Disciplinas Optativas

DINÂMICA DOS FLUIDOS GEOFÍSICOS I

Dinâmica dos fluidos clássica: equações básicas da conservação de momentum, massas e energia. Rotação e estratificação. Teorema de Taylor-Proudman. Vorticidade potencial. Ondas planetárias. Geostrofia. Teoria quasi-gestrófica de águas rasas. Fricção

DINÂMICA DOS FLUIDOS GEOFÍSICOS II

Teoria quasi-geostrófica dos fluidos estratificados. Circulação oceânica provocada pelos ventos: teorias clássicas e modernas. Estabilidade. Interação onda-corrente. Dinâmica agestrófica. Efeitos Topográficos

HIDRODINÂMICA COSTEIRA E ESTUARINA

Definições e classificações dos principais tipos de ambientes costeiros. Metodologia para medições e determinações de propriedades físicas: médias temporais, espaciais e cálculo de fluxo. Modelos simplificados de processos de mistura. Equação do movimento e da continuidade. Balanço dinâmico e de sal. Modelos uni e bi dimensionais. Escalas temporais envolvidas. Principais forçantes da circulação. Resposta de um estuário aos efeitos da maré, do vento e da descarga fluvial. Estuários de cunha salina. Formação de plumas e frentes. Perfis teóricos de velocidade de corrente e de salinidade. O diagrama de estratificaçao-circulaçao.

OCEANOGRAFIA POR SATÉLITE

Fundamentos de oceanografia por satélites. Fundamentação física: as equações de Maxwell, radiação do corpo negro, transferência radiativa, modelagem. Instrumentação. Princípios de processamento de imagens. Sensores ativos e passivos. Aplicações em oceanografia utilizando sensores da radiação visível, infravermelha e microondas.

MODELOS NUMÉRICOS APLICADOS À OCEANOGRAFIA

Introdução sobre modelos numéricos e suas utilizações.
Tipos de modelos: elementos finitos, diferenças finitas, volumes finitos.
Tipos de equações: elípticas, parabólicas, hiperbólicas.
Discretização de derivadas parciais. Discretizações avançada, centrada e retardada.
Discretizações de ordens superiores.
Tipos de grades. Estabilidade das soluções numéricas.
Esquemas de Discretização: Euler, Leap-Frog, Adams, Adams-Bashforth.
Esquemas de discretização Implícita.
Instabilidades numéricas.
Estabilidade numérica dos vários esquemas de discretização.
Exemplos de discretização em grades uni e bidimensionais.
Aplicações para equação da onda e da dissipação do calor.
Condições de contorno.
Modelos numéricos mais conhecidos e suas aplicações.

ONDAS E MARÉS

Descricao básica de ondas, tipos de ondas, parâmetros de ondas.
Estratificação e rotação, frequência de Brunt-Vaisalla, teoria do equilibrio estável.
Equações do movimento e da continuidade em coordenadas cartesianas ortogonais.
Aproximações nas equações do movimento: Plano Beta e Boussinesq.
Ondas de gravidade em um fluido inviscido, incompressível, irrotacional e homogêneo.
Ondas de gravidade em um fluido inviscido, incompressível, irrotacional e estratificado.
Ondas de gravidade em um fluido inviscido, incompressível, rotacional e homogêneo.
Ondas de gravidade em um fluido inviscido, incompressível, rotacional e estratificado.
Teoria da maré de equilíbrio.
Componentes diurnas e semidiurnas. Mares de sizigia e quadratura.

MÉTODOS DE ANÁLISE DE DADOS EM OCEANOGRAFIA

Amostragem de dados Oceanográficos. Processamento e controle de dados Oceanográficos. Descrição Estatística de Dados. Estimação e regressão estatística. Interpolação e preenchimento de lacunas. Controle de erro. Análise espacial de dados. Funções empíricas Ortogonais. Análise de séries temporais. Análise harmônica de dados. Métodos de análise espectral. Filtros Digitais

ANÁLISES DE MASSAS DE ÁGUA

Introdução ao tema de estudo, estrutura da coluna d'água, processos de formação de massas de água,
processos de mistura, circulação termohalina global, distribuição das principais massas de água dos
oceanos globais, métodos de análise de massas de água.

DE FLUIDOS COM APLICAÇÃO AO ESTUDO DE PLUMAS DE RIOS

Introdução, Conceitos básicos e princípios na dinâmica de fluidos, similaridade e modelagem, circulação e
dinâmica de plumas de evolução de fundo.

