmosférico; quando é maior, libera dióxido de carbono para a atmosfera. Essas medições, portanto, permitem avaliar o papel do oceano como reservatório e trocador de carbono.

Em conjunto, bóias autônomas, amarras, observações por satélite e cruzeiros oceanográficos fornecem perspectivas complementares sobre o mesmo sistema. As bóias descrevem a estrutura térmica e de salinidade e permitem estimativas do conteúdo de calor; as amarras observam as circulações em grande escala e seu transporte; Satélites detectam redistribuições de massa; e cruzeiros marítimos fornecem medições físicas e químicas detalhadas, incluindo do sistema de carbono.

Como o oceano armazena a maior parte do excesso de calor retido pelo efeito estufa e também absorve uma fração significativa do dióxido de carbono atmosférico, esse sistema integrado de observação é uma ferramenta crucial para determinar quanto calor e carbono o sistema climático está realmente acumulando, complementando as informações fornecidas pelas medições da temperatura da superfície.

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