notas de corte sisu

Ciclo da água

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição

O ciclo da água ou o ciclo hidrológico descreve os sistemas complexos que permitem que a água se mova através da terra e da atmosfera. A etapa mais básica do ciclo da água é a mudança de estado da água como líquido, gás ou sólido na atmosfera. No entanto, o ciclo da água também envolve vários métodos de transporte e tipos de água, como captação de plantas, transpiração, água subterrânea, precipitação e percolação.

Etapas do ciclo da água

As etapas do ciclo da água estão se tornando menos previsíveis, à medida que o aquecimento global muda os níveis de água e a distribuição em todo o mundo. Esta subcategoria do ciclo biogeoquímico também não deve ser discutida como um número sequenciado de eventos, pois diferentes modos de captação de água, transporte e retorno ocorrem simultaneamente e em taxas diferentes de acordo com variações nos ecossistemas globais ou locais. Uma região montanhosa experimentará significativamente mais sublimação e escoamento, por exemplo, quando comparado a planícies planas e abertas. De fato, ao discutir as etapas do ciclo da água, é mais fácil olhar para o movimento da água separadamente: subir e descer.

A água sobe

As etapas do ciclo da água na atmosfera são fáceis de ver onde quer que uma nuvem esteja visível. Uma nuvem é o resultado da condensação de água que é adicionada à atmosfera por meio da evaporação da água, sublimação da água e transpiração de água. A água pode se mover através da troposfera por meio de outra etapa do ciclo da água – transporte de água. A água pode retornar à crosta terrestre através da precipitação e deposição da água.

O ciclo da água atmosférica ocorre na camada mais baixa da nossa atmosfera ou da troposfera. A troposfera se estende da superfície da Terra e atinge alturas de 4 milhas nos dois pólos e até 20 quilômetros no equador. A camada acima – a estratosfera – contém muito pouco vapor de água.

O vapor de água na atmosfera é extremamente importante, pois essas gotículas são capazes de absorver a energia solar, bem como o calor que irradia da Terra (radiação térmica). É o vapor de água que regula os climas locais e as temperaturas do ar. As variações de temperatura, por sua vez, causam correntes de ar conhecidas como correntes de convecção que ajudam a criar os padrões de vento com tanta frequência típica de uma determinada região, como tempestades de monções ou zefirs do deserto.

Como já mencionado, o ciclo básico da água descreve a troca e o movimento da água entre a Terra e sua troposfera. O poderoso calor do sol evapora grandes quantidades de água da superfície da Terra, e essa umidade atmosférica é transportada para outras regiões pelo vento.

À medida que o ar dentro da troposfera se aquece e aumenta, as moléculas de água respondem à energia térmica e se afastam mais, expandindo o espaço em que existem. Isso leva a uma perda de energia térmica e resfriamento, onde o vapor de água condensa e forma nuvens. À medida que esse vapor condensa ainda mais, forma gotículas de água que depois se tornam mais pesadas e caem na terra em líquido ou sólido (chuva, granizo, granizo e neve), dependendo da temperatura ambiente.

A troposfera ganha moléculas de água através de quatro mecanismos. Estes são evaporação, sublimação, transpiração e transporte.

A evaporação como parte do ciclo da água descreve a mudança de água de líquido para gás. Nossos oceanos, mares, lagos e rios fornecem aproximadamente 90 % do vapor de água da troposfera por evaporação. Vapor de água é um gás. Quando o sol aquece a superfície da água, seja o oceano ou uma poça no chão, as moléculas de água recebem a energia de se mover a taxas mais rápidas e rápidas, dividindo -se e entrando no ar como o equivalente a vapor. Quanto mais quente a fonte de calor, mais a água evaporará. Uma panela cheia de água criará grandes quantidades de vapor ou vapor de água.

