As Marés

O fenômeno das marés tem sido estudado desde a antiguidade. Como se formam as marés? Nesta seção tentaremos responder estas perguntas de forma clara e detalhada.

As marés são oscilações periódicas do nível do mar que são o resultado da força de atração combinada do Sol e da Lua sobre as partículas líquidas dos oceanos. Os efeitos dos astros se sobrepõem e o seu resultado é a força que gera as marés.

marés

A relação das marés com o principio da gravitação universal permitiu definir estas forças quantitativamente.

Segundo a lei de gravitação universal (Isaac Newton), a força de atração entre os astros é proporcional à massa do astro e inversamente proporcional ao quadrado da distância que lhes separa.

F = forca de atração;
G = 6,67 10 -11N m2 /kg 2 (constante de gravitação universal)
M1= massa do corpo 1;
M2= massa do corpo 2;
d = distância entre os centros dos corpos;

A atração gravitacional da Lua faz com que a água dos oceanos avance sobre a parte da terra que se encontra mais próxima à Lua e também sobre a parte diametralmente oposta. O movimento de translação da Lua, também conhecido como dia lunar, tem a duração de 24h e 50 min., dividindo-se este tempo em quatro períodos, teremos quatro turnos de aproximadamente 6h e 12min., que é a duração de cada maré e suas variações, de preia-mar (Nível máximo de uma maré cheia.) a baixa-mar (Nível mínimo de uma maré vazante).

Para se determinar a altura da maré num dado momento usa-se um ábaco (método gráfico) onde se une através de uma recta os pontos das duas horas das marés, e outra unindo os pontos das alturas dessas marés. Faz-se depois uma intersecção do ponto, para a hora pretendida, no gráfico das horas obtendo-se um outro que se faz corresponder inversamente no gráfico das alturas.

Se não tiver um ábaco à mão pode usar a regra dos dezasseis avos que nos diz quer na 1ª e 6ª hora de enchente ou vazante a altura da maré é de 1/12 dessa amplitude; na 2ª e na 5ª de 2/12 e na 3ª e 4ª hora de 3/12 da amplitude. Isto apenas em lugares de marés regulares.


cálculo das marés

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Análise e Previsão de Marés

Dá-se o nome de análise harmónica ao processo matemático através do qual a maré observada num dado local é separada em constituintes harmónicas simples. Na prática, as constituintes harmónicas vão ser calculadas como sendo os parâmetros da seguinte fórmula harmónica que melhor se ajustam às séries temporais:

constituintes harmónicas

h(t) é a altura de água no instante t
wi representam as velocidades angulares das ondas constituintes
V0+u é o seu argumento inicial
A0 representa o nível médio do porto


Niveis da Maré e Planos de Referência


niveis de mare e planos de referencia

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imagem do Instituto de Hidrografia de Portugal


