Temperatura do oceano
A temperatura do oceano desempenha um papel fundamental no sistema climático global, nas correntes oceânicas e nos habitats marinhos. Ela varia conforme a profundidade, a localização geográfica e a estação do ano. Não somente a temperatura difere na água do mar, mas também a salinidade. A água quente da superfície é geralmente mais salgada do que as águas profundas ou polares, que são mais frias. Nas regiões polares, as camadas superiores da água do oceano são frias e frescas. A água do fundo do oceano é fria e salgada e se encontra bem abaixo da superfície dos oceanos da Terra. Essa água tem uma temperatura uniforme de cerca de 0 a 3 °C. A temperatura do oceano também depende da quantidade de radiação solar que incide sobre sua superfície. Nos trópicos, com o Sol quase acima da superfície, a temperatura das camadas superficiais pode subir para mais de 30 °C. Próximo aos polos, a temperatura em equilíbrio com o gelo marinho é de cerca de -2 °C.
Temperatura da superfície do mar
A temperatura da superfície do mar (ou temperatura da superfície do oceano) é a temperatura da água do oceano próxima à superfície. O significado exato de superfície varia na literatura e na prática. Geralmente, está entre 1 milímetro e 20 metros abaixo da superfície do mar. As temperaturas da superfície do mar modificam muito as massas de ar na atmosfera da Terra a uma curta distância da costa. A circulação termohalina tem um grande impacto sobre a temperatura média da superfície do mar na maior parte dos oceanos do mundo.
Temperatura do oceano profundo
Os especialistas se referem à temperatura mais abaixo da superfície como temperatura do oceano ou temperatura do oceano profundo. As temperaturas do oceano a mais de 20 metros abaixo da superfície variam conforme a região e o tempo. Elas contribuem para as variações no conteúdo de calor do oceano e na estratificação do oceano. O aumento da temperatura da superfície do oceano e da temperatura do oceano profundo é um efeito importante da mudança climática nos oceanos. Água oceânica profunda é o nome da água fria e salgada encontrada bem abaixo da superfície dos oceanos da Terra. As águas oceânicas profundas representam cerca de 90% do volume dos oceanos. A água oceânica profunda tem uma temperatura muito uniforme de cerca de 0-3 °C. Sua salinidade é de cerca de 3,5% ou 35 ppt (partes por mil).
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A temperatura do oceano e as concentrações de oxigênio dissolvido têm uma grande influência em muitos aspectos do oceano. Esses dois parâmetros fundamentais afetam a produtividade primária do oceano, o ciclo de carbono oceânico, os ciclos de nutrientes e os ecossistemas marinhos. Eles trabalham em conjunto com a salinidade e a densidade para controlar uma série de processos. Entre eles estão a mistura versus estratificação, as correntes oceânicas e a circulação termohalina.
Conteúdo de calor do oceano
Os especialistas calculam o conteúdo de calor do oceano usando as temperaturas do oceano em diferentes profundidades. O conteúdo de calor do oceano (OHC) ou absorção de calor do oceano (OHU) é a energia absorvida e armazenada pelos oceanos. Para calcular o conteúdo de calor do oceano, é necessário medir a temperatura do oceano em muitos locais e profundidades diferentes. A integração da densidade de área de uma mudança na energia entálpica em uma bacia oceânica ou em todo o oceano fornece a absorção total de calor do oceano. Entre 1971 e 2018, o aumento do conteúdo de calor do oceano foi responsável por mais de 90% do excesso de energia da Terra proveniente do aquecimento global. O principal fator desse aumento foi causado pelos seres humanos por meio do aumento das emissões de gases de efeito estufa.:1228 Em 2020, cerca de um terço da energia adicionada havia se propagado para profundidades abaixo de 700 metros.
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Há várias maneiras de medir a temperatura do oceano. Abaixo da superfície do mar, é importante se referir à profundidade específica da medição, além de medir a temperatura geral. O motivo é que há muita variação com as profundidades. Isso ocorre principalmente durante o dia. Nesse período, a baixa velocidade do vento e a grande quantidade de luz solar podem levar à formação de uma camada quente na superfície do oceano e a grandes mudanças de temperatura à medida que você se aprofunda. Os especialistas chamam esses fortes gradientes verticais de temperatura durante o dia de termoclina diurna. A técnica básica envolve a descida de um dispositivo para medir eletronicamente a temperatura e outros parâmetros. Esse dispositivo é chamado de CTD, sigla em inglês para condutividade, temperatura e profundidade. Ele envia continuamente os dados para o navio por meio de um cabo condutor e, geralmente, é montado em uma estrutura que inclui garrafas de amostragem de água. Desde a década de 2010, veículos autônomos, como planadores ou minissubmersíveis, estão cada vez mais disponíveis. Eles carregam os mesmos sensores CTD, mas operam independentemente de um navio de pesquisa.
