Ecorregião
Siga uma ligação meteorológica do Pacífico
Localize a região e utilize o ramo A do CFD para seguir as trocas de energia e os possíveis efeitos no oceano e em terra.
Princípio 3 da Literacia do Oceano
O oceano tem uma grande influência no tempo e no clima.
Relacione o calor oceânico e a circulação atmosférica com o estado do tempo, as trocas de carbono, as retroações climáticas e as consequências para os ecossistemas e as pessoas.
Pergunta orientadora: Como ligam as trocas de energia, água e carbono o oceano ao estado do tempo e às alterações climáticas?
Nível de escolaridade NMEA: Anos 9–12
Os guias para outros níveis de escolaridade estão em preparação.
Visão geral
O que os alunos devem aprender
Trace uma cadeia de causas e efeitos, distinga o estado do tempo das alterações climáticas a longo prazo e explique como uma retroação pode amplificar uma mudança.
Objetivos de aprendizagem
- Explique como o aquecimento solar, os ventos, as correntes e o ciclo da água redistribuem energia.
- Relacione El Niño e La Niña com mudanças na precipitação e nos ecossistemas.
- Siga as trocas de carbono, as influências humanas e as retroações da circulação no sistema climático.
- Explique consequências do aquecimento e da acidificação, incluindo o degelo, o nível do mar e as mudanças na vida marinha.
Ensine este princípio
Por que isto é importante
Os processos oceânicos e atmosféricos controlam o estado do tempo e o clima através do seu papel central no sistema energético terrestre. Seguir as suas trocas ajuda os alunos a relacionar o tempo local com as mudanças globais e as suas consequências físicas, químicas, biológicas, económicas e sociais.
Siga a energia do Sol até ao oceano e à atmosfera
- Tarefa dos alunos
- Utilize mapas de temperatura e correntes para localizar regiões contrastantes. Desenhe uma cadeia desde o aquecimento solar desigual até à convecção atmosférica, à tensão do vento e à circulação do oceano superior. Acrescente a evaporação e a precipitação.
- Pergunta à turma
- Como passa a energia do aquecimento solar para os ventos, as correntes oceânicas e a precipitação?
- O que ouvir nas respostas
- O aquecimento desigual impulsiona a convecção e os ventos; a tensão do vento move a água superficial, as correntes transportam calor e as trocas entre oceano e atmosfera ligam-se ao ciclo da água.
Siga uma cadeia de ENSO
- Tarefa dos alunos
- Localize o Pacífico equatorial e utilize o CFD para relacionar os padrões de temperatura com a convecção, a precipitação, as comunidades oceânicas e um impacto terrestre. Separe uma resposta meteorológica sazonal de uma alteração climática a longo prazo.
- Pergunta à turma
- Como poderia uma mudança de temperatura no Pacífico afetar uma pescaria e a seca em terra?
- O que ouvir nas respostas
- Os processos interligados do oceano e da atmosfera alteram as condições oceânicas e a precipitação terrestre; os efeitos dependem do local e da escala temporal.
Relacione os aportes de carbono e as retroações
- Tarefa dos alunos
- Desenhe as trocas de carbono entre atmosfera, oceano e fitoplâncton. Acrescente a queima de combustíveis fósseis e a desflorestação. Utilize o CFD B9–B11 para explicar como uma mudança na circulação poderia atuar de volta sobre o clima.
- Pergunta à turma
- Como influencia a captação oceânica de carbono tanto o aquecimento como a química da água do mar?
- O que ouvir nas respostas
- A captação biológica e química armazena carbono e influencia os gases com efeito de estufa atmosféricos; o dióxido de carbono dissolvido também aumenta a acidez. As mudanças na circulação podem, por sua vez, afetar o clima.
Siga uma consequência e uma retroação
- Tarefa dos alunos
- Escolha a acidificação, o aquecimento ou o degelo. Siga uma mudança física ou química até uma consequência para um ecossistema ou uma comunidade. Depois desenhe a retroação da reflexão do gelo e explique por que razão o CFD utiliza «pode» para alguns efeitos das tempestades e de ENSO.
- Pergunta à turma
- Que ligações descrevem um impacto e quais regressam para amplificar a mudança original?
- O que ouvir nas respostas
- As estruturas de carbonato podem ser afetadas pela acidificação; o degelo do gelo continental pode elevar o nível do mar. A menor reflexão do gelo amplifica o aquecimento, enquanto as mudanças nas tempestades e em ENSO têm efeitos variáveis e sujeitos a condições.