Glossário de termos

  • Análise Harmónica – É o processo matemático através do qual se decompõe uma dada série de observações de alturas de água em constituintes harmónicas de periodicidade conhecida, e se determinam as constantes harmónicas para cada constituinte.
  • Baixa-Mar (BM.) – Altura de maré mínima registada após o período de vazante.
  • Baixa-Mar de Águas Mortas (BMAM.) – É o valor médio, tomado ao longo do ano, das alturas de maré de duas baixa-mares sucessivas, que ocorrem quinzenalmente quando a amplitude de maré é menor (próximo das situações de Quarto Crescente ou Quarto Minguante).
  • Baixa-Mar de Águas Vivas (BMAV.) – É o valor médio, tomado ao longo do ano, das alturas de maré de duas baixa-mares sucessivas, que ocorrem quinzenalmente quando a amplitude de maré é maior (Próximo das situações de Lua Nova ou Lua Cheia).
  • Baixa-Mar Inferior (BMinf.) – É o valor médio, tomado ao longo do ano, das baixa-mares mais baixas que ocorrem em cada dia, para marés com forte desigualdade diurna. Para os dias em que ocorre apenas uma BM, este fenómeno é incluído na média, por ser considerado o valor extremo nesse dia.
  • Baixa-Mar Mínima (BMmin.) – Nível da maré astronómica mais baixa. É a altura de água mínima que se prevê que possa ocorrer devida à maré astronómica.
  • Baixa-Mar Superior (BMsup.) – É o valor médio, tomado ao longo do ano, das baixa-mares mais altas que ocorrem em cada dia, para marés com forte desigualdade diurna. Os dias em que ocorre uma só BM são excluídos da média.
  • Constantes Harmónicas – São as amplitudes e as diferenças de fase relativamente às constituintes da maré de equilíbrio, características de cada constituinte da maré real. As constantes harmónicas determinam-se a partir da análise harmónica de séries de observações, sendo posteriormente usadas na previsão das marés.
  • Constituinte da Maré (ou Constituinte Harmónica) – É um termo do desenvolvimento harmónico da força geradora da maré e da expressão correspondente para a variação da altura da maré ou das componentes da corrente de maré. Cada constituinte tem a forma y = A cos(nt – g), em que y é uma função do tempo t. O coeficiente A é a amplitude da constituinte, que determina a sua importância relativa; n é a velocidade da constituinte, usualmente dada em graus por hora e conhecida a partir do desenvolvimento harmónico da força geradora da maré; g é o retardo da fase da constituinte numa dada origem temporal para a qual t = 0. O ângulo nt – g varia uniformemente com t.
  • Corrente – Em termos práticos, designa-se por «corrente» a componente horizontal da velocidade da água. No âmbito do estudo das marés, as correntes podem ser classificadas em correntes de maré e correntes residuais.
  • Corrente de Maré – Corrente devida à atracção exercida pelo Sol e pela Lua sobre a Terra, associada à maré. As correntes de maré variam no tempo com as mesmas periodicidades da maré, as quais são fixadas pelas leis do movimento do Sol e da Lua.
  • Corrente Residual – Corrente não associada à atracção exercida pelo Sol e pela Lua sobre a Terra. As correntes residuais incluem correntes permanentes devidas à circulação geral, correntes devidas a efeitos meteorológicos, descargas de rios, etc.
  • Desigualdade Diurna – É a diferença de altura de maré entre duas preia-mares ou entre duas baixa-mares que ocorrem no mesmo dia. A desigualdade diurna varia com a declinação da Lua, e também (embora de forma menos pronunciada) com a declinação do Sol. A desigualdade diurna aumenta com a declinação, e diminui quando a Lua se aproxima do Equador.
  • Dia Lunar – É o período médio de rotação da Terra em relação à Lua, ou o intervalo médio entre duas passagens da Lua pelo meridiano superior do lugar. dia lunar tem uma duração de 24.84 horas solares médias aproximadamente.
  • Macaréu – Fenómeno caracterizado pela formação de uma frente de onda em rebentação propagando-se num estuário, da embocadura para montante, em consequência da subida da maré. O macaréu pode ocorrer junto à embocadura de rios ou estuários com zonas extensas de fundos baixos, se a amplitude da maré for suficientemente grande.
  • Maré – É a subida e descida do nível das águas devida principalmente à atracção gravitacional combinada exercida pelo Sol e pela Lua sobre a Terra, mas também a efeitos meteorológicos e sazonais de periodicidade mal definida.
  • Maré Astronómica – É a variação periódica do nível das águas, devida à atracção exercida pelo Sol e pela Lua sobre a Terra, cujas periodicidades são rigorosamente conhecidas. A maré astronómica é a única componente da maré que se pode prever rigorosamente. As previsões de marés apresentadas nas Tabelas de Marés do Instituto Hidrográfico referem-se exclusivamente à maré astronómica.
  • Maré de Equilíbrio – É uma maré de referência em relação à qual se descrevem as constituintes da maré real. É a maré astronómica que resultaria directamente das forças atractivas devidas ao Sol e à Lua, caso não existissem massas continentais, a profundidade do oceano fosse uniforme e a massa líquida se ajustasse de forma instantânea às variações da força geradora da maré.
  • Maré Meteorológica – É a variação do nível das águas associadas a efeitos meteorológicos e sazonais, tais como variações de pressão, ventos e alterações do caudal de rios, de periodicidade mal definida.
  • Marés Mortas (ou Águas Mortas) – São as marés de amplitude mais reduzida que ocorrem próximo das situações de Quarto Crescente ou Quarto Minguante, quando as forças atractivas devidas ao Sol e à Lua se cancelam mutuamente.
  • Marés Vivas (ou Águas Vivas) – São as marés de maior amplitude que ocorrem próximo das situações de Lua Nova ou Lua Cheia, quando as forças atractivas devidas ao Sol e à Lua se reforçam mutuamente.
  • Nível Médio (NM.) – É o valor médio das alturas horárias da maré, relativamente a um nível de referência fixo (e.g. marca de nivelamento), resultante de séries de observações maregráficas de duração variável, de preferência igual ou superior a 19 anos, de forma a englobar pelo menos um ciclo completo de revolução dos nodos da órbita lunar. O nível médio varia de local para local.
  • Preia-Mar (PM.) – Altura de maré máxima registada após o período de enchente.
  • Preia-Mar de Águas Mortas (PMAM.) – É o valor médio, tomado ao longo do ano, das alturas de maré de duas preia-mares sucessivas, que ocorrem quinzenalmente quando a amplitude de maré é menor (próximo das situações de Quarto Crescente ou Quarto Minguante).
  • Preia-Mar de Águas-Vivas (PMAV.) – É o valor médio, tomado ao longo do ano, das alturas de maré de duas preia-mares sucessivas, que ocorrem quinzenalmente quando a amplitude de maré é maior (Próximo das situações de Lua Nova ou Lua Cheia).
  • Preia-Mar Inferior (PMinf.) – É o valor médio, tomado ao longo do ano, das preia-mares mais baixas que ocorrem em cada dia, para marés com forte desigualdade diurna. Os dias em que ocorre uma só PM são excluídos da média.
  • Preia-Mar Máxima (PMmáx.) – Nível da maré astronómica mais alta. É a altura de água máxima que se prevê que possa ocorrer devida à maré astronómica.
  • Preia-Mar Superior (PMsup.) – É o valor médio, tomado ao longo do ano, das preia-mares mais altas que ocorrem em cada dia, para marés com forte desigualdade diurna. Para os dias em que ocorre apenas uma PM, este fenómeno é incluído na média, por ser considerado o valor extremo nesse dia.
  • Tipo de Maré – É uma classificação baseada na forma característica da curva de maré. Nos locais para os quais se verificam duas preia-mares e duas baixa-mares em cada dia lunar, a maré diz-se semidiurna. Se existe uma forte desigualdade diurna nas preia-mares, ou baixa-mares, ou ambos os fenómenos, a maré diz-se mista. Nos locais para os quais só se verifica uma preia-mar e uma baixa-mar por dia, a maré diz-se diurna. O tipo de maré pode deduzir-se a partir das amplitudes das principais constituintes semidiurnas e das amplitudes das principais constituintes diurnas.
  • Zero Hidrográfico (ZH.) – Superfície em relação à qual são referidas as sondas e as linhas isobatimétricas das cartas náuticas, bem como as previsões de altura de maré que são publicadas nas Tabelas de Marés do Instituto Hidrográfico. Nas cartas portuguesas, o ZH. fica situado abaixo do nível da maré astronómica mais baixa, pelo que as previsões de altura de maré são sempre positivas.


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Página modificada em: 5 Setembro 2014