Recentemente se descobriu que a Termodinâmica da água do mar é muito mais importante do que se pensava para o entendimento dos processos que ocorrem nos ambientes marinhos e os que recebem algum tipo de influência destes. Aponte para cada situação (local, premissas consideradas etc), quais os termos da equação da conservação do calor que você, como pesquisador Oceanógrafo, usaria e quais desprezaria em um estudo científico. Justifique sua resposta.
a) Isentropia; oceano profundo (> 4000 m ).
a) Isentropia; oceano profundo (> 4000 m ).
Passo 1
Resumo do enunciado: queremos identificar, para o oceano profundo (profundidades maiores que
,m) em regime essencialmente isentrópico, quais termos da equação da conservação do calor devem ser mantidos no modelo e quais podem ser desprezados. O conteúdo envolvido é a equação prognóstica da temperatura (ou temperatura potencial) em dinâmica oceânica, que inclui termos advectivos, difusivos e de forçamento (radiação, troca de calor com a atmosfera, etc.).
Passo 2
Escrevemos a forma geral da equação da temperatura potencial
:
onde
– é o termo advectivo,
– representa a difusão turbulenta/ molecular,
– agrega todas as fontes e sumidouros de calor (radiação solar, trocas de calor com a atmosfera, aquecimento interno etc.).
–
–
–
Passo 3
Características do ambiente profundo (> 4000 m) em regime isentrópico:
– Não há penetração de radiação solar a essas profundidades, então associado a aquecimento radiativo é desprezível.
– A interface com a atmosfera está muito distante, não ocorrem trocas sensíveis ou latentes de calor.
– As taxas de mistura turbulenta e difusão molecular na coluna d’água profunda são extremamente baixas, tornando desprezível em escala de modelo global ou de grande escala.
– Adotamos temperatura potencial , de modo que os efeitos compressivos (aquecimento adiabático pela compressão) estão removidos, caracterizando processo adiabático (isentropia) na coluna interna.
– Não há penetração de radiação solar a essas profundidades, então
– A interface com a atmosfera está muito distante, não ocorrem trocas sensíveis ou latentes de calor.
– As taxas de mistura turbulenta e difusão molecular na coluna d’água profunda são extremamente baixas, tornando
– Adotamos temperatura potencial
Passo 4
Conclusão sobre quais termos usar e quais desprezar:
– Usar apenas o termo advectivo (eventualmente acompanhado do termo local de variação
) para descrever o transporte de propriedades térmicas por correntes profundas.
– desprezar totalmente o termo de difusão e o termo de forçamento
, pois ambos são irrelevantes nas condições isentrópicas do oceano profundo.
– Usar apenas o termo advectivo
– desprezar totalmente o termo de difusão
Resposta
Usar apenas
Desprezar