Verificar a compreensão
Como poderia uma mudança na temperatura oceânica afetar a precipitação, a vida marinha e as comunidades humanas? Identifique as ligações e a escala temporal da sua explicação.
Explorar os conceitos
Energia solar, calor e águaRamo A do CFD: a energia solar impulsiona um sistema interligado de oceano e atmosfera.
O oceano armazena calor e as correntes redistribuem-no.
A energia solar impulsiona o estado do tempo e o clima globais. O oceano, a topografia terrestre, a nebulosidade e a rotação da Terra influenciam a distribuição da energia. O oceano absorve a maior parte da radiação solar que atinge a superfície terrestre; o aquecimento desigual produz circulações atmosféricas e oceânicas que redistribuem calor.
A absorção de calor pelo oceano modera o clima global. A sua maior capacidade térmica torna geralmente o tempo costeiro mais moderado do que no interior, enquanto as correntes transportam calor pelas bacias oceânicas.
O aquecimento impulsiona os ventos e a circulação do oceano superior.
As trocas de calor entre oceano e atmosfera impulsionam a circulação e o ciclo da água. O aquecimento solar desigual provoca convecção vertical na atmosfera e ajuda a gerar ventos horizontais. A tensão do vento transfere energia para a superfície do mar, impulsionando a circulação nas camadas superiores do oceano.
O calor oceânico e a evaporação fornecem energia e humidade aos fenómenos meteorológicos.
O calor armazenado no oceano tropical fornece energia que contribui para sistemas meteorológicos, incluindo furacões, ciclones e tempestades que atingem regiões polares. A evaporação oceânica, incluindo a das águas tropicais, fornece grande parte da humidade que depois precipita em terra. A quantidade e a origem dessa humidade variam com a região.
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El Niño, La Niña e escalas temporaisRamo A do CFD: mudanças na temperatura superficial do mar podem afetar o tempo e ecossistemas distantes.
Os padrões de temperatura do Pacífico ligam-se ao tempo global.
As trocas de calor entre oceano e atmosfera podem produzir grandes mudanças meteorológicas regionais e globais, incluindo alterações na chuva e na seca. El Niño e La Niña são fases de El Niño–Oscilação Sul (ENSO), um padrão acoplado de oceano e atmosfera que envolve mudanças nas temperaturas superficiais do Pacífico. Águas superficiais mais quentes podem aumentar a convecção atmosférica, alterando os padrões de precipitação e seca.
As mudanças oceânicas afetam os sistemas vivos em diferentes escalas temporais.
El Niño e La Niña afetam as comunidades ecológicas oceânicas e podem alterar a frequência de incêndios, a seca e as inundações em terra. As mudanças sazonais e de curto prazo na temperatura oceânica afetam a precipitação e as temperaturas terrestres, ou seja, o estado do tempo. As mudanças de temperatura oceânica a mais longo prazo afetam o clima.
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Trocas de carbono e retroações climáticasRamo B do CFD: mudanças nos aportes de carbono e na circulação podem alterar o sistema climático.
A captação oceânica de carbono interage com o efeito de estufa.
As mudanças no sistema oceano-atmosfera podem alterar o clima. Os gases com efeito de estufa que contêm carbono, incluindo dióxido de carbono e metano, são trocados entre oceano e atmosfera como parte do ciclo do carbono. Na atmosfera, estes gases absorvem e reemitem radiação de onda longa emitida pela Terra, abrandando a perda de calor para o espaço e aquecendo a baixa atmosfera.
Os processos biológicos e químicos oceânicos captam e armazenam dióxido de carbono, influenciando o efeito de estufa. O fitoplâncton utiliza dióxido de carbono na fotossíntese. O dióxido de carbono dissolvido também reage com a água para formar ácido carbónico, aumentando a acidez oceânica.
Os aportes humanos alteram o balanço de carbono.
O carbono move-se continuamente entre oceano e atmosfera num equilíbrio dinâmico. O excesso de carbono atmosférico, incluindo os aportes humanos, altera esse equilíbrio, e o aumento dos gases com efeito de estufa contribui para aquecimento adicional. A queima de combustíveis fósseis é uma fonte importante de dióxido de carbono em excesso. A desflorestação reduz a captação fotossintética, aumentando o dióxido de carbono atmosférico.
As mudanças na circulação podem atuar de volta sobre o clima.
