O ciclo hidrológico mantém o abastecimento de água doce da Terra em movimento. Como as coisas funcionam Água - nós bebemos, nós nos banhamos nele, e nós jogamos nele. A água nos dá vida, no entanto, muito ou pouco também pode tirar vidas. É a substância mais comum na Terra, mas muitas vezes não há uma gota para beber. Os atributos extraordinários da água dão vida a este planeta, que de outra forma poderia ser estéril e sem vida. Por exemplo, a água realmente se expande quando congela, tornando-se menos denso. Se o gelo não flutuasse na água, nosso planeta seria um lugar muito diferente hoje. O gelo afundaria no fundo de lagos e rios, onde o sol não seria capaz de derreter na primavera, um processo necessário para fazer nuvens e chuva, que continuam o fluxo do ciclo. Isso aconteceria todos os anos até, eventualmente, não havia mais nada além de gelo e um deserto inabitável.
A água existe em três estados - sólido, líquido e gás - que compõem a Terra ciclo hidrológico , mais conhecido como ciclo da água. Neste ciclo, a água doce chega à Terra como chuva, granizo, neve e granizo, caindo sobre os oceanos e a terra dia e noite. A água que atinge a terra corre para corpos d'água maiores, como lagos e rios, ou se infiltra no subsolo e se torna água subterrânea, nutrindo nossas safras no processo. Quando o sol voltar, aquece a água e produz vapor, que sobe e se condensa em nuvens, que se reúnem, tornam-se pesados com a água e voltam para a Terra como chuva.
Este ciclo continua desde o início do mundo e tornou possível a vida na Terra. Na verdade, não há mais nem menos água no mundo hoje do que havia quando os dinossauros existiam. Pense no ciclo da água da Terra como o método de reciclagem definitivo. Não é de se admirar que os hidrólogos sejam tão fascinados por ele.
Vá para a próxima página para ler sobre os diferentes ramos da ciência que os hidrólogos usam para estudar o ciclo da água na Terra.
Sentindo-se um pouco ressecado?Enquanto cerca de 70 por cento da superfície da Terra é coberta por água, 97 por cento da água é salgada do oceano, que é impróprio para consumo humano. Dos 3 por cento que são água doce, 2 por cento está congelado em geleiras, deixando apenas 1 por cento de todo o abastecimento de água do mundo apto para beber. Pense nisso na próxima vez que você tomar um banho realmente demorado.
Conteúdo
Leonard Malczynski, um hidrologista, engenheiro de software e economista do Sandia National Laboratories, cria modelos usando a dinâmica do sistema para ajudar os planejadores de água a prever como diferentes fatores podem alterar o uso pelos consumidores. Andy Nelson / The Christian Science Monitor / Getty Images Hidrologia é o estudo do fluxo da água ao longo do ciclo hidrológico, e Hidrologistas são as pessoas que conduzem a pesquisa. Embora a maioria das pessoas não pense muito sobre a água, os hidrologistas examinam cada aspecto dele - de onde vem e em que quantidades, para onde vai, como ele chega lá e o que acontece com ele no processo.
Para fazer isso, eles usam muita matemática e alguns aparelhos muito legais, e eles até ficam um pouco molhados às vezes. Os resultados são surpreendentes. Os hidrólogos ajudam projetistas e engenheiros a construir represas e diques para manter as cidades protegidas contra inundações, rastreie a poluição e encontre novas fontes de água - eles até ajudam a rastrear a água
no espaço.
Porque a água está em toda parte e é tão crítica para quase tudo que fazemos, hidrologistas abrangem quase todos os ramos da ciência, da física e geologia à astronomia e ecologia. Existem tantas maneiras de estudar as águas da Terra; Aqui estão apenas alguns.
Hidrologia espacial é o estudo do movimento das águas da Terra ao longo do ciclo hidrológico a partir de um banco de dados espacial desenvolvido em um sistema de informações geográficas (SIG). Isso significa que eles tentam conectar o espaço variável que é a terra com o tempo e fluxo variável que é a água
[fonte:Purdue University].
