Ciclo hidrológico

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Esquema do ciclo hidrológico (ou ciclo da água).

O ciclo da água, conhecido cientificamente como o ciclo hidrológico, refere-se à troca contínua de água na hidrosfera, entre a atmosfera, a água do solo, águas superficiais, subterrâneas e das plantas. A ciência que estuda o ciclo hidrológico é a hidrologia.[1]

A água se move perpetuamente através de cada uma destas regiões no ciclo da água constituindo os seguintes processos principais de transferência:

  • Evaporação dos oceanos e outros corpos d'água (rios, lagos e lagunas) no ar e a evapotranspiração das plantas terrestres e animais para o ar.
  • Precipitação, pela condensação do vapor de água do ar e caindo diretamente na terra ou no mar.
  • Escoamento superficial sobre a terra, geralmente atingem o mar.

A maior parte do vapor de água sobre os oceanos retorna aos oceanos, mas os ventos transportam o vapor de água para a terra com a mesma taxa de escoamento para o mar, a cerca de 36 Tt por ano. Sobre a terra, evaporação e transpiração contribuem com outros 71 Tt de água por ano. A chuva, com uma taxa de 107 Tt por ano sobre a terra, tem várias formas: mais comumente chuva, neve e granizo, com alguma contribuição em nevoeiros e orvalho. A água condensada no ar também pode refratar a luz solar para produzir um arco-íris. A determinação dos fluxos entre as diversas componentes do ciclo hidrológico é o objecto da modelação hidrológica.

O ciclo da água

A água é a única substância que existe, em circunstâncias normais, em todos os três estados da matéria (sólido, líquido e gasoso) na natureza. A coexistência destes três estados implica que existam transferências contínuas de água de um estado para outro; esta sequência fechada de fenômenos pelos quais a água passa do globo terrestre para a atmosfera é designado por ciclo hidrológico.

A água da evapotranspiração (nome cientifico dado ao vapor de água obtido da transpiração e da evaporação) atinge um certo nível da atmosfera em que ele se condensa, formando gotículas que permanecem em suspensão na atmosfera (nuvens). Estas gotículas, sob certas condições, agregam-se formando gotas maiores que precipitam-se, ou seja, chove. A chuva pode seguir dois caminhos, ela pode infiltrar-se e formar um aquífero ou um lençol freático ou pode simplesmente escoar superficialmente até chegar a um rio, lago ou oceano, onde o ciclo continua.

Da superfície para a atmosfera

O ciclo da água inicia-se com a energia solar que incide na Terra. A transferência da água da superfície terrestre para a atmosfera, passando do estado líquido ao estado gasoso, processa-se através da evaporação direta, por transpiração das plantas e dos animais e por sublimação (passagem direta da água da fase sólida para a de vapor). A vegetação tem um papel importante neste ciclo, pois uma parte da água que cai é absorvida pelas raízes e acaba por voltar à atmosfera pela transpiração ou pela simples e direta evaporação. Durante esta alteração do seu estado físico absorve calor, armazenando energia solar na molécula de vapor de água à medida que sobe à atmosfera.

Dado a influência da energia solar no processo de evaporação, a água evapora-se em particular durante os períodos mais quentes do dia e em particular nas zonas mais quentes da Terra.

A evaporação é elevada nos oceanos que estão sob a influência das altas subtropicais. Nos oceanos equatoriais, onde a precipitação é abundante, a evaporação é menos intensa. Nos continentes, os locais onde a precipitação é mais elevada são as florestas, enquanto os locais de precipitação mais baixa constituem os desertos.

Em terra, em algumas partes dos continentes, a precipitação é maior que a evaporação e em outras regiões ocorre o contrário, contudo predomina a precipitação, sendo que os oceanos cobrem o terreno evaporando mais água que recebem pela precipitação.

Da atmosfera de volta à superfície

O vapor de água é transportado pela circulação atmosférica e condensa-se após percursos muito variáveis, que podem ultrapassar 1000 km. Poderá regressar à superfície terrestre numa das formas de precipitação (por exemplo, chuva, granizo ou neve), como voltar à atmosfera mesmo antes de alcançar a superfície terrestre (através de chuva miúda quente). Em situações menos vulgares, poderá ainda transformar-se em neve e cair em cima de uma montanha e permanecer lá 1000 anos. Toda esta movimentação é influenciada pelo movimento de rotação da Terra e das correntes atmosféricas.

A água que atinge o solo tem diferentes destinos. Parte é devolvida à atmosfera através da evaporação, parte infiltra-se no interior do solo, alimentando os lençóis freáticos. O restante, escorre sobre a superfície em direcção às áreas de altitudes mais baixas, alimentando diretamente os lagos, riachos, rios, mares e oceanos. A infiltração é assim importante, para regular a vazão dos rios, distribuindo-a ao longo de todo o ano, evitando, assim, os fluxos repentinos, que provocam inundações. Caindo sobre uma superfície coberta com vegetação, parte da chuva fica retida nas folhas A água interceptada evapora, voltando à atmosfera na forma de vapor.

O ciclo hidrológico atua como um agente modelador da crosta terrestre devido à erosão e ao transporte e deposição de sedimentos por via hidráulica, condicionando a cobertura vegetal e, de modo mais genérico, toda a vida na terra.