As alterações climáticas podem modificar a circulação oceânica, que pode provocar novas alterações climáticas. As retroações amplificadoras ligam mudanças num componente a todo o sistema terrestre. Interações complexas podem produzir mudanças mais rápidas ou maiores do que um modelo projeta; esta é uma possibilidade a investigar, não uma afirmação de que todos os modelos subestimam a mudança.
As mudanças na circulação oceânica produziram grandes alterações climáticas abruptas nos últimos 50 000 anos. Esta história ajuda a relacionar os percursos da circulação com a possibilidade de mudanças climáticas rápidas.
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Consequências para a natureza e as pessoasRamo C do CFD: mudanças físicas e químicas podem ter consequências biológicas, económicas e sociais.
Mudanças nas tempestades e em ENSO podem afetar os meios de subsistência.
As mudanças no sistema oceano-atmosfera têm consequências físicas, químicas, biológicas, económicas e sociais. As alterações climáticas podem modificar a frequência e a intensidade de furacões, ciclones, El Niño e La Niña. Episódios de El Niño e La Niña mais frequentes ou intensos podem ter impactos económicos mundiais, incluindo o colapso de pescarias e a redução da produção agrícola.
A acidificação afeta organismos que constroem estruturas de carbonato.
Mais dióxido de carbono atmosférico pode levar a maior captação oceânica e acidificação. As mudanças químicas podem inibir a formação de conchas e esqueletos de carbonato de cálcio e, em condições corrosivas, dissolvê-los. As respostas diferem entre organismos; isto não significa que todos os ossos ou exoesqueletos se dissolvam.
O aquecimento altera os ecossistemas marinhos.
As alterações climáticas afetam a distribuição, a produtividade e a diversidade das espécies oceânicas. Mudanças na temperatura oceânica podem provocar mudanças nos ecossistemas, incluindo o branqueamento de corais e alterações na distribuição de espécies com valor comercial.
O degelo liga o nível do mar, a reflexão e a circulação.
O aquecimento aumenta a fusão de glaciares e calotes de gelo. O degelo do gelo continental eleva o nível do mar, que pode inundar costas e ilhas baixas, destruir habitats e submergir ecossistemas e comunidades humanas.
O gelo reflete grande parte da luz solar incidente de volta para o espaço. Quando derrete, o oceano ou a terra mais escuros absorvem mais energia solar, gerando mais aquecimento e degelo: uma retroação amplificadora. Mais água de degelo pode também reduzir a salinidade regional e alterar a circulação oceânica.
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Recursos pedagógicos
Comece por aqui
Explore este princípio com a plataforma
WebGIS
Compare temperatura, correntes e ondas de calor marinhas. Utilize o CFD para explicar mecanismos; um único mapa não estabelece uma tendência climática.
Fontes e enquadramento curricular
Alinhamento conceptual Anos 9–12: Adaptado de NMEA Ocean Literacy Scope and Sequencesob CC BY-NC-SA 4.0.
Adaptado do CFD do princípio 3 da NMEA para os anos 9–12 (2021, página 63 do manual). O guia acompanha o estado do tempo e o clima, as alterações climáticas globais e as suas consequências. As tarefas de sala de aula e as ligações da plataforma são sugestões pedagógicas da Blue Biome, não atividades fornecidas pela NMEA.
Conceitos e ligações da fonte
As notas abaixo, em inglês, parafraseiam a fonte da NMEA. Explicam também as adaptações com ressalvas e as referências corrigidas.
A · O oceano armazena calor e as correntes redistribuem-no.
- Solar energy transfer governs weather and climate and is influenced by the ocean, topography, clouds, rotation, and other factors.
A1 · O oceano armazena calor e as correntes redistribuem-no.
- The ocean absorbs most incoming solar radiation.
- differential heating creates ocean and atmosphere circulation that redistributes heat.
Notas sobre a adaptação (em inglês)
Specify solar radiation reaching Earth’s surface. Describe ocean evaporation, including tropical sources, as supplying much land precipitation without asserting that most rainfall everywhere originated in the tropical ocean; sources vary geographically.
Ler a explicaçãoA2 · O oceano armazena calor e as correntes redistribuem-no.
- Ocean heat absorption moderates global climate.
A3 · O oceano armazena calor e as correntes redistribuem-no.
- Greater ocean heat capacity generally moderates coastal weather compared with inland weather.
A4 · O oceano armazena calor e as correntes redistribuem-no.
