Marés ao largo: Transição das águas costeiras da Califórnia para as águas profundas‡

Resumo Pressões e correntes de maré foram medidas com cápsulas autônomas lançadas ao fundo do mar por um mês a distâncias de 175, 190 e 500 milhas náuticas de San Diego. Essas observações, juntamente com um registro de pressão de fundo de uma semana feito por Filloux a 750 milhas náuticas, e três registros de correntes de fundo de meia semana feitos por Isaacs et al., a distâncias intermediárias, foram analisadas para componentes de maré por meio de correlação cruzada com uma série temporal de referência sem ruído. (Para registros curtos, esse método tem algum mérito em relação à análise clássica de marés.) Foi encontrado que a maré decai em direção ao mar para e‐1 vezes a amplitude costeira ao longo de uma distância da ordem de 1000 km para a espécie semidiurna, mais devagar para a espécie diurna. As correntes de maré giram no sentido anti-horário e são polarizadas com fluxo máximo paralelo à costa na direção da propagação da maré (320°T) durante a maré alta local. A amplitude da corrente é de aproximadamente 2 cm/sec para o componente semidiurno, 1 cm/sec para o componente diurno. Correntes de maré baroclínicas sobrepostas levam a razões sinal:ruído pobres (entre 1:1 e 10:1) para as correntes barotrópicas. Em contraste, a razão é tipicamente 1000:1 para as pressões de fundo e geralmente supera a das estações de maré costeiras de duração comparável. As constantes de maré publicadas do I.H.B. para estações costeiras expostas da Califórnia indicam propagação “para o alto” (em direção a 320°T) a 140 m/sec para marés semidiurnas. 214 m/sec para marés diurnas. Para interpretar essas diversas observações, computamos as leis de dispersão para todas as possíveis ondas aprisionadas rotacionalmente-gravitatórias contra uma costa reta com plataforma. As soluções aprisionadas são convenientemente retratadas em termos de um parâmetro μ tal que ? = sin μ = iu/v e f = ‐ cos μ = η/v definem a elipticidade e a impedância do movimento da onda, η, u e v sendo a elevação adimensional fora da plataforma, componentes de velocidade normal à costa e na direção da costa, respectivamente. Então, tentamos ajustar as observações por superposição das possíveis classes de ondas, todas da mesma frequência de maré: (a) uma onda de borda semelhante a Kelvin livre com pequeno μ (principalmente aprisionada pela rotação, mas um pouco desacelerada pela plataforma); (b) uma onda vazante semelhante a Poincaré livre; e (c) uma onda forçada (a distorção do fundo do mar pela maré produzindo forças desempenha um papel significativo). O modelo pode explicar as principais características das alturas de maré observadas e dá amplitudes relativas na costa de 54:16:4 cm para os componentes a:b:c no caso das marés semidiurnas, 21:24:9 cm para as marés diurnas. Os resultados colocam um anfidromo semidiurno aproximadamente a meio caminho entre San Diego e Havai. As correntes de maré não são bem ajustadas pelo modelo, e há problemas associados à separação dos modos barotrópicos e baroclínicos, e com a camada limite béntica. A dissipação de energia costeira é pequena no mar em investigação, mas um atraso de fase “capacitivo” parece estar associado aos portos do norte da Califórnia e águas interiores.