E7 Oceano - Interação Atmosfera

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A interação oceano-atmosfera é o acoplamento térmico, mecânico e químico entre esses dois fluidos que compartilham uma interface comum. Os fluxos de calor — latente, sensível e radiativo — transferem energia entre o oceano e a atmosfera em taxas que dependem das diferenças de temperatura e umidade entre o ar e o mar. Em média, o oceano recebe cerca de 168 watts por metro quadrado de radiação solar líquida e perde essa mesma quantidade por meio de três vias: cerca de 88 watts por metro quadrado como calor latente, cerca de 10 watts por metro quadrado como calor sensível e cerca de 66 watts por metro quadrado como radiação de ondas longas líquida. No entanto, esse balanço varia enormemente de região para região e de estação para estação, o que significa que não há dois pontos no oceano que experimentem exatamente a mesma troca de calor com a atmosfera acima deles.

O momento que o vento transfere para o oceano, conhecido como tensão do vento, é a força motriz por trás da circulação superficial e das ondas. Essa tensão depende da densidade do ar, de um coeficiente de arrasto específico da superfície do mar e do quadrado da velocidade do vento medida a uma altura de dez metros. Dobrar a velocidade do vento quadruplica a tensão que o vento exerce sobre a água.

A retroalimentação entre a temperatura da superfície do mar e o vento é um mecanismo de acoplamento bidirecional e autossustentável: temperaturas mais elevadas da superfície do mar induzem maior convecção atmosférica, o que modifica o campo de vento, e esse campo de vento modificado, por sua vez, modifica tanto a circulação oceânica quanto a temperatura da superfície do mar que iniciou todo o ciclo. Isso perpetua o acoplamento indefinidamente, desde que as condições de fundo continuem a alimentá-lo. Essa retroalimentação é crucial tanto para a Oscilação Sul do El Niño quanto para a Oscilação de Madden-Julian e, em escalas de tempo muito mais lentas, de décadas a séculos, esse mesmo acoplamento envolve o calor que o oceano profundo armazena como uma memória de longo prazo de todo o sistema acoplado.

A evaporação oceânica é, de longe, a maior fonte de vapor de água que entra na atmosfera, representando aproximadamente 85% do total. Depende da densidade do ar, do coeficiente de transferência de calor, da velocidade do vento a 10 metros acima do nível do mar e da diferença entre a umidade de saturação à temperatura da superfície do mar e a umidade real já presente no ar. Essa evaporação varia entre um e três milímetros por dia nos trópicos e em áreas onde passam correntes quentes, e é precisamente essa diferença de umidade que faz com que o ar mais seco sobre um mar quente evapore muito mais água do que o ar que já está quase saturado.

O comportamento esperado de toda essa interação oceano-atmosfera também muda com a latitude: nos trópicos, a temperatura da superfície do mar e o vento na superfície são negativamente correlacionados, o que significa que há menos vento precisamente onde o mar é mais quente, porque ali a convecção ativa consome a própria energia cinética do vento. Isso faz com que os trópicos e as latitudes médias respondam de maneiras opostas à mesma temperatura da superfície do mar; nas latitudes médias, no entanto, essa correlação torna-se positiva. Assim, desde os fluxos de calor que abrem este documento até a correlação entre a temperatura da superfície do mar e o vento com a qual ele conclui, a interação oceano-atmosfera revela o mesmo acoplamento subjacente operando em escalas que variam de watts por metro quadrado no balanço energético diário até os séculos em que a memória do calor armazenado nas profundezas perdura.

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