- Currents move heat through ocean basins.
A5 · O aquecimento impulsiona os ventos e a circulação do oceano superior.
- Ocean-atmosphere heat exchange drives circulation in both and the water cycle.
A6 · O aquecimento impulsiona os ventos e a circulação do oceano superior.
- Solar heating of Earth’s surface and atmosphere drives upper-ocean circulation.
A7 · O aquecimento impulsiona os ventos e a circulação do oceano superior.
- Uneven heating drives vertical atmospheric convection and horizontal winds.
- wind stress transfers energy to upper-ocean circulation.
A8 · Os padrões de temperatura do Pacífico ligam-se ao tempo global.
- Ocean-atmosphere heat exchange can produce regional and global weather phenomena, including changes in rain and drought.
A9 · Os padrões de temperatura do Pacífico ligam-se ao tempo global.
- El Niño/ENSO and La Niña involve Pacific sea-surface temperature patterns that change global weather.
Notas sobre a adaptação (em inglês)
Use El Niño and La Niña as ENSO phases, avoiding the implication that ENSO is synonymous only with El Niño.
Ler a explicaçãoA10 · Os padrões de temperatura do Pacífico ligam-se ao tempo global.
- Increasing sea-surface temperature increases atmospheric convection and changes rain and drought patterns.
A11 · As mudanças oceânicas afetam os sistemas vivos em diferentes escalas temporais.
- El Niño and La Niña affect ocean ecological communities.
A12 · As mudanças oceânicas afetam os sistemas vivos em diferentes escalas temporais.
- El Niño and La Niña can affect terrestrial fire frequency, drought, and flooding.
A13 · O calor oceânico e a evaporação fornecem energia e humidade aos fenómenos meteorológicos.
- Tropical-ocean heat supplies energy for weather including hurricanes, cyclones, and polar storms.
A14 · O calor oceânico e a evaporação fornecem energia e humidade aos fenómenos meteorológicos.
- The sheet attributes most precipitation on land to evaporation from the tropical ocean.
- the guide qualifies this geographic generalization.
Notas sobre a adaptação (em inglês)
The supplied diagram skips A15. Preserve the explicit printed code inventory rather than inventing a missing concept. Specify solar radiation reaching Earth’s surface. Describe ocean evaporation, including tropical sources, as supplying much land precipitation without asserting that most rainfall everywhere originated in the tropical ocean; sources vary geographically.
Ler a explicaçãoA16 · As mudanças oceânicas afetam os sistemas vivos em diferentes escalas temporais.
- Seasonal and short-term ocean-temperature changes affect rainfall and land temperatures (weather).
- longer-term changes affect climate.
Notas sobre a adaptação (em inglês)
The supplied diagram skips A15. Preserve the explicit printed code inventory rather than inventing a missing concept.
Ler a explicaçãoB · A captação oceânica de carbono interage com o efeito de estufa.
- Ocean-atmosphere system changes can change climate.
B1 · A captação oceânica de carbono interage com o efeito de estufa.
- Carbon-containing greenhouse gases, including carbon dioxide and methane, are exchanged between ocean and atmosphere in the carbon cycle.
B2 · A captação oceânica de carbono interage com o efeito de estufa.
- Greenhouse gases retain longwave energy and warm the atmosphere.
- biological and chemical ocean carbon uptake and storage mediate the greenhouse effect.
Notas sobre a adaptação (em inglês)
Explain greenhouse gases as absorbing and re-emitting outgoing longwave radiation, slowing heat loss to space, rather than preventing all radiation from leaving Earth.
Ler a explicaçãoB3 · A captação oceânica de carbono interage com o efeito de estufa.
- Phytoplankton take up carbon dioxide through photosynthesis.
B4 · A captação oceânica de carbono interage com o efeito de estufa.
- Ocean carbon dioxide uptake can produce carbonic acid and increase acidity.
B5 · Os aportes humanos alteram o balanço de carbono.
- Increasing greenhouse gases contributes to excess atmospheric warming.
B6 · Os aportes humanos alteram o balanço de carbono.
- Ocean-atmosphere carbon exchange is a dynamic equilibrium altered by excess atmospheric carbon, including human inputs.
B7 · Os aportes humanos alteram o balanço de carbono.
- Burning fossil fuels is a primary source of excess carbon dioxide.
B8 · Os aportes humanos alteram o balanço de carbono.
- Deforestation reduces photosynthesis and increases atmospheric carbon dioxide.