MODELAGEM DA TURBULÊNCIA

Equações governantes do escoamento. Abordagens numéricas para o estudo da turbulência. Modelagem
via equações médias de Reynolds (RANS), Simulação Numérica Direta (DNS), Simulação das Grandes
Escalas (LES). Aplicações das técnicas DNS e LES.

INTRODUÇÃO À DINÂMICA DE SUBMESOESCALA

Motivação observacional; Aspecto dinâmico da submesoscala; Equação do momento e seus principais
balanços em diferentes escalas espaciais e temporais; Mistura, advecção e estiramento de traçadores no
oceano; Dinâmica de Vorticidade Potential; Frontogênese e seu efeito na re-estratificação oceânica;
Efeitos friccionais em frentes; Bombeamento de Ekman não-linear; Instabilidades da camada de mistura;
Extração de vorticidade potencial devido ao vento; Parametrização destes movimentos em modelos
oceânicos.

MÉTODOS DE ANÁLISES EM OCEANOGRAFIA QUIMICA

Técnicas de amostragens de água e sedimento e realização de coletas de amostras no estuário da Lagoa
dos Patos, as quais serão preservadas e, posteriormente, analisadas com nos seguintes métodos:
métodos condutimétricos, potenciométricos, titrimétricos, gravimétricos e fotométricos: a)
espectrofotometria na faixa de luz visível, b) espectrofotometria com utilização do sistema de injeção em
fluxo contínuo (FIA) de amostras, c) espectrofotometria de absorção atômica. Interpretação dos dados
das amostras coletadas no estuário, durante as análises realizadas nas aulas práticas. Elaboração de um
relatório final contendo todos os cálculos e resultados.

COMPOSTOS TÓXICOS DE FLORAÇÕES DE ALGAS

Mecanismos de eutrofização de águas continentais e marinhas: causas (fatores bióticos e abióticos) e
consequências. Efeito da eutrofização sobre florações de algas (cianobactérias e outras). Estudos de casos
típicos. Impacto nas populações dos ecossistemas. Práticas com bioensaios de toxicidade de
camundongos e Artemia. Relações alopáticas. Bioacumulação de toxinas e transferência à cadeia trófica.
Bioquímica e fisiologia das cianotoxinas e de outras toxinas. Análise e determinação de micro e
nanoquantidades de toxinas na água, sedimento e material biológico. Uso de equipamento de
Cromatografia Líquida de Alta Performance (HPLC) e técnicas de inibição enzimática.

PROCESSOS DE CONTAMINANTES ORGÂNICOS

Contaminantes orgânicos em ambientes aquáticos. Formação e distribuição. Fatores que controlam a
distribuição. Trocas entre sedimento e água. Ciclagem dos contaminantes orgânicos. Mecanismos e vias
de transportes de compostos orgânicos. Relações entre processos orgânicos e a composição no meio
aquático. Transferência ao longo da cadeia alimentar. Papel dos organismos na ciclagem. Avaliação da
contaminação por compostos orgânicos.

POLUIÇÃO AQUÁTICA

Conceitos básicos sobre contaminação e poluição. Tipos de contaminantes. Contaminação orgânica.
Hidrocarbonetos de petróleo e poliaromáticos. Compostos orgânicos sintéticos. Contaminação por
compostos metálicos. Resíduos sólidos e a questão da reciclagem. Consequências e efeitos da poluição no
ecossistema. Importância dos aportes atmosféricos. Legislação

ECOTOXICOLOGIA COMO INSTRUMENTO DE AVALIAÇÃO AMBIENTAL

Introdução à toxicologia; toxicologia ambiental e ecotoxicologia; fundamentos de ecotoxicologia
aquática; tipos de produtos tóxicos: compostos naturais e xenobióticos; classificação dos efeitos tóxicos e
rotas de entrada dos produtos tóxicos; poluentes e contaminantes; inter-relações dos contaminantes
entre os compartimentos ambientais; origem da contaminação ambiental; processos de transporte e
transformação de contaminantes nos ecossistemas aquáticos; destino dos contaminantes nos organismos
e no ambiente; interação de poluentes com a biota; organismos indicadores de qualidade ambiental;
monitoramento ecológico e biomonitoramento; testes toxicológicos com organismos aquáticos;
bioensaios padrões; avaliação de risco ecológico.

