Perguntas que todo mundo faz

Como se mede a temperatura do oceano inteiro?

Uma frota de 3.800 boias que mergulha 2 km e sobe a cada dez dias, mais navios, sondas descartáveis e satélites. Como a NASA sabe a temperatura do mar.

Publicado em 7 min de leitura
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Boia amarela cheia de sensores sendo içada por um guindaste para o convés de um navio de pesquisa, com um trabalhador de capacete orientando a manobra
Foto: NASA/Bill Ingalls
Neste artigo
  1. Por que medir a temperatura do mar é tão importante
  2. A boia Argo, passo a passo
  3. Uma conta para imaginar o tamanho da frota
  4. Os outros três jeitos de medir
  5. Como tudo isso vira um número só
  6. Onde o calor fica guardado
  7. De onde veio essa rede

Com uma frota de robôs que boia sozinha no mar. Hoje existem cerca de 3.800 boias de perfilagem espalhadas pelos oceanos do mundo, e cada uma delas faz, sem ninguém por perto, a mesma rotina a cada dez dias: afunda até cerca de 2 quilômetros de profundidade, sobe medindo temperatura e salinidade no caminho e, ao chegar à superfície, transmite tudo por satélite. Juntas, elas entregam em torno de 13.000 perfis por mês — um a cada três minutos, em algum lugar do planeta.

Essa rede se chama Argo, e é a espinha dorsal de qualquer frase do tipo "o oceano esquentou tanto". Antes dela, a temperatura do mar profundo era conhecida por retalhos: onde passava navio de pesquisa, havia medida; onde não passava, não havia nada.

Por que medir a temperatura do mar é tão importante

Porque o oceano é onde o calor do planeta vai parar. Segundo a NASA, cerca de 90% do calor extra acumulado no último século foi para a água, não para o ar. De cada dez unidades de calor que o planeta reteve, nove foram para o mar.

Isso tem duas consequências diretas. A primeira é que a água, ao esquentar, se dilata — e um oceano dilatado ocupa mais espaço, o que empurra o nível do mar para cima. Essa conta está em O nível do mar está subindo? O que o satélite mediu.

A segunda é que a temperatura do mar comanda o clima do continente. É a água morna ou fria do Pacífico que decide se o Sul do Brasil terá chuva demais ou o Nordeste terá seca, pelo mecanismo contado em Como os satélites enxergam o El Niño?.

Ou seja: medir a temperatura do oceano não é curiosidade de oceanógrafo. É previsão de safra, de energia e de enchente.

A boia Argo, passo a passo

O aparelho é um cilindro de uns dois metros, sem motor e sem hélice. Ele não navega: ele afunda e sobe, mudando o próprio volume, como um peixe que enche e esvazia a bexiga natatória. O ciclo é este:

  1. A boia passa a maior parte do tempo à deriva a 1 quilômetro de profundidade, levada pela corrente, economizando bateria.
  2. No dia marcado, ela desce até cerca de 2 quilômetros.
  3. Começa a subir devagar, medindo no caminho: temperatura, salinidade e outros parâmetros, ponto por ponto.
  4. Na superfície, transmite os dados para um satélite, que repassa a uma estação em terra.
  5. Afunda de novo e recomeça. Tudo isso a cada dez dias, sem ninguém a bordo.

Dois quilômetros para baixo é uma profundidade em que a pressão passa de 200 vezes a que você sente aqui em cima. A boia tem de aguentar isso centenas de vezes, e sozinha.

O lançamento, esse sim, é feito por gente: as boias são jogadas ao mar de navios de pesquisa, e depois vão para onde a corrente levar.

Vários instrumentos cilíndricos de metal com hastes perfuradas, espalhados sobre o piso de madeira do convés de um navio de pesquisa
Sondas CTD, que medem condutividade, temperatura e profundidade, no convés do navio de pesquisa Knorr antes de uma expedição patrocinada pela NASA, em 2012. Foto: NASA/Bill Ingalls

Uma conta para imaginar o tamanho da frota

Três mil e oitocentas boias parece muito. Dividido pelo tamanho do oceano, é pouquíssimo.

A área oceânica do planeta é de cerca de 361 milhões de quilômetros quadrados. Dividindo pela frota, cada boia é responsável, sozinha, por uns 95 mil quilômetros quadrados de mar — mais ou menos a área do estado de Santa Catarina. É como ter um único termômetro para todo o estado, mudando de lugar a cada dez dias.

(Essa divisão é uma conta nossa, para dar escala; a distribuição real não é uniforme, porque as boias seguem as correntes e se aglomeram em algumas regiões.)

Daí a necessidade de completar a medição com outras coisas.

Os outros três jeitos de medir

A NASA lista três tipos de instrumento dentro d'água, além dos satélites por cima.

Instrumento Como funciona Vantagem
Boia Argo mergulha e sobe sozinha a cada 10 dias, até ~2 km cobre o oceano todo, sem navio
Perfilador CTD descido por cabo do navio; mede condutividade, temperatura e profundidade o mais preciso; é a referência
XBT (batitermógrafo descartável) sonda jogada do navio em movimento, que mede enquanto afunda e é perdida barato e rápido; serve na rota comercial
Satélite mede altura e temperatura da superfície visão global e contínua, mas só da pele do mar

A sigla CTD vem de conductivity, temperature, depth: condutividade, temperatura e profundidade. A condutividade elétrica da água revela quanto sal há nela — quanto mais sal, melhor ela conduz corrente. É o mesmo princípio que os satélites de salinidade usam por outro caminho, explicado em Como os satélites medem o sal do mar?.

