A oceanografia física é o estudo do estado e dos processos físicos no oceano , principalmente o movimento e as propriedades das massas de água oceânicas.
A oceanografia física é um dos cinco ramos da oceanografia ; os outros quatro são biologia marinha , oceanografia química , geologia marinha e meteorologia marinha . A oceanografia física está interessada em casos particulares da dinâmica dos fluidos geofísicos .
Matthew Maury , um dos pioneiros da oceanografia disse em 1855 : Nosso planeta é coberto por dois imensos oceanos; um visível, o outro invisível; um sob nossos pés, o outro acima de nossas cabeças; um o envolve inteiramente, o outro cobre cerca de dois terços de sua superfície. O papel fundamental dos oceanos na formação da Terra é reconhecido por ambientalistas , geólogos , geógrafos e qualquer pessoa interessada no mundo físico. Muito da singularidade de nosso planeta se deve à presença dos oceanos .
Cerca de 97% do volume de água da Terra encontra-se nos oceanos e são esses mesmos oceanos que são a principal fonte de vapor de água para a atmosfera e, portanto, a precipitação na forma de chuva ou neve nos oceanos. Continentes (Pinet 1996 , Hamblin 1998). Por outro lado, a enorme capacidade calorífica dos oceanos modera o clima do planeta, e a absorção pelo oceano de muitos gases afeta a composição da atmosfera . O oceano chega a modificar a composição das rochas vulcânicas do fundo dos oceanos, assim como a composição dos gases e magmas criados nas zonas de subducção . Uma Terra sem oceano certamente seria irreconhecível.
Os oceanos são muito mais profundos do que a altura dos continentes . A elevação média da superfície terrestre de nosso planeta é de apenas 840 metros , enquanto a profundidade média do oceano é de 3.800 metros. Apesar dessa diferença importante, extremos como cristas e poços são raros tanto para o fundo do mar quanto para a superfície da terra.
Trincheira de Porto Rico
Batimetria global do oceano
Movimentos rápidos são amplamente dominados por ondas gravitacionais , especialmente ondas e marés . As ondas desempenham um papel essencial nas interações entre o oceano e a atmosfera porque determinam (e também são determinadas) a "fricção" do vento na superfície do oceano. Outras ondas gravitacionais , ondas internas , extraem sua energia das ondas de superfície e também desempenham um papel importante, principalmente quando surgem em grandes profundidades, o que resulta na mistura parcial das águas profundas e ajuda a manter a atual circulação oceânica. Todas essas ondas produzem movimentos turbulentos durante sua onda ou por causa do atrito no fundo. Os processos oceânicos rápidos podem ser estudados de forma dinâmica ou energética.
Um dos fenômenos lentos mais observados na oceanografia é a circulação global gerada pelo vento, a densidade das massas de água e também a batimetria . Esta circulação também é chamada de circulação termohalina porque a salinidade e a temperatura das massas de água influenciam fortemente o conteúdo de halin da água, também encontramos o termo inglês MOC (Meridional Overturning Circulation). Uma das ilustrações, bem conhecida do grande público, da circulação termohalina é a Corrente do Golfo .
Para medir tendências, correlações entre diferentes parâmetros físicos, verificar teorias, os oceanógrafos têm várias ferramentas:
As observações in situ foram as primeiras fontes de informação sobre o oceano. Instrumentos muito diversos foram produzidos ao longo da história da oceanografia, atualmente entre todos os instrumentos de medição, podemos citar:
Algumas dessas medidas são financiadas pelo projeto europeu MyOcean , e são coletadas pelos DACs: - AOML (EUA). - MEDS (Canadá). - JMA (Japão). - CORIOLIS (França). - BODC (Reino Unido). - CSIRO (Austrália) ... Todas essas observações são armazenadas em bancos de dados como o Coriolis gerenciado pelo Ifremer ou o WOD da NOAA . Os dados podem ser visualizados e baixados.
Os modelos usados por oceanógrafos físicos são representações matemáticas e computacionais de variáveis físicas como correntes, ondas, marés, níveis do oceano, temperatura, salinidade, ... Esses modelos de oceano podem ser forçados por observações atmosféricas ou reanálises (ventos, fluxos de calor, água doce fluxos, fluxos de gás ou matéria) para o estudo da resposta oceânica às flutuações atmosféricas; podem ser acoplados a um modelo atmosférico para o estudo ou previsão do clima, ou acoplados a modelos bioquímicos para o estudo de ecossistemas marinhos. Essas são ferramentas complexas que fizeram grande progresso desde a década de 1980. Os modelos oceânicos com equações primitivas hoje fornecem representações bastante realistas das evoluções observadas na natureza em três dimensões. As simulações do oceano global ou sub-regiões diferem em particular por sua resolução horizontal: as melhores simulações globais atualmente têm resoluções da ordem de 1/10 ° (cerca de dez quilômetros no equador), e as simulações regionais podem chegar a 100 m de resolução horizontal ou mais. As simulações numéricas complementam os conhecimentos resultantes de observações ou desenvolvimentos teóricos, mas requerem uma avaliação precisa em relação a essas informações. Quando necessário (inicialização de previsões, síntese de observações anteriores), a assimilação de dados oceânicos espaciais e in situ permite forçar o estado simulado dos oceanos a permanecer próximo ao seu estado medido, levando em consideração as incertezas das observações e os próprios modelos.
Satélites como o ERS2 fornecem outras informações sobre a superfície do oceano, como a rugosidade da água (ondas), a cor da água ( turbidez ), a altura dos oceanos (altura da superfície do mar ) ou mesmo a salinidade . Esses dados altimétricos também alimentam modelos oceânicos e às vezes são cruzados com dados in situ .
Muitas teorias da dinâmica dos fluidos foram aplicadas na oceanografia para explicar as correntes, ondas e circulações. Entre os mais conhecidos estão os de Harald Sverdrup e Vagn Walfrid Ekman ( Ekman's Transport ), que constroem pontes entre o oceano e a atmosfera.
Abreviação | Nome do laboratório | Localização |
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LOPS | Laboratório de Oceanografia Física e Espacial | IUEM, Brest, Plouzané Technopole |
O OCEANO | Laboratório de Oceanografia e Clima | Instituto Paris Pierre-Simon-Laplace |
LGGE | Laboratório de Glaciologia e Geofísica Ambiental | Domínio da Universidade de Grenoble |
NA TER | Laboratório de Ciências Ambientais Marinhas | IUEM Brest, Plouzané |
LOV | Laboratório de Oceanografia de Villefranche | Villefranche sur Mer |
LEGOS | Laboratório de Geofísica Espacial e Estudos Oceanográficos | Toulouse , Cotonou , Noumea |
MIO | Instituto Mediterrâneo de Oceanologia | Marselha |
Abreviação | Nome da instituição | Localização |
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NODC | Centro Nacional de Dados Oceanográficos | Silver Spring Maryland EUA |
CSIRO | Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth | Clayton South, Victoria, Austrália |
WHOI | Woods Hole Oceanographic Institution | Woods Hole , Massachusetts , EUA |
BODC | Centro de dados oceanográfico britânico | Liverpool Reino Unido |
AOML | Laboratório Oceanográfico e Meteorológico do Atlântico | Miami, Flórida , EUA |
KORDI | Instituto Coreano de Pesquisa e Desenvolvimento Oceanográfico | Ansan-si, Coreia |
INCOIS | Centro Nacional Indiano para Serviço de Informação Oceânica | Hyderabad Índia |
JMA | Agência Meteorológica do Japão | Tóquio Japão |
CSIO | Segundo Instituto de Oceanografia da China | China |