• Condições barotrópicas e baroclínicas
  1. Defina o que são condições barotrópicas e baroclínicas no oceano.

Passo 1

O enunciado pede para definirmos as condições barotrópicas e baroclínicas no oceano, ou seja, como a densidade rho se relaciona com a pressão p (e, no caso baroclínico, com temperatura e salinidade) e quais são as consequências para a orientação das superfícies de pressão e de densidade e para o cisalhamento vertical do escoamento geostrófico.

Passo 2

Condição barotrópica: a densidade no oceano depende apenas da pressão, isto é,
rho = rho(p)
Isso implica que as superfícies de igual pressão (isóbaras) coincidem com as superfícies de igual densidade (isopicnas). Em termos vetoriais,
nablarho times nabla p = 0
Como não há gradiente horizontal de densidade sobre uma isóbara, não existe cisalhamento vertical do escoamento geostrófico, ou seja,
partial ugpartial z = 0

Passo 3

Condição baroclínica: a densidade no oceano varia com pressão, temperatura e salinidade, logo
rho = rho(p, T, S)
Nesse caso, as isóbaras e as isopicnas não são paralelas, gerando um termo baroclínico na vorticidade:
nablarho times nabla p neq 0
Além disso, surgem gradientes horizontais de densidade sobre uma isóbara e, pela lei do vento térmico, aparece cisalhamento vertical do escoamento geostrófico:
partial ugpartial z = -gf,rho0,ktimesnablarho,
onde g é a gravidade, f o parâmetro de Coriolis e rho0 uma densidade de referência.

Resposta

Condição barotrópica: rho=rho(p), isopicnas e isóbaras coincidem, nablarhotimesnabla p=0 e sem cisalhamento geostrófico vertical.
Condição baroclínica: rho=rho(p,T,S), isopicnas e isóbaras inclinadas ( nablarhotimesnabla pneq0) e existe cisalhamento descrito pela lei do vento térmico.

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