E5 Ondas Oceânicas - Internas e Planetárias

Tópico

As ondas gravitacionais internas são oscilações que se propagam no interior do oceano estratificado, diferentemente das ondas superficiais, que oscilam apenas na interface entre a água e o ar. A força restauradora é a flutuabilidade, e sua frequência é limitada por dois limites: abaixo, o parâmetro de Coriolis e, acima, a frequência de Brunt-Väisälä. Portanto, uma onda gravitacional interna só pode existir com uma frequência entre esses dois valores. As ondas de maré internas, geradas quando a maré barotrópica interage com a topografia do fundo do mar, são a principal fonte de energia para a mistura diápica já descrita no oceano interior, fazendo com que a maré, além de subir e descer na costa, também agite o interior mais profundo e calmo do oceano.

As ondas de Kelvin costeiras são ondas gravitacionais aprisionadas ao longo da costa pela própria força de Coriolis: elas se propagam ao longo da costa, afastando-se para a direita no Hemisfério Norte e, por simetria, para a esquerda no Hemisfério Sul. A velocidade dessas ondas depende da profundidade da água e, no caso das ondas de Kelvin baroclínicas, de uma gravidade reduzida que depende da diferença de densidade entre as camadas, em vez da gravidade total utilizada pelas ondas de Kelvin barotrópicas. Essas ondas barotrópicas são sempre mais rápidas do que suas contrapartes baroclínicas, o que significa que um sinal costeiro se propaga muito mais rapidamente quando envolve toda a coluna d'água do que quando está confinado a uma única camada. Essas ondas de Kelvin costeiras são cruciais tanto para a transmissão de sinais ao longo de toda a costa quanto para a resposta do oceano a forçantes climáticas, como o El Niño-Oscilação Sul.

As ondas de Rossby baroclínicas, por outro lado, são perturbações com um período muito mais longo, variando de meses a anos, que se propagam para oeste a velocidades entre um centésimo e um décimo de metro por segundo nas latitudes médias, mas muito mais rápidas no equador, onde atingem entre dois e três metros por segundo. É essa propagação para oeste que faz das ondas baroclínicas de Rossby o principal mecanismo pelo qual o oceano profundo se ajusta, com um atraso de meses ou anos, às mudanças no forçamento atmosférico acima dele.

O comportamento esperado de todas essas ondas de gravidade internas inclui uma propagação muito mais lenta do que a das ondas de superfície, entre um décimo e um metro por segundo, juntamente com a dispersão vertical na qual a onda é refletida tanto pela picnoclina quanto pelo próprio fundo do oceano. Quando essa dispersão vertical envolve especificamente ondas de maré internas, ela produz o que é conhecido como marés internas: oscilações que são observadas com amplitudes entre dez e cem metros dentro da picnoclina e com velocidades entre um décimo e cinco décimos de metro por segundo, o que faz com que essas marés internas movam silenciosamente, bem abaixo da superfície, quantidades de água comparáveis ​​às movidas pela própria maré astronômica na costa.

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