1. Teoria das marés
As marés são os movimentos regulares de subida e descida do nível do mar, que normalmente se repetem duas vezes por dia — daí serem chamadas de marés semidiurnas. A oscilação se deve, sobretudo, à atração da Lua no seu movimento em torno da Terra; em menor medida, à atração do Sol; e, ainda, à força centrífuga do sistema Lua-Terra.
Fonte: LOBO, Paulo Roberto Valgas. Meteorologia e Oceanografia — Usuário Navegante. Vol. I. 4. ed. rev. atual. ampl. Petrópolis: Vozes, 2019. Cap. IX — Marés (teoria das marés; marés de sizígia e de quadratura; maré semidiurna; elementos e características das curvas das marés; nível médio e nível de redução; determinação da profundidade real; Tábuas das Marés; amplitude de sizígia na costa brasileira).
Edital: Anexo 2-A, Área V (Meteorologia e Oceanografia): oceanografia — marés (teoria das marés: atração da Lua e do Sol, força centrífuga; maré semidiurna; marés de sizígia e de quadratura; elementos da curva: preamar, baixa-mar, nível médio, nível de redução, amplitude, semiamplitude; tipos de maré na costa do Brasil; profundidade real; Tábuas das Marés; estabelecimento do porto; amplitudes na costa brasileira) · Anexo 2-B, Área V, item 3 (Lobo/Soares — escopo definido pelo 2-A).
No sistema Lua-Terra, a força gravitacional e a força centrífuga estão em equilíbrio. A força centrífuga é constante em todos os pontos da superfície terrestre, mas a força gravitacional da Lua não: é maior no ponto mais próximo da Lua (o meridiano superior) e menor no ponto mais afastado (o meridiano inferior). Esse desequilíbrio é o motor da maré.
Por que sobe a água nos dois lados da Terra: tanto no ponto mais próximo quanto no mais afastado da Lua o equilíbrio só se restabelece com a subida do nível do mar. No ponto mais próximo, o mar sobe porque a força gravitacional supera a centrífuga. No ponto mais afastado, sobe porque a força centrífuga supera a atração. Nessas duas regiões o mar fica alto — é a preamar (PM). Nos meridianos intermediários, equidistantes desses dois, atração e força centrífuga se equilibram e o mar fica baixo — é a baixa-mar (BM).
1.1 Por que a maré é semidiurna
A Terra completa uma rotação em torno do próprio eixo em cerca de 24 horas. Em 12 horas, metade dos meridianos passou pela posição mais próxima da Lua (maior atração) e atingiu a preamar; a outra metade passou pela posição mais afastada (maior força centrífuga) e também atingiu a preamar. Assim, cada região alcança a preamar a cada 12 horas; o mesmo raciocínio vale para a baixa-mar.
O resultado é que, em 24 horas consecutivas, um mesmo lugar tem duas preamares e duas baixa-mares, alternando-se a cada cerca de 6 horas: uma PM, seis horas depois uma BM, mais seis horas outra PM, e assim por diante. Por isso a maré se chama semidiurna. O horário da oscilação não é fixo: avança cerca de 50 minutos por dia, porque o intervalo entre duas passagens consecutivas da Lua pelo meridiano local é de 24 horas e 50 minutos.
1.2 Marés de sizígia e de quadratura
Ao longo do ciclo lunar (cerca de 28 dias), a posição relativa de Sol, Terra e Lua muda — são as fases da Lua: Lua nova, quarto crescente, Lua cheia e quarto minguante. Essa posição decide a intensidade da maré.
| Situação | Fase da Lua | Geometria Sol-Terra-Lua | Efeito na maré |
|---|---|---|---|
| Sizígia (maré viva) | Lua nova e Lua cheia | Alinhamento: as forças do Sol, da Lua e a força centrífuga atuam na mesma direção e se somam | PM mais alta e BM mais baixa (maior oscilação) |
| Quadratura (maré morta) | Quarto crescente e quarto minguante | Forças do Sol e da Lua defasadas de 90° | PM menos alta e BM menos baixa (menor oscilação) |
Na sizígia (Lua nova ou cheia), o alinhamento faz as atrações do Sol e da Lua se somarem à reação da Terra; a oscilação do nível do mar é máxima, com as preamares mais altas e as baixa-mares mais acentuadas. Na quadratura (quartos), como as atrações do Sol e da Lua estão a 90° uma da outra, a resultante é menor e a maré é fraca.