B9 · As mudanças na circulação podem atuar de volta sobre o clima.
- Climate change can alter ocean circulation, causing further climate changes.
B10 · As mudanças na circulação podem atuar de volta sobre o clima.
- Feedbacks can amplify a component’s change throughout the Earth system.
- complex interactions may produce faster or larger changes than current models project.
Notas sobre a adaptação (em inglês)
Keep possible feedback amplification and qualified storm/ENSO impacts. Do not assert all models underestimate change, all feedbacks amplify, or every event becomes more frequent or intense.
Ler a explicaçãoB11 · As mudanças na circulação podem atuar de volta sobre o clima.
- Ocean circulation changes produced large, abrupt climate changes during the last 50,000 years.
C · Mudanças nas tempestades e em ENSO podem afetar os meios de subsistência.
- Ocean-atmosphere-driven weather and climate changes have physical, chemical, biological, economic, and social consequences.
C1 · Mudanças nas tempestades e em ENSO podem afetar os meios de subsistência.
- Climate change may affect hurricane and cyclone frequency and intensity.
Notas sobre a adaptação (em inglês)
Keep possible feedback amplification and qualified storm/ENSO impacts. Do not assert all models underestimate change, all feedbacks amplify, or every event becomes more frequent or intense.
Ler a explicaçãoC2 · Mudanças nas tempestades e em ENSO podem afetar os meios de subsistência.
- Climate change may alter El Niño and La Niña frequency and intensity.
Notas sobre a adaptação (em inglês)
Keep possible feedback amplification and qualified storm/ENSO impacts. Do not assert all models underestimate change, all feedbacks amplify, or every event becomes more frequent or intense.
Ler a explicaçãoC3 · Mudanças nas tempestades e em ENSO podem afetar os meios de subsistência.
- More frequent or intense El Niño and La Niña events may cause global economic impacts such as fishery collapse and reduced agricultural production.
Notas sobre a adaptação (em inglês)
Keep possible feedback amplification and qualified storm/ENSO impacts. Do not assert all models underestimate change, all feedbacks amplify, or every event becomes more frequent or intense.
Ler a explicaçãoC4 · A acidificação afeta organismos que constroem estruturas de carbonato.
- Increasing atmospheric carbon dioxide can cause ocean acidification.
C5 · A acidificação afeta organismos que constroem estruturas de carbonato.
- Acidification may inhibit formation or cause dissolution of biological hard structures.
- the guide specifies susceptible calcium carbonate shells and skeletons.
Notas sobre a adaptação (em inglês)
Specify calcium carbonate shells and skeletons and variable biological responses, rather than generalizing dissolution to all bones and exoskeletons.
Ler a explicaçãoC6 · O aquecimento altera os ecossistemas marinhos.
- Climate change affects ocean species distribution, productivity, and diversity.
C7 · O aquecimento altera os ecossistemas marinhos.
- Changing ocean temperature can cause ecosystem change, including coral bleaching and redistribution of commercially valuable species.
C8 · O degelo liga o nível do mar, a reflexão e a circulação.
- Warming increases glacier and ice-cap melting.
C9 · O degelo liga o nível do mar, a reflexão e a circulação.
- Glacier and ice-cap melt raises sea level, potentially inundating coasts and low islands, destroying habitats and submerging ecosystems and communities.
Notas sobre a adaptação (em inglês)
Distinguish land-ice melt raising sea level and describe reflected sunlight returning toward space in the ice-albedo feedback.
Ler a explicaçãoC10 · O degelo liga o nível do mar, a reflexão e a circulação.
- Ice melt reduces solar reflection, increasing warming of land and ocean and causing further melt.
Notas sobre a adaptação (em inglês)
Distinguish land-ice melt raising sea level and describe reflected sunlight returning toward space in the ice-albedo feedback.
Ler a explicaçãoC11 · O degelo liga o nível do mar, a reflexão e a circulação.
- More ice melt may lower regional salinity and alter ocean circulation.
Percursos conceptuais (em inglês)
Solar energy, heat, and water: CFD branch A: solar energy drives a connected ocean-atmosphere system.
El Niño, La Niña, and timescales: CFD branch A: changes in sea-surface temperature can affect distant weather and ecosystems.
Carbon exchange and climate feedbacks: CFD branch B: changing carbon inputs and circulation can alter the climate system.
Consequences for nature and people: CFD branch C: physical and chemical changes can have biological, economic, and social consequences.