O XBT é o mais curioso dos quatro: é uma sonda descartável, lançada de um navio que nem precisa parar. Ela afunda desenrolando um fio fininho de cobre, manda a medida por esse fio e, quando o fio acaba, é abandonada. Grande parte da série histórica anterior ao Argo veio de XBTs lançados de navios mercantes em rotas comerciais.

E o satélite, por mais poderoso que seja, só enxerga a pele do oceano. Ele mede a temperatura da superfície e a altura da água, não o que acontece a mil metros. Por isso a combinação é obrigatória: sem boia, o satélite não sabe o que há embaixo; sem satélite, a boia não sabe o que há entre uma boia e outra.

Conjunto de instrumentos oceanográficos de vários tipos dispostos no convés de um navio de pesquisa, com equipamentos de amarração e cabos ao fundo
O arsenal completo de uma única expedição: boias, sondas e sensores embarcados no Knorr, em setembro de 2012, antes de partirem para o Atlântico Norte. Foto: NASA/Bill Ingalls

Como tudo isso vira um número só

Aqui entra a parte que menos aparece e mais trabalho dá: juntar medidas feitas por aparelhos diferentes, em lugares diferentes, em épocas diferentes, e transformar isso num valor único para o planeta.

A NASA faz isso com um modelo chamado ECCO, que mistura os dados dos instrumentos dentro d'água com os dados de satélite. O modelo preenche os buracos de forma fisicamente coerente — ou seja, respeitando como a água de fato se move — em vez de simplesmente calcular uma média.

O resultado aparece em dois formatos diferentes, e vale saber a diferença:

  • Uma série desde 1955, acompanhada pela agência oceânica americana, dos 2.000 metros superiores do mar. Cada ponto dela é uma média de cinco anos, não um ano isolado: o valor marcado em 2022, por exemplo, representa a média de 2020 a 2024. Ela é atualizada uma vez por ano.
  • Uma série mensal, de 1992 até hoje, que cobre toda a coluna d'água e combina satélite, instrumentos no mar e modelo.

Nas duas, o calor acumulado é contado em zettajoules, uma unidade que ninguém usa na vida real. O que importa nela não é o valor absoluto, e sim que ele é medido, tem margem de erro declarada e não para de subir — a última medida divulgada é de dezembro de 2024. A agência também marca que 2024 foi o ano mais quente já registrado para o oceano.

Um detalhe honesto e bonito dos gráficos: a faixa de incerteza desenhada neles vai estreitando com o tempo. Isso não é maquiagem; é o retrato de uma rede de medição que melhorou. Nos anos 1960 havia pouca medida e muito chute; hoje há 3.800 robôs trabalhando.

Onde o calor fica guardado

Nem todo o calor vai para o fundo. A maior parte fica nos 700 metros superiores do oceano — a camada que mais interage com a atmosfera e que, por isso, devolve calor para o ar mais rápido.

É também a camada que importa para quase tudo que a gente sente: a formação de tempestade, a temperatura da água na praia, a vida marinha. E é por isso que o derretimento de gelo e o aquecimento da água são assuntos ligados, como mostra O gelo do Ártico e o da Antártida são a mesma coisa?.

Para quem quer o retrato maior — quanta água existe, onde ela está e quanto dela é doce —, o caminho é Quanta água tem a Terra, e quanto dela dá para beber.

De onde veio essa rede

O Argo não existe desde sempre. As primeiras boias foram lançadas no fim de 1999, e foram necessários mais oito anos até a rede atingir a meta original de 3.000 boias em operação, por volta de 2007.

A NASA descreve o programa como a primeira tentativa de monitorar em tempo real os campos de temperatura e salinidade do oceano abaixo da superfície. Antes disso, "em tempo real" não era uma opção: o dado chegava meses depois, quando o navio voltava.

Hoje a frota passa de 3.800 unidades. É, provavelmente, o maior conjunto de instrumentos científicos funcionando ao mesmo tempo em qualquer lugar do planeta — e quase ninguém sabe que ele existe.

Perguntas frequentes

Como os cientistas medem a temperatura do fundo do mar?

Principalmente com as boias do programa Argo: cerca de 3.800 aparelhos que derivam a 1 quilômetro de profundidade, descem a cerca de 2 quilômetros, sobem medindo temperatura e salinidade e transmitem os dados por satélite ao chegar à superfície. O ciclo se repete a cada dez dias, sem tripulação.

O que são as boias Argo?

São boias de perfilagem à deriva, sem motor, lançadas de navios e deixadas a cargo das correntes. Elas afundam e sobem mudando o próprio volume e medem o perfil vertical de temperatura e salinidade do oceano. A rede começou com as primeiras unidades no fim de 1999 e levou oito anos para chegar a 3.000 boias operando.

Satélite não consegue medir a temperatura do oceano?

Consegue, mas só a da superfície. O satélite enxerga a pele do mar e a altura da água; o que acontece a centenas ou milhares de metros de profundidade só é conhecido por instrumentos dentro d'água. Por isso a NASA combina os dois tipos de dado num modelo, o ECCO.

Quanto do calor extra do planeta vai para o oceano?

Cerca de 90% do calor extra acumulado pelo aquecimento do planeta no último século foi parar no oceano, e não na atmosfera. A maior parte dele fica guardada nos 700 metros superiores da água.

O que é um CTD e o que é um XBT?

O CTD é uma sonda descida por cabo de um navio que mede condutividade, temperatura e profundidade — é o instrumento mais preciso e serve de referência para os outros. O XBT é um batitermógrafo descartável, jogado de um navio em movimento: ele mede enquanto afunda, manda o dado por um fio fino e é abandonado no mar.

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