O ciclo hidrológico é, pois, um dos pilares fundamentais do ambiente, assemelhando-se, no seu funcionamento, a um sistema de destilação global. O aquecimento das regiões tropicais devido à radiação solar provoca a evaporação contínua da água dos oceanos, que é transportada sob a forma de vapor pela circulação geral da atmosfera, para outras regiões. Durante a transferência, parte do vapor de água condensa-se devido ao arrefecimento formando nuvens que originam a precipitação. O retorno às regiões de origem resulta da acção conjunta da infiltração e escoamento superficial e subterrâneo proveniente dos rios e das correntes marítimas.

Processos

  • Precipitação: consiste no vapor de água condensado que cai sobre a superfície terrestre (chuva).
  • Infiltração: consiste no fluxo de água da superfície que se infiltra no solo.
  • Escoamento: superficial é o movimento das águas na superfície terrestre, nomeadamente do solo para os mares.
  • Evaporação: é a transformação da água no seu estado líquido para o estado gasoso à medida que se desloca da superfície para a atmosfera.
  • Transpiração: é a forma como a água existente nos organismos passa para a atmosfera.
  • Evapotranspiração: é o processo conjunto pelo qual a água que cai é absorvida pelas plantas, voltando à atmosfera através da transpiração ou evaporação directa (quando não absorvida).
  • Condensação: é a transformação do vapor de água em água líquida, com a criação de nuvens e nevoeiro.

Composição química

A água pura (H2O) é um líquido cujas moléculas são formadas por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Quando na atmosfera, pode reagir com determinados gases - como dióxido de enxofre (SO2), óxidos de nitrogênio (NO, NO2, N2O5) e dióxido de carbono (CO2) - ocasionando chuvas ácidas.

Serviços ambientais prestados pela água

Os serviços ambientais são a ligação entre os ecossistemas, o bem estar humano e a economia. Na verdade, são os serviços prestados pelo meio ambiente para sustentar e garantir a vida humana.

Entre outros, a água presta os seguintes serviços ambientais:

  • regulação do clima;
  • regulação dos fluxos hidrológicos;
  • reciclagem de nutrientes;
  • diluição de efluentes (emissários submarinos e subfluviais);
  • produção de energia (usina hidrelétrica);
  • recreação.

A tabela seguinte apresenta a correspondência entre alguns serviços ambientais prestados pela água substituíveis por capital humano:

Serviços ambientais prestados pela água Serviços ambientais prestados pelo capital humano
Infiltração, escoamento, reciclagem de nutrientes Sistemas de abastecimento de água e de saneamento
Infiltração Sistemas de drenagem
Reciclagem de nutrientes Sistemas de tratamento de águas residuais
Reciclagem de nutrientes, precipitação Sistemas de rega

Curiosidades

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  • O volume total da água na Terra mantém-se constante, variando ao longo do tempo a sua distribuição por fases.
  • Se fôssemos dividir a água do planeta - incluindo a congelada, salgada e potável - daria 7 piscinas olímpicas para cada pessoa da Terra por toda a vida, mas se dividirmos só a potável daria somente 2 litros para cada habitante do planeta por toda a vida.
  • Os oceanos constituem cerca de 96,4% de toda a água do planeta. Dos 3,6% restantes, aproximadamente 2,25% estão localizados nas calotas polares e nas geleiras, enquanto apenas 0,75% é encontrado na forma de água subterrânea, em lagos, rios e também na atmosfera, como vapor d'água.
  • 84% da água que evapora para a atmosfera tem origem nos oceanos, enquanto que apenas 16% são oriundos dos continentes.
  • A água que usamos para beber - que está nos rios, lagos e águas subterrâneas - é menos de 0,01% da água existente no planeta.
  • A quantidade total de vapor de água na atmosfera é equivalente a cerca de uma semana de precipitação em todo o globo.
  • Num ano, a atmosfera produz uma quantidade de precipitação na Terra 32 vezes maior em volume do que a sua capacidade total de armazenamento de água. Em média, cada molécula de água evaporada fica aproximadamente 10 dias em suspensão na atmosfera antes de voltar a cair no solo.
  • De acordo com a Organização das Nações Unidas, no último meio século, a disponibilidade de água por ser humano diminuiu 60%, enquanto que a população aumentou 50%.
  • Devido às forças tectônicas, que agem no sentido de criar montanhas, a Terra não é hoje um planeta uniformemente coberto por uma camada de 3 km de água salgada.
  • A água é o mais importante dos constituintes dos organismos vivos, pois cerca de 50 a 90 % da biomassa é constituída por água. O seu papel nas funções biológicas é extremamente importante e diversificado, sendo necessária, por exemplo, para o transporte de nutrientes e dos produtos da respiração celular e para a decomposição da matéria orgânica, que libera a energia necessária para o metabolismo.
  • A chuva é um purificador atmosférico.
  • A água da chuva é carregada de bactérias

Referências

  1. Eurico Zimbres (23 de março de 2011). «Ciclo Hidrológico». meioambiente.pro.br. Consultado em 10 de março de 2012 

Ligações externas

Ver também

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