Marés e Dinâmica das Marés

A atração gravitacional da Lua e do Sol gera um ritmo previsível de subida e descida dos mares, mas é a forma das bacias oceânicas e a rotação da Terra que transformam essa força na rica variedade de marés observadas na costa.

Definition

Marés são a subida e descida periódica do nível do mar causadas pela atração gravitacional da Lua e do Sol, combinada com a rotação da Terra; a dinâmica das marés é o estudo de como essas forças impulsionam o movimento do oceano.

Scope

Este tópico abrange a origem gravitacional das forças geradoras de maré, as teorias de equilíbrio e dinâmicas das marés, os constituintes harmónicos utilizados para a previsão de marés, a formação de sistemas de marés rotativos (anfidromias) em bacias oceânicas, a amplificação das marés em mares pouco profundos e as correntes de maré resultantes.

Core questions

• Que forças gravitacionais geram as marés?
• Por que a teoria do equilíbrio falha em prever as marés reais, e o que a teoria dinâmica acrescenta?
• Como as marés são previstas a partir de constituintes harmónicos?
• Por que a amplitude e o momento das marés variam tanto de um lugar para outro?

Key theories

Força geradora de maré e maré de equilíbrio

A diferença entre a atração gravitacional da Lua e do Sol através da Terra e a aceleração orbital produz forças geradoras de maré, cuja resposta idealizada é a maré de equilíbrio.

Teoria dinâmica e sistemas anfidrómicos

Como o oceano não pode responder instantaneamente, as marés propagam-se como ondas que, desviadas pela força de Coriolis e restritas pelas bacias, giram em torno de pontos anfidrómicos de amplitude quase nula.

Mechanisms

A Lua e o Sol exercem forças gravitacionais que variam através da Terra, produzindo protuberâncias de maré; à medida que a Terra gira e os corpos orbitam, essas forças impulsionam ondas de maré que viajam através das bacias oceânicas. Restritas pelas linhas costeiras e desviadas pela força de Coriolis, as ondas formam sistemas anfidrómicos rotativos, e em mares e baías rasas a ressonância pode amplificar drasticamente a amplitude.

Clinical relevance

A previsão de marés é essencial para a navegação, operações portuárias e engenharia costeira; as correntes de maré dispersam poluentes e nutrientes, impulsionam a mistura, transportam energia que pode ser aproveitada para geração de energia e combinam-se com a maré de tempestade para determinar o risco de inundação costeira.

History

Newton explicou a força geradora de maré e a maré de equilíbrio; Laplace formulou as equações dinâmicas das marés, George Darwin desenvolveu a análise harmónica, e Kelvin (William Thomson) construiu as primeiras máquinas de previsão de marés, estabelecendo a previsão precisa de marés ainda hoje utilizada.

Key figures

• Isaac Newton
• Pierre-Simon Laplace
• George Darwin
• William Thomson

Seminal works

• pughWoodworth2014
• pinet2019

Frequently asked questions

Por que geralmente há duas marés altas por dia?

As forças geradoras de maré elevam protuberâncias de água tanto no lado da Terra voltado para a Lua quanto no lado oposto, de modo que, à medida que o planeta gira, a maioria das costas passa por duas marés altas e duas marés baixas a cada dia.

O que causa as marés de sizígia e de quadratura?

Quando o Sol e a Lua se alinham, as suas forças de maré somam-se para gerar grandes marés de sizígia; quando estão em ângulos retos, as forças cancelam-se parcialmente para gerar marés de quadratura menores, num ciclo de aproximadamente duas semanas.