Estreitos por onde passa a fronteira entre os oceanos. Este é o Atlântico. Circulação de águas superficiais

Parte desta corrente costeira, aproximadamente aquela que segue isóbatas com profundidade superior a 284 m, poderá atravessar a abertura do estreito no Camarina Sill e juntar-se às correntes costeiras do lado norte do Estreito de Gibraltar. O fluxo offshore marroquino, que fica nas margens da isóbata de 284 m, continua no Estreito de Gibraltar, mas é em grande parte incapaz de atravessar o estreito devido à persistência de potenciais restrições de redemoinhos.

Num estado estacionário, parte desta corrente será dissipada em zonas costeiras pouco profundas e o restante poderá contribuir para alterações adicionais na diferença do nível do mar entre o Atlântico e o Mediterrâneo ou ser compensada pela corrente de saída no lado norte do Estreito de Gibraltar. Resumindo, espera-se que as diferenças entre os níveis do mar Atlântico e Mediterrâneo, impulsionadas pelas correntes eólicas offshore, ocorram principalmente na plataforma da isóbata de 284 m no lado Atlântico do Estreito de Gibraltar, a oeste do Camarinal Sill.

A complexa batimetria do Estreito de Gibraltar e áreas circundantes torna difícil obter estimativas precisas da influência dos ventos de superfície e das tempestades de ondas de superfície nas diferenças do nível do mar entre o Atlântico e o Mediterrâneo a partir de considerações analíticas. Nesta seção, simulações barotrópicas de fluxo direto de alta resolução são usadas para validar e refinar os resultados analíticos.

A simulação é realizada utilizando a configuração oceânica global do modelo de circulação geral do MIT com grade horizontal telescópica, que tem resolução aumentada na região próxima a Gibraltar. O espaçamento da grade aumenta gradualmente para cerca de 4° perto dos pólos e no Oceano Pacífico. Esta configuração de grade evita decisões arbitrárias sobre onde e quais condições de contorno aberto impor, fornece alta resolução horizontal na área de estudo e ainda resulta em um tamanho de grade horizontal gerenciável de 440 × 266.

Batimetria - do Centro Nacional de Dados Geofísicos. Os dados da grade global do terreno com grades de 2 minutos na região de interesse são obtidos na Ref. O modelo utiliza uma formulação celular parcial que permite uma representação precisa da batimetria apesar do pequeno número de níveis verticais.

O modelo é barotrópico no sentido de que a temperatura potencial e a salinidade são mantidas constantes durante todo o domínio e período de integração. Porém, devido aos processos de fricção e à batimetria variável, a velocidade horizontal não deve ser uniforme em toda a coluna d'água.

As séries temporais modeladas são construídas através da amostragem e da média das alturas simuladas da superfície do mar, exactamente da mesma forma que os dados disponíveis, para minimizar as diferenças devidas à amostragem. A simulação explica 27% da variância observada no Mar de Alboran, 28% da variância observada no Mar Mediterrâneo, mas apenas 2% da variância observada no lado Atlântico do Estreito de Gibraltar. O coeficiente de correlação entre a diferença do nível do mar Atlântico-Alboran modelada e observada é ρ = 55, e a variância explicada é de 29%.

Experimentos de sensibilidade com exposição sustentada ao vento. No primeiro conjunto de experimentos, a tensão do vento diminui de 1 para 05 Pa. Em comparação com os experimentos de linha de base, a diferença do nível do mar entre 5 e 5°W diminui de 4 para 3 para o forçamento zonal e de 3 para 8 para o forçamento meridional. A expectativa, especialmente para experimentos meridionais, é que a resposta do nível do mar seja dominada pela solução das ondas de tempestade. O atraso de tempo entre a força do vento e a diferença do nível do mar é aproximadamente o mesmo para os experimentos de baixa tensão e para os experimentos de linha de base.

Isto contradiz a equação, que prevê que o tempo de ajuste do atrito é inversamente proporcional ao raiz quadrada do estresse do vento. Primeiro, a resposta de ajuste do vento ao forçamento zonal não causa uma resposta inicial negativa ao nível do mar, como é o caso de todas as experiências que incluem a bacia do Mediterrâneo. Em vez disso, é obtida uma resposta inicial positiva ao nível do mar de aproximadamente 6 mm.

Em segundo lugar, o atraso é reduzido em aproximadamente 30 horas em relação às integrações da linha de base. Espera-se que este aprofundamento reduza a instalação devido aos ventos secos, mas terá um impacto relativamente pequeno nas inundações causadas pelos ventos terrestres. Em vez disso, o efeito da plataforma mais profunda na experiência meridional forçada pelo vento é aumentar o atraso de tempo e a diferença do nível do mar no estado estacionário em aproximadamente 12% em relação à experiência original. A grande diferença no nível do mar surge porque o aprofundamento da plataforma proporciona um caminho menos confuso para o fluxo costeiro marroquino atravessar a abertura do Estreito de Gibraltar.