Hidrogeologia , ou hidrologia da água subterrânea , rastreia o fluxo de água através do solo e nos sistemas subterrâneos. Hidrogeologistas ajudar a encontrar fontes subterrâneas de água (aquíferos) que podemos usar para beber água. Eles monitoram isso, bem como o fluxo de água em locais subterrâneos para determinar o quanto é retirado. Eles também descobrem como a água flui pelo solo. Isso pode parecer chato, mas se você é um agricultor que precisa da quantidade certa de umidade do solo para cultivar suas safras, é uma informação vital. Os hidrogeologistas ajudam nas práticas de irrigação e monitoram a poluição que se infiltra pelo solo e chega aos nossos poços.
Hidrologia da zona Vadose é um subconjunto da hidrogeologia que se concentra na camada de terra diretamente acima de um aqüífero, chamada de zona vadosa. Esta zona é importante porque atua como um filtro final e dispositivo de aeração antes que a chuva se torne água subterrânea, que às vezes é retirado direto do solo por meio de poços e usado sem métodos de purificação. Se a zona vadose não for saudável, o mesmo acontece com grande parte de nossa água potável.
Hidráulica não tem nada a ver com fazer seu carro fazer truques muito legais (bem, faz, apenas não neste contexto). Este é o estudo do fluxo físico da água. Profissionais de hidráulica usam modelagem matemática para rastrear o fluxo de água de uma fonte para outra. O objetivo principal disso é rastrear não a água, mas os contaminantes nela. Por exemplo, se uma fábrica está despejando resíduos industriais em um rio, ele fluirá rio abaixo e eventualmente se dispersará no oceano. Quem sabe onde isso vai parar? As pessoas que estudam hidráulica, sim.
Hidrometeorologia , também conhecido como hidroclimatologia , usa instrumentos meteorológicos para descobrir quanta chuva vai cair e em quais áreas específicas. Isso é útil por vários motivos - não apenas para você saber quando deve levar o guarda-chuva ao sair de casa. A hidrometeorologia pode ajudar a determinar quanta água atingirá uma área em um determinado ano. Isso ajuda na construção de dispositivos de controle de inundação e
sistemas de irrigação.
Em uma forma de ciência conhecida como dendrohidrologia , dendrohidrologistas use anéis de árvores para ajudar a determinar as condições históricas de chuva e seca, fluxo de fluxo, escoamento, e muito mais. Saber essas informações pode ajudar regiões sem registros históricos confiáveis a prever o futuro hidrológico.
Se o suprimento de água do mundo contiver a mesma quantidade de água hoje que no início, então como é possível desperdiçar água? Não vai simplesmente voltar? Por que as pessoas brigam pela água? Descubra no
próxima página.
Hidrologia nas Forças ArmadasOs hidrólogos não fazem coisas apenas como controlar inundações e poluição da água. A NASA tem um programa de hidrologia que mapeia os oceanos do espaço sideral. Outros programas nos EUA preparam relatórios hidrológicos sobre as consequências para o abastecimento de água de uma área se uma arma de destruição em massa for usada na região. Esses relatórios podem ser usados para ajudar a esclarecer as consequências de um ataque, ou, por outro lado, eles podem indicar uma maneira de tirar o suprimento de água de uma nação [fonte:Segurança Global].
Os hidrólogos buscam continuamente maneiras de melhorar as estações de tratamento de água. Flip Chalfant / Getty Images Embora a Terra ainda tenha a mesma quantidade de água de sempre, a demanda por água é maior do que nunca. A população continua crescendo, e todos precisam ser alimentados e vestidos com materiais que precisam ser cultivados com água. As mesmas pessoas precisam viver em casas construídas com aço, madeira serrada, ou outros materiais de construção - novamente, esses materiais requerem uma grande quantidade de água para serem produzidos ou cultivados. Claro, as pessoas também têm que tomar banho e lavar a roupa e ir ao banheiro ... tudo isso
leva água.
Você quer saber o verdadeiro kicker? A água não cai uniformemente sobre toda a Terra. Um lugar pode receber muita chuva, causando inundações e devastação, enquanto outro pode receber muito pouco, causando uma seca. Uma vez que a água desce pelo ralo, leva um tempo para que seja processado de volta em algo que possa ser usado novamente. Se não houver chuva suficiente para sua área e a população usar muita água, os níveis de reserva diminuem mais rápido do que podem ser repostos.
Os hidrologistas estão constantemente procurando maneiras de encontrar mais água para atender às demandas atuais. As estações de tratamento de água pegam a água que foi usada para o lixo e a transformam em doce, água local que pode ser consumida novamente. Os hidrólogos não procuram apenas maneiras de melhorar essas instalações, eles também tentam encontrar novos poços de água subterrâneos e, talvez ainda mais importante, descobrir como manter esses suprimentos com a ameaça cada vez maior de poluição.