Atenção do prático: a situação mais preocupante é o dia de sizígia, sobretudo em portos de grande amplitude de maré — pois nele a baixa-mar de sizígia leva o mar ao nível mais baixo do ciclo. É quando a folga abaixo da quilha em águas rasas fica crítica.
2. Elementos e características das curvas das marés
A oscilação periódica do nível do mar, na maré, passa por quatro momentos que se repetem continuamente: a maré de enchente (o mar sobe), o instante da preamar, a maré de vazante (o mar desce) e o instante da baixa-mar. Essa oscilação do nível causa também a corrente de maré (desenvolvida no capítulo seguinte). A diferença de nível entre a preamar e a baixa-mar é a amplitude da maré, que varia ao longo do ciclo lunar.
| Elemento | Definição |
|---|---|
| Preamar (PM) | Nível mais alto atingido pelo mar na oscilação. |
| Baixa-mar (BM) | Nível mais baixo atingido pelo mar na oscilação. |
| Amplitude da maré | Diferença de altura entre os instantes da preamar e da baixa-mar (a oscilação máxima do dia). |
| Nível médio (NM) | Nível médio do mar entre a preamar e a baixa-mar; é a altura do nível do mar sem o efeito da oscilação da maré. |
| Semiamplitude | Metade da amplitude; combinada com o NM, fornece o nível da PM (NM + semiamplitude) e o da BM (NM − semiamplitude). |
| Nível de redução (NR) | Plano de referência para a medida das alturas das marés. |
| Altura da maré | Altura do nível do mar acima do nível de redução, no instante considerado. |
$$ \text{PM} = \text{NM} + \text{semiamplitude} \qquad \text{BM} = \text{NM} - \text{semiamplitude} \qquad \text{amplitude} = \text{PM} - \text{BM} = 2 \times \text{semiamplitude} $$
A elevação na PM e o abaixamento na BM, em relação ao NM, são simétricos e iguais à semiamplitude. Por isso o nível médio é constante no porto e a amplitude vale o dobro da semiamplitude.
O que muda e o que não muda no ciclo lunar: o nível do mar nas preamares e nas baixa-mares varia conforme as fases da Lua (alto na sizígia, baixo na quadratura). Mas a altura do nível médio não se altera ao longo do ciclo: é a mesma em dias de sizígia e de quadratura. O que varia é só a amplitude — a altura das PM e das BM em relação a esse NM fixo.
2.1 Os dois tipos de maré na costa do Brasil
A altura e a hora da PM e da BM de qualquer porto podem ser calculadas com anos de antecedência e divulgadas nas Tábuas das Marés. A forma da curva, porém, muda ao longo da costa brasileira.
| Trecho da costa | Tipo de maré | Consequência prática |
|---|---|---|
| Do Norte até o porto de Vitória | Semidiurna — curva sinusoidal | Permite obter a altura num instante qualquer por interpolação entre PM e BM tabuladas. |
| De Cabo Frio para o sul | Desigualdade diurna | Surgem PM e BM secundárias entre os horários principais, o que dificulta a interpolação. |
3. Nível de redução e profundidade real
O plano de referência para medir as alturas das marés é o mesmo nível de redução (NR) usado na carta náutica — ou seja, o mesmo plano ao qual estão relacionadas todas as profundidades cartografadas na carta de maior escala do porto. Régua de marés e carta náutica partem do mesmo zero.
Profundidade real: o navegante obtém a profundidade real, num dado instante, somando a altura da maré à profundidade indicada na carta náutica. Como o NR é um plano tão baixo que, em condições normais, a maré não fica abaixo dele — nem na baixa-mar de sizígia —, essa soma garante sempre uma margem de segurança: o nível do mar real será sempre maior que o valor da carta. A segurança é ainda maior nos horários próximos da preamar, sobretudo em águas restritas e onde a amplitude é grande.
$$ \text{profundidade real} = \text{profundidade da carta} + \text{altura da maré} $$
Como a altura da maré (medida do NR) nunca é negativa em condições normais, a profundidade real é sempre igual ou maior que a cartografada.
Há ainda uma segunda leitura, com o navio em movimento: a profundidade real abaixo da quilha é a leitura do ecobatímetro, obtida descontando o calado do nível do mar daquele instante. As duas figuras a seguir mostram o jogo dessas grandezas — calado, ecobatímetro, nível do mar, carta, altura da maré e nível médio.
Exemplo do livro: numa região de profundidade cartografada de 10 m, com altura da maré de 1,5 m, o nível do mar fica em 11,5 m (10 + 1,5). Uma embarcação de 8 m de calado lê então 3,5 m no ecobatímetro (11,5 − 8). Nessa área a maré oscila de 4,9 m na PM (às 4 h 45 min) a 0,6 m na BM (às 11 h 28 min): a profundidade abaixo da quilha muda ao longo do dia.
4. Tábuas das marés
Como a oscilação do nível do mar se realiza de forma organizada, em função dos componentes harmônicos próprios de cada porto, é possível calcular com antecedência a hora e a altura da preamar e da baixa-mar de cada área. Esses resultados são divulgados na publicação anual Tábuas das Marés, editada pela DHN e obtida nas Capitanias dos Portos (também no site da DHN).
Para levantar as características da maré de uma região, observa-se o nível do mar com uma régua de marés durante 32 dias consecutivos, com leituras de hora em hora. Esses dados permitem calcular os componentes harmônicos do lugar, que diferenciam a maré de um porto para outro. Por isso cada porto tem páginas próprias na publicação; o navegante localiza o porto pelo índice. Os portos seguem a posição geográfica ao longo da costa, do Norte ao Sul (Norte, Nordeste, Leste, Sudeste e Sul).
Como ler a página de um porto: as informações vêm dia a dia, por mês. Em cada mês há duas colunas de datas — uma do dia 1 ao 15, outra do 16 ao 30/31. Entrando no dia correto, leem-se a hora e a altura da maré: o valor maior é a preamar e o menor é a baixa-mar; a coluna da hora dá o instante de cada uma. A hora empregada é sempre a hora legal (do fuso) — atenção: mesmo no horário de verão, as Tábuas seguem o horário-padrão legal.
| Coluna | Conteúdo |
|---|---|
| 1 | Dias 1 a 15, dias da semana e desenhos das fases da Lua. |
| 2 | Hora (4 algarismos: 2 de hora + 2 de minuto) dos instantes de PM e BM, em hora legal. |
| 3 | Altura (m), em metros e décimos: maior valor = PM, menor = BM. |
| 4 | Dias 16 a 31 do mês. |
| 5 | Hora. |
| 6 | Altura. |
No cabeçalho de cada página estão o nome do porto, latitude e longitude, fuso horário, o número de componentes harmônicos, a altura do nível médio e a carta de maior escala. O NM é destacado porque não varia com o tempo: dá ao navegante a noção imediata de quanto a maré oscila naquele porto (sua semiamplitude de sizígia) e, somado/subtraído da semiamplitude do dia, fornece a altura da PM e da BM.
4.1 Estabelecimento do porto e interpolação
Embora a maior atração ocorra quando a Lua passa pelo meridiano superior, a preamar não coincide com esse instante: o oceano leva um tempo para responder. Esse intervalo é o estabelecimento do porto e serve para calcular a maré em portos não tabulados, por um método expedito — consultando a carta náutica (que traz o valor do estabelecimento) e o Almanaque Náutico (passagem meridiana da Lua em Greenwich e correção para a longitude).
