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Para estudar a transfer ncia de CO2 na superf cie do oceano, necess rio observar em detalhes o que acontece com as concentra es tanto no ar como na gua.

No ar, o CO2 entra na gua criando uma regi o de baixa concentra o, onde diminui de $C_a$ para $C_{a,0}$. Essa camada tem uma espessura entre 0,1 e 1 mm.

O CO2 que entra na gua se acumula inicialmente na superf cie, criando uma concentra o $C_{w,0}$, que posteriormente difunde para o interior, alcan ando uma concentra o menor $C_w$.

A redu o da concentra o permite definir duas zonas: uma muito fina, de apenas 0,02 a 0,2 mm, onde a concentra o diminui rapidamente, e uma segunda zona de 0,6 a 2 mm, onde a concentra o diminui de forma mais suave at atingir a concentra o no interior da gua.

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La taxa de transferência de gás na água ($k_w$) pode ser modelada usando dados medidos. Em primeiro lugar, depende da velocidade com que o sistema remove carbono da interface ar- gua, tornando a velocidade de transporte proporcional velocidade relativa entre os dois meios.

Em segundo lugar, h um efeito da mobilidade dos ons, que pode ser descrito por o número Schmidt ($Sc$), representando a rela o entre a difus o de momento e as part culas. No entanto, essa depend ncia n o linear e influenciada por um fator ERROR:9926 que varia entre -1/2 e -2/3 dependendo da rugosidade da superf cie.

Finalmente, la taxa de transferência de gás na água ($k_w$) tamb m depende de ERROR:9409, que por sua vez determinada pelo n vel de rugosidade da superf cie.

Em resumo, o g s la taxa de transferência de gás na água ($k_w$) descrito em fun o de ERROR:9437, ERROR:9408, o número Schmidt ($Sc$), ERROR:9409 e ERROR:9926 da seguinte maneira:

$ k_w = ( u_a - u_w ) \beta Sc ^ n $

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A mobilidade das mol culas, representada por la solubilidade de gás ($\alpha$), uma fun o da concentra o de part culas, descrita por o número Schmidt ($Sc$), que por sua vez calculada a partir de ERROR:9412, ERROR:9413 e ERROR:9414 utilizando a seguinte equa o:

$ Sc =\displaystyle\frac{ \eta }{ \rho D }$

Essa rela o ilustrada no seguinte diagrama:

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La taxa de transferência de gás no ar ($k_a$) pode ser estimado a partir da lei de Fick, comparando ERROR:9414 com ERROR:9430 da seguinte maneira:

$ k_a = \displaystyle\frac{ D }{ \delta_c }$

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Para a intera o entre a atmosfera e o oceano, la resistência à transferência de ar para água de um gás ($R_{ta}$) inclui inicialmente la resistência à transferência na água ($R_w$), seguido pelo processo de evapora o $1/\alpha$ com la solubilidade de gás ($\alpha$), e, uma vez que o g s tenha passado para o ar, la resistência de transferência no ar ($R_a$) age sobre ele:

$ R_{ta} = R_a + \displaystyle\frac{1}{ \alpha } R_w $

J para a intera o entre a atmosfera e o oceano, la resistência à transferência de água para ar de um gás ($R_{tw}$) inclui inicialmente la resistência de transferência no ar ($R_a$), seguido de la solubilidade de gás ($\alpha$), e, uma vez que o g s tenha penetrado na gua, age la resistência à transferência na água ($R_w$):

$ R_{tw} = R_w + \alpha R_a $

Com essas equa es, podemos formular as equa es para as velocidades de transfer ncia.

Assim, utilizando la taxa total de transferência de gás no ar ($k_{ta}$), la taxa de transferência de gás na água ($k_w$), la taxa de transferência de gás no ar ($k_a$) e la solubilidade de gás ($\alpha$), estabelecemos a seguinte rela o:

$ \displaystyle\frac{1}{ k_{ta} } = \displaystyle\frac{1}{ k_a } + \displaystyle\frac{1}{ \alpha k_w } $

Por outro lado, com la taxa total de transferência de gás na água ($k_{tw}$), la taxa de transferência de gás na água ($k_w$), la taxa de transferência de gás no ar ($k_a$) e la solubilidade de gás ($\alpha$), estabelecemos que:

$ \displaystyle\frac{1}{ k_{tw} } = \displaystyle\frac{1}{ k_w } + \displaystyle\frac{ \alpha }{ k_a } $