DINÂMICA DE POLUENTES METÁLICOS

Metais pesados em ambientes aquáticos. Formação e distribuição. Fatores que controlam a distribuição.
Trocas entre sedimento e água. Transporte de metais na região estuarina. Dinâmica de metais na biota.
Transferência ao longo da cadeia alimentar. Papel dos organismos na ciclagem dos metais. Poluição por
metais. Avaliação da contaminação através da análise da água e de sedimentos. Avaliação da
contaminação com o uso de bioindicadores. Monitoramentol de contaminação ambiental

ASPECTTOS TOXICOLÓGICOS DE FICOTOXINAS PRODUZIDAS PELAS FLORAÇÕES NOCIVAS DE ALGAS

Identificar e estudar os impactos relacionados com a proliferação nociva de algas marinhas e
cianobactérias produtoras de ficotoxinas. Estudar os aspectos toxicológicos das três principais síndromes
causadas pelas ficotoxinas: envenenamento diarréico causada por bivalves, envenenamento paralítico
causado por bivalves e envenenamento neurotóxico causado por bivalves. Estudar métodos de
monitoramento das florações nocivas de algas e ficotoxinas.

MORFODINÂMICA COSTEIRA E ESTUARINA

Princípios e conceitos básicos da Morfodinâmica. Princípios básicos de Transporte de sedimentos.
Morfodinâmica da Ante-praia. Morfodinâmica das praias e zonas de arrebentação. Morfodinâmica de
sistemas deltaicos. Morfodinâmica estuarina. Morfodinâmica de inlets regidos por maré.

PROTEÇÃO E EROSÃO COSTEIRA

Erosão Costeira: Causas (naturais e antrópicas), consequências e métodos de estudo. Métodos de
contenção de erosão e proteção costeira: estruturas de engenharia costeira (muros de contenção,
revestimentos, enroscamentos, espigões, quebra-mares), reconstrução artificial de praias
(engordamento) reconstrução e fixação de dunas, transferência de areia através de inlets (sand
bypassing), sistemas de drenagem praial medias político administrativas relacionadas à proteção
costeira. Estudos de monitoramento ambiental e impacto ambiental causado pelas técnicas de
contenção de erosão.

GEOQUÍMICA AMBIENTAL

A introdução em geoquímica de superfície e processos diagênicos. Partes sólidos em sedimentos
marinhos. Métodos de estudos em diagênes marinhos de sedimentos. Matéria orgânica em diagênese
precoce. Transformações geoquímicos de ferro manganês e enxofre em coluna de sedimentos.
Transformações diagênicos de carbonato e de sílica em ambiente marinho. Quantificação de refluxo
bentônico. Gás hidrata em sedimentos marinhos. Casos de estudo de diagênese em plataforma
continental brasileiro.

MORFODINÂMICA DA EVOLUÇÃO COSTEIRA

Introdução à evolução costeira, morfodinâmica da evolução costeira, comportamento costeiro em larga
escala, a formulação de modelos e as incertezas, costas dominadas por ondas, as variações do nível do
mar e as feições geomorfológicas regionais, tipos de barreiras costeiras, conceitos do coastal-tract (parte
1) e aplicações (parte 2), o STM (Shoreface Translation Model) para modelagem da resposta costeira às
variações do nível do mar, exemplos da costa sul brasileira e australiana, planejamento e adaptação
costeira as mudanças climáticas globais.

PALEOCEANOGRAFIA E PALOCLIMATOLOGIA

Introdução (os oceanos e o clima); os oceanos e a variabilidade climática natural ao longo do tempo
geológico; métodos de datação; testemunhos de gelo; sedimentos marinhos; corais; micropaleontologia;
método da transferência de função e do análogo moderno; modelos paleoclimáticos; o Atlântico Sul
durante o Quaternário.

AMBIENTES DEPOSICIONAIS COSTEIROS

Introdução ao estudo dos aspectos morfológicos, processos e facies sedimentares associados aos
ambientes deposicionais costeiros, com ênfase em Estratigrafia de Sequências e nos ambientes clásticos
da Planície Costeira do Rio Grande do Sul.

DIAGÊNESE MARINHO

A introdução em geoquímica de superfície e processos diagênicos. Partes sólidos em sedimentos
marinhos. Métodos de estudos em diagênes marinhos de sedimentos. Matéria orgânica em diagênese
precoce. Transformações geoquímicos de ferro manganês e enxofre em coluna de sedimentos.
Transformações diagênicos de carbonato e de sílica em ambiente marinho. Quantificação de refluxo
bentônico. Gás hidrata em sedimentos marinhos. Casos de estudo de diagênese em plataforma
continental brasileiro.