A sublimação é a formação de vapor de água diretamente a partir de água ou gelo sólido. É mais provável que a sublimação ocorra em grandes altitudes, como tops nas montanhas nevadas, onde o calor do sol dificilmente é obstruído. Um centímetro cúbico ou grama de gelo precisará de 80 calorias em energia para derreter, 100 calorias para ferver e mais 540 calorias para vaporizar. A sublimação requer esse total de 720 calorias de energia térmica, mas pula a fase líquida, onde o gelo imediatamente se volta para o vapor de água. No entanto, em alta umidade, é mais provável que também haja uma forma líquida intermediária de água. Nos Estados Unidos, foi calculado que a energia solar fornece uma área média de terra com aproximadamente 500 calorias por pé quadrado por dia. Isso aumenta as regiões montanhosas e a pesquisa atual de energia renovável está considerando fazendas solares no topo da montanha para maior produção de energia. Isso mostra que a sublimação fornece uma grande quantidade de vapor de água da atmosfera, embora em quantidades significativamente mais baixas que a evaporação – cerca de 1%.

Transpiração é a conversão da água por plantas em vapor de água. Em condições ideais, as plantas usam apenas cerca de 5% da água que ocupam através de seus sistemas radiculares. Só é preciso ver fotos da névoa acima de uma floresta tropical para entender essa contribuição para os níveis de vapor de água na troposfera. Sob os raios do sol, a água escapa pelos poros das folhas como um gás. A combinação de evaporação e transpiração é chamada evapotranspiração. Embora a transpiração seja provavelmente responsável por 10% do teor de água da troposfera, a evapotranspiração combinada fornece cerca de 99%.

O transporte não fornece vapor de água para a troposfera, mas descreve o movimento da água através do vento ou das correntes de jato – fortes correntes de vento no topo da troposfera ou na tropopausa, um nível de ar entre a troposfera e a estratosfera. Podemos ver os efeitos do transporte observando nuvens se moverem pelo céu. Além disso, os ventos removem o vapor de água do ar acima das fontes de água. Isso diminui os níveis de saturação (ou umidade) do ar e permite que ainda mais vapor de água entre na atmosfera.

A água cai

As etapas do ciclo da água na crosta terrestre são altamente dependentes do tipo de ecossistema. Essas etapas são condensação de água, precipitação e deposição.

A água não cai na terra na forma de vapor de água. À medida que o vapor de água aumenta, perde a energia térmica através do movimento contínuo. Além disso, formas gasosas de água experimentam menos pressão à medida que aumentam. Onde há menos pressão, o ar é incapaz de manter tanta água quanto quando as pressões são altas. Além disso, outras substâncias no ar, como pólen, poluentes e poeira, fornecem uma superfície na qual o vapor de água pode se estabelecer e condensar. A condensação é o oposto da evaporação e todos vimos o efeito da condensação nos espelhos de janelas e banheiros. À medida que o vapor de água quente atinge uma superfície mais fria, os níveis de energia caem drasticamente. As moléculas de água não se movem mais a taxas rápidas e se estabelecem como gotículas de água. Isso também ocorre na atmosfera na presença de núcleos de condensação – pequenas partículas nas quais o vapor de água pode se acalmar.

As nuvens são o resultado de vapor de água condensado. Eventualmente, eles ficam saturados e não são mais capazes de manter gotículas de água líquida. Isso leva à precipitação.

A chuva é o exemplo mais comum de precipitação do ciclo da água. Outras formas são pedras de granizo, granizo e neve.

A deposição é o oposto da sublimação. Nos casos de deposição, o vapor de água é instantaneamente convertido do estado de gás em estado sólido (gelo) sem a fase líquida intermediária. Em contraste com a sublimação, o processo de deposição libera energia. A deposição pode ser vista na queda de neve e na formação de geada.

[‘Intermediário’, ‘Intermediária’]

As etapas intermediárias do ciclo da água fornecem uma ponte entre o pouso de água na superfície da Terra e o vapor de água que se eleva na troposfera.

A infiltração é a absorção da água pelo solo e da rocha do nível superior da crosta terrestre e depende muito de fatores ambientais, como profundidade do solo ou da rocha, níveis de vegetação, níveis de saturação e porosidade. A percolação descreve o fluxo dessa água infiltrada através do solo ou da rocha sob a força da gravidade. Eventualmente, a água percolada atingirá uma camada impenetrável de rochas não porosas. A água se instala aqui em aqüíferos. Você pode fazer seu próprio modelo de escala de um aqüífero cavando um poço profundo na areia quando o próximo na praia. As piscinas ou reservatórios de água que se formam acima das rochas não porosos são chamados de aqüíferos, mas a água que eles contêm é conhecida como água subterrânea. As águas subterrâneas são outra fase nomeada do ciclo da água e não descrevem uma etapa, mas o resultado de precipitação, infiltração e percolação.