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O gradiente de concentra o entre la concentração de gás na atmosfera ($C_{a,0}$) e la concentração de gás na água ($C_{w,0}$) depende de la solubilidade de gás ($\alpha$). Portanto, estabelece-se a seguinte rela o:

$ C_{w,0} = \alpha C_{a,0} $

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La taxa de transferência de gás no ar ($k_a$) pode ser estimado a partir da lei de Fick, comparando ERROR:9414 com ERROR:9430 da seguinte maneira:

$ k_a = \displaystyle\frac{ D }{ \delta_c }$

(ID 12227)

O par metro do g s la taxa de transferência de gás na água ($k_w$) descrito em termos de ERROR:9437, ERROR:9408, o número Schmidt ($Sc$), ERROR:9409 e ERROR:9926 da seguinte forma:

$ k_w = ( u_a - u_w ) \beta Sc ^ n $

(ID 12215)

La resistência de transferência no ar ($R_a$) definido como o inverso de la taxa de transferência de gás no ar ($k_a$). Esta rela o pode ser expressa da seguinte maneira:

$ R_a = \displaystyle\frac{1}{ k_a } $

(ID 12236)

La resistência à transferência na água ($R_w$) definido como o inverso de la taxa de transferência de gás na água ($k_w$). Esta rela o pode ser expressa da seguinte maneira:

$ R_w = \displaystyle\frac{1}{ k_w } $

(ID 12237)

La resistência à transferência de água para ar de um gás ($R_{tw}$) wird als das Inverse von la taxa total de transferência de gás na água ($k_{tw}$) definiert. Diese Beziehung kann wie folgt ausgedr ckt werden:

$ R_{tw} = \displaystyle\frac{1}{ k_{tw} } $

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La resistência à transferência de ar para água de um gás ($R_{ta}$) definido como o inverso de la taxa total de transferência de gás no ar ($k_{ta}$). Esta rela o pode ser expressa da seguinte maneira:

$ R_{ta} = \displaystyle\frac{1}{ k_{ta} } $

(ID 12239)

Para a intera o entre a atmosfera e o oceano, la resistência à transferência de ar para água de um gás ($R_{ta}$) inclui inicialmente la resistência à transferência na água ($R_w$), seguido pelo processo de evapora o $1/\alpha$ com la solubilidade de gás ($\alpha$). Uma vez que o g s tenha sido transferido para o ar, la resistência de transferência no ar ($R_a$) atua sobre ele:

$ R_{ta} = R_a + \displaystyle\frac{1}{ \alpha } R_w $

(ID 12240)

Para a intera o entre a atmosfera e o oceano, la resistência à transferência de água para ar de um gás ($R_{tw}$) inclui inicialmente la resistência de transferência no ar ($R_a$), seguido por la solubilidade de gás ($\alpha$). Uma vez que o g s tenha penetrado na gua, la resistência à transferência na água ($R_w$) atua:

$ R_{tw} = R_w + \alpha R_a $

(ID 12241)

A rela o entre a resist ncia de transfer ncia entre a atmosfera e o oceano pode ser expressa em termos das velocidades de transfer ncia em ambos os meios, equivalendo ao inverso da velocidade de transfer ncia total.

Portanto, com la taxa total de transferência de gás na água ($k_{tw}$), la taxa de transferência de gás na água ($k_w$), la taxa de transferência de gás no ar ($k_a$) e la solubilidade de gás ($\alpha$), estabelece-se que:

$ \displaystyle\frac{1}{ k_{tw} } = \displaystyle\frac{1}{ k_w } + \displaystyle\frac{ \alpha }{ k_a } $

(ID 12243)

A rela o da resist ncia de transfer ncia entre o oceano e a atmosfera pode ser expressa em termos das velocidades de transfer ncia em ambos os meios, correspondendo ao inverso da velocidade total de transfer ncia.

Assim, utilizando la taxa total de transferência de gás no ar ($k_{ta}$), la taxa de transferência de gás na água ($k_w$), la taxa de transferência de gás no ar ($k_a$) e la solubilidade de gás ($\alpha$), estabelece-se a seguinte rela o:

$ \displaystyle\frac{1}{ k_{ta} } = \displaystyle\frac{1}{ k_a } + \displaystyle\frac{1}{ \alpha k_w } $

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