Quando o instante de interesse fica entre dois valores tabulados, é preciso interpolar; e, como a maré pode estar de enchente ou de vazante, atenção ao sinal da correção da altura. O navegante deve adquirir o hábito de consultar as Tábuas com antecedência — na fase de planejamento e ao escolher a melhor hora de atracar ou desatracar —, especialmente perto da costa, em águas rasas ou ao demandar um porto, pois amplitude e horário variam a cada dia. Vale lembrar que as horas de PM e BM nem sempre coincidem com a inversão da corrente de maré, e que fatores meteorológicos podem alterar o nível e o instante da ocorrência.
5. Amplitude das marés na costa brasileira
O navegante percebe a amplitude pela própria altura do nível médio do cabeçalho: da baixa-mar até o NM o mar sobe esse valor, e do NM até a preamar sobe de novo o mesmo valor. Logo, nas marés de sizígia, a amplitude (da BM à PM) é de cerca de duas vezes o valor do nível médio indicado na página do porto.
As amplitudes variam muito de uma região para outra. Nas regiões Norte e Nordeste as alturas de maré de sizígia são significativas o ano inteiro, em toda a sazonalidade; já no Sudeste e no Sul, e também no Leste e no sul do Nordeste, predominam amplitudes pequenas.
| Classe | Onde predomina no Brasil |
|---|---|
| Micromarés | Regiões Sudeste e Sul; também Leste e sul do Nordeste (com exceções de mesomarés). |
| Mesomarés | Exceções pontuais no Leste / sul do Nordeste. |
| Macromarés e hipermarés | Regiões Norte e Nordeste. |
As maiores amplitudes do Brasil: ocorrem no Maranhão e no Amapá (macromarés e hipermarés). Os valores tabulados de amplitude de sizígia valem para todas as estações do ano. O navegante pode consultar as fases da Lua de qualquer dia na última folha das Tábuas das Marés.
6. Conceitos para fixar
O capítulo fecha com um bloco de revisão (21 conceitos e 5 exercícios). Vale reter que a oscilação periódica do nível do mar nasce das forças de atração dos astros e da reação da Terra, e se manifesta tanto nas correntes de enchente e vazante quanto nas variações de nível típicas de cada porto.
Conceitos de síntese (bloco de revisão do capítulo):
- entre os componentes harmônicos, predomina a influência do sistema Lua-Terra-Sol; a posição relativa dos três astros decide a amplitude num mesmo porto;
- nas Luas nova e cheia há alinhamento (atrações somadas + reação da Terra no meridiano e antimeridiano): maré de sizígia; nos quartos, atrações a 90° reduzem o efeito: maré de quadratura;
- no meridiano e no antimeridiano ocorre preamar simultânea a cada 12 horas (180°); a cada cerca de 6 horas (90°), num mesmo porto, alterna-se uma PM ou uma BM;
- o nível médio é o nível normal do mar, em torno do qual o mar oscila de forma simétrica em todos os dias do ciclo; está no cabeçalho das Tábuas por não variar, e equivale à semiamplitude da maré em dia de sizígia;
- do Amapá a Cabo Frio, maré sinusoidal bem organizada (interpolável); de Cabo Frio para o sul, desigualdades diurnas com PM e BM secundárias (interpolação difícil);
- as alturas de maré medem-se do nível de redução (NR) à superfície; todo porto tem NR próprio, o mesmo usado para reduzir as sondagens da sua carta; o zero da régua de marés coincide com o NR;
- a profundidade real obtém-se somando a altura da maré à profundidade cartografada, ou somando a leitura do ecobatímetro ao calado do navio;
- conhecer a amplitude ajuda a avaliar a intensidade das correntes de enchente e de vazante; a curva da maré dá a amplitude pela diferença PM − BM;
- o horário das Tábuas é sempre a hora legal do porto.
"É muito importante ressaltar que nas marés de sizígias têm-se as PM mais altas e as BM também mais acentuadas, ou seja, nas BM de sizígias o mar atinge nível mais baixo. Já, nas marés de quadratura, têm-se as PM menos altas e as BM menos baixas."
Lobo/Soares, Cap. IX, §1 (Teoria das marés).