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O Argo é um programa internacional de pesquisa do oceano que utiliza flutuadores de perfil para observar a temperatura, a salinidade e as correntes. Recentemente, observou propriedades bio-ópticas nos oceanos da Terra. Ele está em operação desde o início dos anos 2000. Os dados em tempo real que fornece apoiam a pesquisa climática e oceanográfica. Um interesse especial de pesquisa é quantificar o conteúdo de calor do oceano (OHC). A frota do Argo consiste em quase 4.000 “flutuadores Argo” à deriva (como costumam ser chamados os flutuadores de perfil usados pelo programa Argo) implantados em todo o mundo. Cada flutuador pesa de 20 a 30 kg. Na maioria dos casos, as sondas ficam à deriva em uma profundidade de 1.000 metros. Os especialistas chamam isso de profundidade de estacionamento. A cada 10 dias, alterando sua impulsão, elas mergulham a uma profundidade de 2.000 metros e depois se deslocam para a superfície do mar. À medida que se movem, medem os perfis de condutividade e temperatura, bem como a pressão. Os cientistas calculam a salinidade e a densidade a partir dessas medições. A densidade da água do mar é importante para determinar os movimentos em grande escala no oceano.
Tendências
É evidente que o oceano está aquecendo como resultado da mudança climática, e essa taxa de aquecimento está aumentando.:9 O oceano global foi o mais quente já registrado por humanos em 2022. Esse fato é determinado pelo conteúdo de calor do oceano, que excedeu o máximo anterior de 2021 em 2022. O aumento constante da temperatura dos oceanos é um resultado inevitável do desequilíbrio energético da Terra, causado principalmente pelo aumento dos níveis de gases de efeito estufa. Entre os tempos pré-industriais e a década de 2011-2020, a superfície do oceano aqueceu entre 0,68 e 1,01 °C.:1214 A maior parte do ganho de calor do oceano ocorre no Oceano Antártico. Por exemplo, entre as décadas de 1950 e 1980, a temperatura do Oceano Antártico Sul aumentou 0,17 °C, quase o dobro da taxa do oceano global.
Causas
A causa das mudanças observadas recentemente é o aquecimento da Terra devido às emissões de gases de efeito estufa causadas pelo homem, como o dióxido de carbono e o metano. As concentrações crescentes de gases de efeito estufa aumentam o desequilíbrio energético da Terra [en], aquecendo ainda mais as temperaturas da superfície. O oceano absorve a maior parte do calor adicionado no sistema climático, aumentando as temperaturas do oceano.
Principais efeitos físicos
As temperaturas mais altas do ar aquecem a superfície do oceano. E isso leva a uma maior estratificação do oceano. A redução da mistura das camadas oceânicas estabiliza a água quente perto da superfície. Ao mesmo tempo, reduz a circulação de águas frias e profundas. A redução da mistura para cima e para baixo reduz a capacidade do oceano de absorver calor. Isso direciona uma fração maior do aquecimento futuro para a atmosfera e a terra. É provável que a energia disponível para ciclones tropicais e outras tempestades aumente. Os nutrientes para os peixes nas camadas superiores do oceano deverão diminuir. Isso também reduzirá a capacidade dos oceanos de armazenar carbono.
Os cientistas acreditam que a temperatura do mar era muito mais quente no período pré-cambriano. Essas reconstruções de temperatura derivam de isótopos de oxigênio e silício de amostras de rochas. Elas sugerem que o oceano tinha uma temperatura de 55 a 85 °C há 2.000 a 3.500 milhões de anos. Em seguida, ele esfriou para temperaturas mais amenas, entre 10 e 40 °C, há 1.000 milhões de anos. As proteínas reconstruídas de organismos pré-cambrianos também fornecem evidências de que o mundo antigo era muito mais quente do que o atual. A Explosão Cambriana, há aproximadamente 538,8 milhões de anos, foi um evento importante na evolução da vida na Terra. Esse evento ocorreu em uma época em que os cientistas acreditam que as temperaturas da superfície do mar atingiram cerca de 60 °C. Essas altas temperaturas estão acima do limite térmico superior de 38 °C para os invertebrados marinhos modernos. Elas impedem uma grande revolução biológica.