O experimento de vento zonal mostra muito pouca mudança em relação à linha de base. Nossa hipótese é que isso ocorre porque a diminuição na resposta ao longo do estreito devido às plataformas mais profundas é compensada por um aumento na resposta à tempestade. Na sexta série de experiências de sensibilidade, o modelo de batimetria inclui uma vala profunda e estreita, com 2 km de largura e 7 km de largura, que atravessa o meio do Estreito de Gibraltar, desde o Atlântico até ao Mar Mediterrâneo. A presença desta trincheira interrompe o fluxo da costa marroquina - o Golfo de Cádiz, resultando numa diferença significativamente menor no nível do mar no Mediterrâneo do que qualquer outra experiência. mostra correntes médias de profundidade perto do Estreito de Gibraltar para os experimentos de “linha de base” e “trincheira”.

A porção da corrente costeira marroquina que está localizada na costa da isóbata de 284 m continua no Estreito de Gibraltar, onde se dissipa parcialmente em áreas costeiras rasas. Note-se que as correntes ao longo da costa também se estabelecem ao longo da costa ibérica, fluindo para sul para o forçamento zonal e fluindo para norte ao longo do forçamento meridional, como esperado. Mas, contrariamente às conclusões das experiências originais, as correntes costeiras marroquinas são em grande parte incapazes de atravessar o Estreito de Gibraltar.

Em vez disso, são principalmente desviados através do estreito, onde são parcialmente dispersos em áreas costeiras rasas e são parcialmente equilibrados pela saída de água dentro da trincheira e no lado norte do estreito. Portanto, embora estas correntes influenciem o nível do mar costeiro ao longo da costa sul do Estreito de Gibraltar, elas têm muito menos influência na diferença do nível do mar Atlântico-Mediterrâneo do que nas experiências de referência.

Para o experimento zonal impulsionado pelo vento, isso pode ser devido em parte à configuração do vento ao longo do vão. Em particular, a mudança no nível do mar no experimento de trincheira eólica zonal é muito semelhante à estimativa teórica da instalação eólica devido à aeração do vento através de um canal de largura constante. Para a experiência da trincheira eólica meridional, a diferença entre os níveis do mar Atlântico e Mediterrâneo pode ser parcialmente explicada pela proporção da corrente costeira marroquina que não é dissipada por processos de fricção no Estreito de Gibraltar.

Experimentos sensíveis com ciclos de vento. Para investigar melhor a resposta do modelo barotrópico, dois conjuntos finais de experimentos numéricos foram conduzidos. O primeiro conjunto de experimentos é forçado com tensão de vento zonal espacialmente uniforme, mas variável no tempo. O segundo conjunto de experimentos é forçado com tensão de vento meridional espacialmente uniforme, mas variável no tempo. Em ambos os conjuntos de experimentos, a variação do tempo é senoidal com períodos variando de 6 a 28 dias, e a amplitude é de 1 Pa.

Documenta alguns dos resultados desses dois conjuntos de experimentos. Para períodos superiores a 20 dias, a função de transferência da diferença do nível do mar entre 5° e 5°S. A tensão do vento superficial é assintotizada para 35 m Pa -1 com defasagem de 5 dias e 4 m Pa -1 com defasagem de 5 dias, respectivamente, para o vento zonal e meridional. Esses valores estão próximos da resposta estável do modelo.

EM curtos períodos a resposta do modelo é mais complexa. Para o forçamento zonal, há um pico na função de transferência durante o período de 30 horas e uma transição de fase acentuada no período de 60 horas. Este último corresponde a uma transição de uma anomalia negativa para uma positiva no nível do mar no experimento, causada por um vento zonal estável. Para o forçamento meridional há picos nos períodos de 6, 24 e 54 horas. Um possível achatamento da resposta de alta frequência, isto é, uma pequena mudança na resposta do nível do mar aos ventos de alta frequência, foi observado, mas não investigado.

Os dados apresentados apoiam a hipótese de que grande parte da variabilidade nas diferenças entre os níveis do mar Atlântico e Mediterrâneo, excluindo a pressão atmosférica e as contribuições do ciclo sazonal, é uma resposta barotrópica aos ventos na região do Estreito de Gibraltar. Esta simulação assume que a variabilidade barotrópica do vento tem uma amplitude máxima pico a pico de 20 cm e um desvio padrão de 3 cm para períodos que variam de dias a anos. A variância residual na série temporal do nível do mar Mediterrâneo é atribuída a efeitos hidráulicos no Estreito de Gibraltar e a fluxos de massa e flutuabilidade que não estão representados na modelagem barotrópica, erros residuais nas correções barométricas e de marés e vários outros erros de modelo e dados.

Argumentos teóricos e experimentos numéricos mostram que esta diferença de vento no nível do mar entre o Atlântico e Mares Mediterrâneos causada em parte por tempestades causadas por ventos terrestres ao longo da costa norte-africana, no lado atlântico do Estreito de Gibraltar. Parte da corrente costeira marroquina localizada em terra a partir da isóbata de 284 m é desviada através do Estreito de Gibraltar. O gradiente geostrófico de pressão superficial associado a este estreito, que flui a oeste do Camarinal Sill, desempenha um papel fundamental no estabelecimento da diferença de nível do mar Atlântico-Mediterrâneo num limite estacionário.