A captação de plantas é outra maneira pela qual a água fornecida à crosta da Terra via precipitação e infiltração pode ser absorvida. Os sistemas radiculares da planta pegam água, usando -a como fonte de nutrientes e descarregando o vapor de água através dos poros das folhas na fase de transpiração descrita anterior.

Onde o solo é saturado e incapaz de lidar com altos níveis de precipitação, ocorre outra parte do ciclo da água. Este é o escoamento da água. O escoamento da água está se tornando um problema global devido aos efeitos do aquecimento global. A gravidade é um fator extremamente importante quando as gotículas de água caem das nuvens. Como todos deveriam saber, a água se move ladeira abaixo. Onde a precipitação é alta e a terra em que ele cai é limitada em porosidade ou já saturada com água, a água começa a fluir para baixo. O escoamento também pode ser o resultado da neve derreta.

O escoamento é a combinação de escoamento superficial, interflow e fluxo de base. O escoamento da superfície vem nas formas de saturação excedente fluxo terrestre, onde o solo já está molhado e incapaz de absorver mais água, e o fluxo externo ou o escoamento de nossos telhados, calçadas e estradas. À medida que aumentamos as infraestruturas não porosas, reduzimos simultaneamente a capacidade do mundo de absorver a precipitação. O escoamento da tempestade também ocorre durante fortes chuvas.

Interfluxo, mas envolve água que já se percolou em níveis mais baixos do solo. Com a próxima chuva forte, esse solo ou rocha já saturada não tem tempo para alcançar o aqüífero e a água sobe para a subsuperfície do solo e empurra para cima para produzir um aumento no escoamento superficial.

O fluxo de fluxo de base ou o clima justo descreve como corpos de água em movimento, como córregos e rios, assumem a água infiltrada por um longo período de tempo, entre a precipitação (daí o ‘fluxo do tempo justo’). Essa é uma resposta tardia, mas também contribui para o escoamento como um corpo de água já presente que pode aumentar dramaticamente em tamanho nos dias que seguem os eventos de precipitação.

Fatos do ciclo da água

Questionário

1. Como a troposfera ganha moléculas de água? A. Evaporação, percolação e sublimação B. Evaporação, precipitação, transporte e sublimação C. evaporação, sublimação, transpiração e transporte D. evaporação, sublimação e transpiração

Resposta à pergunta nº 1

D está correto. Embora o transporte ocorra na troposfera, ele não fornece mais moléculas de água, mas descreve como elas se movem. A água chega à atmosfera na forma de vapor através da evaporação, sublimação e transpiração.

2. Onde você encontra fluxos de jato? A. em Aquafers B. na troposfera C. nos oceanos D. na estratosfera

Resposta à pergunta nº 2

B está correto. Os fluxos de jato são correntes eólicas que ocorrem nos níveis mais altos da troposfera e na tropopausa.

3. Qual das alternativas a seguir fornece mais vapor de água? A. precipitação B. sublimação C. evapotranspiração D. condensação

Resposta à pergunta nº 3

C está correto. A precipitação não envolve vapor de água. A combinação de evaporação e transpiração de plantas fornece 99% do vapor de água da troposfera.

4. Qual das alternativas a seguir é uma resposta atrasada à precipitação pesada? A. Infiltração B. Interflow C. Fluxo de Base D. Escoado

Resposta à pergunta nº 4

C está correto. Interflow e BaseFlow são subcategorias de escoamento. A infiltração ocorre imediatamente após a precipitação, enquanto o interflow é o resultado de níveis já saturados em níveis mais baixos que produzem escoamento superficial. O fluxo de base (ou fluxo climático justo) de riachos e rios pode continuar respondendo aos efeitos da precipitação por dias.

5. O que você encontrará sob um aqüífero? A. Rock não poroso B. água salgada C. água doce D. areia

Resposta à pergunta #5

A está correto. Os aqüíferos são reservatórios de precipitação percolada profundamente sob o solo que não conseguem se mover mais para baixo devido a uma camada de rocha não porosa.

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado.