Movimentos da água
José Fernandes Bezerra Neto, MSc.
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UFMG – ICB – Depto. Biologia Geral, Lab. Gestão Ambiental de Reservatórios
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Biologia Geral, Lab. Gestão
Ambiental
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Movimentos da água
1. Diferença entre ondas e correntes.
2. Quais movimentos da água são ondas e quais são correntes.
3. Quais movimentos da água são mais importantes na mistura
do calor, substâncias dissolvidas, etc.
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O vento sopra sobre a superfície de um corpo de água
Na região limite entre a água e o ar, a velocidade do vento
diminui devido ao atrito.
Isto resulta na produção de forças na superfície do corpo de
água que são:
1. As ondas
2. As correntes
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A água também pode ser colocada
em movimento por:
Mudanças na pressão atmosférica
Fluxo de água no corpo aquático (p. ex. rio)
Ondas e correntes usualmente ocorrem juntas, mas
existem diferenças
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Ondas:
Movimento periódico da água
Direção do vento
 =comprimento da onda
h = altura da onda
Lago raso:Tensão no fundo
Subida e descida
de partículas
pequeno
Se a profundidade
do corpo
de água éde<água
½ , com
a onda
“toca ofluxo
fundo”,
o que interrompe
líquido.
o movimento circular (causa tensão no fundo);
A ondaAirá
menos
pararque
quando
sejam
a ondas
profundidade
muito fortes
da água
(“breaking
for 4/3 waves”),
da altura da
onda. há pouco distúrbio nas águas profundas.
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Quais fatores influenciam a altura da onda (h)?
1. h é proporcional à profundidade do corpo de
água. Em lagos rasos, o fundo também influencia a
altura da onda.
2. h é proporcional à raiz quadrada do fetch
h = 0.105* (pista)
Em geral, quanto maior é o corpo de água, maiores são as
ondas.
3. h é proporcional à velocidade do vento.
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Em geral, pouca energia é transferida do vento ao
corpo de água em ondas de superfície, porque as
moléculas de água somente se movem para cima e
para baixo em um círculo.
Entretanto, em uma “breaking wave”, águas de
superfície são levadas para as camadas abaixo e a
energia é transferida para a água como “eddies”.
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Eddy— uma área de movimento caótico e aleatório de partículas de água
Eddies resultam em mistura turbulenta
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Corrente: fluxo não periódico unidirecional de água
Correntes de superfície movem água, o que resulta em
mistura
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Em um lago estratificado, o vento promove a
formação de correntes no epilíminio e no hipolímnio
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Quando o vento sopra por um longo tempo, a água se
movimenta para baixo na porção final do domínio do vento
(fetch) no lago.
Pode haver
algum ganho
de calor pelo
hipolímnio.
Alcança uma configuração estável em um vento constante
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Pode haver
mistura na
interface
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O que acontece se o vento para de soprar?
A água irá fluir de volta para sua posição original mas, devido
ao “momentum”, ela continua oscilando até a estabilização.
The current
setBiologia
upGeral,
a long
wave
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Seiche interno— oscilação da termoclina.
Uma onda interna.
Podemos ver o seiche através de perfis de temperatura
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Lago Ontario
Kalff 2002
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Em grandes
corpos de
água, o
seiche pode
ser mover
devido às
forças de
Coriolis.
Wetzel, 2001
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Ondas de Kelvin
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Existem também as “breaking waves” internas.
Estas ondas resultam da mistura entre o epilímnio e
o hipolímnio.
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Correntes e “breaking waves”
podem causar mistura.
Vento
Epilímnio
Metalímnio
Hipolímnio
A mistura move calor, gases,
nutrientes, etc., através da coluna de
água.
A mistura influencia a estratificação térmica.
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G. Kling (Limnology & Oceanography 1988)
E. J. Fee et al. (Limnology & Oceanography 1996)
Mostraram que a profundidade da termoclina é proporciona à pista (fetch)
Grandes corpos de água tem termoclinas mais profundas
80
zt
(m)
60
40
20
200
400
600
Fetch (km)
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UFMG
– ICB –will
Depto.
Lab. Gestão
Thermocline
depth
beBiologia
also Geral,
be related
to Ambiental
water
clarity and solar radiation
Representação diagramática de um regime de
mistura monomítico quente
Verão
Outono
Primavera
Inverno
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QUESTÕES?
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