O mecanismo de autopropulsão de vórtices oceânicos: uma revisão

摘要

Vórtices oceânicos são efetivos transportadores de momentum, massa, calor, de características químicas e biológicas associadas, em geral, com o seu local de origem. Estas feições exercem influência na circulação global, na distribuição de larga escala de massas d'água e na biologia dos oceanos. Esta influência não envolve somente transferência de energia e de propriedades associadas com o local de origem do vórtice, mas também a sua acentuada atuação em processos de mistura. O movimento dos vórtices pelos oceanos é influenciado basicamente por três fatores: a autopropulsão intrínseca à feição, que a impulsiona no sentido oeste; a advecção por correntes externas e a influência de vórtices próximos. Para um melhor entendimento da importância dos vórtices nas largas escalas o seu comportamento isolado deve ser estudado. Este trabalho se concentra no primeiro aspecto, onde a autopropulsão de vórtices isolados é amplamente revisada e discutida. A expressão que permite o cálculo aproximado da velocidade de translação de vórtices isolados é deduzida. As equações básicas (águas rasas, função de Bernoulli e integrada do momentum meridional) necessárias para este desenvolvimento são apresentadas e discutidas, assim como as forças meridionais que atuam sobre estas feições em movimento, onde o formalismo matemático associado a cada uma delas é também revisado. Esta revisão mostra que todos os vórtices isolados são autopropulsionados no sentido oeste, independentemente do hemisfério considerado. Mostra ainda que três forças meridionais atuam sobre os vórtices em movimento: (1) a força #946;, devida à diferença do parâmetro de Coriolis entre os hemisférios norte e sul do vórtice, (2) a força de Coriolis e a (3) força ambiente, devida à ação do ambienteexterno sobre o vórtice. Diversas análises podem ser feitas com respeito a estas forças e esta revisão também apresenta, como exemplo, uma comparação da força #946; que atua na situação de vórtices anticiclônicos e ciclônicos, de mesmas características, em trânsito no hemisfério Sul. Conclui-se que a força #946; do primeiro ésuperior a do segundo. O presente estudo aborda ainda aspectos relacionados com o balanço de forças sobre as partículas em rotação dentro de um vórtice, ondeos balanços gradiente, geostrófico, quase-geostrófico e ciclostrófico são discutidos.