Domínios e Paisagens
Biogeográficos
Talassociclo - O balanço de
calor nos oceanos
Prof. Dr. Dakir Larara
Sumário da aula
• Introdução
• O Balanço de calor oceânico
• As variáveis do balanço de calor oceânico
• Distribuição Geográfica do balanço de calor
• Transporte meridional da calor e água doce
Introdução
• Cerca de metade da luz solar que chega no planeta é
absorvida pelos oceanos e pela terra
• Apenas 1/5 da luz solar disponível é diretamente absorvida
pela atmosfera
• Do calor armazenado pelos oceanos: i) uma grande parte
é liberada localmente para a atmosfera (principalmente sob
a forma de evaporação e radiação infra-vermelho) e ii) outra
parte é transportada pelas correntes para outras áreas (e.g.
altas latitudes durante o inverno)
• O calor armazenado nos oceanos é um importante
moderador do clima
• O transporte de calor não é estacionário. Desta forma, as
variações no balanço de calor e transporte associado, são
importantes no entendimento das variações climáticas
O balanço de calor oceânico
• As trocas de calor na superfície dos oceanos são o
resultado de uma falta de balanço entre aquilo que entra e o
que sai da superfície oceânica. Isto é chamado de fluxo de
calor
• Estes trocas ocorrem geralmente na superfície, sendo que
os fluxos de sub-superfície são geralmente bem menores
• Em termos globais, os fluxos devem ser balanceados,
caso contrario, ocorreria um aquecimento ou um
resfriamento dos oceanos
O balanço de calor oceânico
• Os principais termos do balanço de calor incluem:
 Insolação (QOC ou QSW): fluxo de luz solar incidente no
oceano
 Radiação infra-vermelha líquida (QOL ou QLW): fluxo
líquido de radiação infra-vermelho do oceano
 Fluxo de calor sensível (QS): devido a variação de
temperatura
 Fluxo de calor latente (QL): devido a troca de estado
(líquido para gasoso e vice-versa)
 Advecção (QV): devido às correntes
QT  QOC  QOL  QL  QS  QV
Watts/m2
Variação de temperatura do ar aumenta a medida
que se afasta da costa, podendo chegar a 60C na
Sibéria
As variáveis do balanço de calor
• Fatores que influenciam a insolação:
– Altura do sol acima do horizonte (latitude, estação, período
do dia)
– Comprimento do dia (estação, latitude)
– Atenuação atmosférica (nuvens, poeira, aerossóis)
– Refletividade da superfície (ângulo de incidência do sol e
rugosidade da superfície)
Média mensal da insolação em um dia limpo, durante o
ano de 1989, e com base em dados do International
Satellite Cloud Climatology Project
Variação da média anual: 30W/m2 < QOC < 260W/m2
• Fatores que influenciam a radiação infra-vermelha
líquida:
– Espessura e altura das nuvens e quantidade de vapor
atmosférico (quanto mais úmido, menor a quantidade de
calor que volta para a atmosfera)
– Temperatura da água (quanto maior a temperatura maior a
irradiação)
– Cobertura de gelo e neve
Variação da média anual: - 60 W/m2 < QOL < - 30 W/m2
• Fatores que influenciam o fluxo de calor latente:
– Vento (aumento do vento aumenta a evaporação)
– Umidade relativa do ar (ar seco aumenta a evaporação)
Variação da média anual: - 130 W/m2 < QL < - 10 W/m2
• Fatores que influenciam o fluxo de calor sensível:
– Vento
– Diferença de temperatura na interface ar-mar
Distribuição geográfica do balanço de calor
Balanço de radiação solar
(Total = 100)
Espalhado ou refletido
para o espaço (7+16+8)
Absorvido pela atmosfera (17+3)
Absorvido pela sup. da Terra (49)
Balanço de radiação na
sup. Terra (Total = + 30)
Esfriamento por radiação infravermelha (95-114)
Aquecimento Solar (49)
Balanço de radiação na
atmosfera (Total = - 30)
Média anual e global da distribuição de 100
unidades de radiação solar entrando no topo
da atmosfera. Os fluxos de radiação solar
aparecem à esquerda, radiação infravermelho no meio e fluxos de calor sensível e
latente a direita.
Esfriamento por radiação infravermelha (-40-20-9+114-95)
Aquecimento Solar (20)
Transferência de calor
(Total = 30)
Calor sensível (7)
Calor latente (23)
Distribuição geográfica do balanço de calor
(a)
(b)
(a) Média zonal dos termos na transferência de calor para o oceano
(b) Fluxo de calor líquido sem a limitação devido ao transporte de calor e água
doce e com a limitação
Distribuição geográfica do balanço de calor
QOC com base na reanálise do ECMWF (40 anos)
< nuvens  > QOC (+ da atmosfera para o oceano)
Distribuição geográfica do balanço de calor
Animação de QOC com base na reanálise do ECMWF
http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/
Distribuição geográfica do balanço de calor
QOL com base na reanálise do ECMWF (40 anos)
< nuvens  > QOC (- do oceano para a atmosfera)
Distribuição geográfica do balanço de calor
Animação de QOL com base na reanálise do ECMWF
Distribuição geográfica do balanço de calor
QL com base na reanálise do ECMWF (40 anos)
QL é dominado por evaporação na região do Alísios (- do
oceano para a atmosfera)
Distribuição geográfica do balanço de calor
Animação de QL com base na reanálise do ECMWF
Importante: neste gráfico, os valores + são do oceano para
a atmosfera
Distribuição geográfica do balanço de calor
QS com base na reanálise do ECMWF (40 anos)
Influenciado pela diferença de temperatura na interface
QS é dominado pelas massas de ar frio dos continentes
(- do oceano para a atmosfera)
Distribuição geográfica do balanço de calor
Animação de QS com base na reanálise do ECMWF
Importante: neste gráfico, os valores + são do oceano
para a atmosfera
Distribuição geográfica do balanço de calor
Q com base na reanálise do ECMWF (40 anos)
Q é + na região equatorial e – região da Ásia e Correntes
Quentes (+ da atmosfera para o oceano)
Distribuição geográfica do balanço de calor
Animação de Q com base na reanálise do ECMWF
Importante: neste gráfico, os valores - são da atmosfera para
o oceano
Transporte meridional de calor
• A Terra ganha calor na atmosfera tropical e perde calor
na atmosfera polar
• Tanto a atmosfera como o oceano tem que transportar
calor das regiões de baixa latitude para as regiões de alta
latitude, para que exista um equilíbrio.
Transporte de calor
pelos oceanos
Distribuição geográfica do balanço de água
E-P (mm/dia) com base na reanálise do ECMWF (40 anos)
Distribuição geográfica do balanço de água
P-E (mm/mês) com base na reanálise do ECMWF
Importante: as unidades são diferentes do gráfico anterior