A poluição é lixo industrial, emissões dos carros, escoamento de pesticidas e resíduos animais das fazendas, e nutrientes extras nos solos que causam um desequilíbrio. Estes podem correr para lagos, rios e riachos; infiltrar-se nas águas subterrâneas; ou se acumulam no ar e caem no solo como chuva ácida. Mapear o curso desses contaminantes por meio da hidráulica ambiental é uma forma de os hidrologistas ajudarem a localizar e limpar
poluentes.
Don Moseley, Diretor de Projetos Experimentais do Wal-Mart, mostra o asfalto absorvente no estacionamento de um novo, Wal-Mart Super Store experimental mais ecologicamente correta em Aurora, Colo. Thomas Cooper / Getty Images Outra forma é por meio de inovações como materiais de pavimentação permeáveis. Quando a chuva cai, às vezes contém poluentes. Em lugares com muitas pessoas, como a maioria das cidades, também tende a ser muito concreto. Isso lava todos os poluentes da estrada e os coloca no esgoto mais próximo, sistema de drenagem ou rio, que transborda de água e não tem outro lugar para ir. O concreto é impermeável - não permite que a água passe por ele para o solo. Isso representa um problema, porque filtrar os poluentes com rochas e areia é o primeiro sistema de filtragem natural da água subterrânea.
Uma resposta a esse problema pode ser o concreto permeável. Esta superfície permite que a água passe por ela, tipo de solo. Ele tira a pressão dos sistemas de esgoto em áreas urbanas, onde toda a água e o lixo precisam ser drenados durante uma grande chuva. Ele também ajuda no controle de enchentes, bem como no controle da poluição. Os custos, Contudo, às vezes são proibitivamente altos. Desenterrar ruas e substituir o concreto não é uma tarefa fácil. A melhor maneira de iniciar o processo de planejamento permeável é começar durante a fase de planejamento de um projeto.
Esta é apenas uma das muitas maneiras pelas quais os hidrólogos trabalham para manter a segurança de nossa água subterrânea. Outros hidrólogos pesquisam os níveis de poluição na neve, solo e até geleiras.
Na próxima página, descobrir como os hidrologistas podem prever, e às vezes até prevenir, inundações.
Uma empresa é cercada por enchentes do rio Mississippi em Foley, Mo. Joe Raedle / Getty Images Qualquer pessoa que já passou por uma enchente ou conhece alguém que entende que enchentes são um assunto sério. Eles podem destruir comunidades inteiras e destruir centenas de anos de história em apenas alguns segundos.
Algumas inundações podem chegar de repente - são chamadas enchentes ou inundações críticas . Às vezes, nem precisa estar chovendo em qualquer lugar próximo para que ocorra uma enchente. As inundações repentinas podem acontecer quando uma chuva forte ocorre a montante e a água flui a jusante, ganhando mais impulso à medida que passa. Outro tipo de inundação crítica acontece quando algum tipo de dispositivo de retenção de inundação, como uma represa ou dique, quebra e a água escorre.
Inundações não críticas são inundações que acontecem lentamente, durante um período de tempo relativamente longo. Isso ocorre quando chuvas fortes caem dias a fio, e rios, lagos e riachos ultrapassam seus limites normais. Não se deixe enganar pelo nome - enchentes não críticas podem ser tão devastadoras quanto enchentes se não estiverem preparados, e também podem levar a inundações críticas.
Os hidrólogos trabalham constantemente para prevenir e diminuir a gravidade das inundações. Hidroclimatologistas usar dados de precipitação e tecnologia meteorológica para ajudar a determinar a precipitação máxima para uma área. Eles então tentam determinar quando as enchentes podem ocorrer e quanta chuva seria necessária para inundar uma área.
Com esta informação, hidrólogos trabalham com organizações, como a Agência Federal de Gerenciamento de Emergências dos Estados Unidos (FEMA), para ajudar a planejar o desenvolvimento da cidade e resposta a emergências. Isso se baseia na ideia de que uma grande inundação ocorre uma vez a cada cem anos. O objetivo de um hidrólogo é descobrir quais são as piores possibilidades de inundação por um período de cem anos e projetar em torno dessa possibilidade para minimizar os danos e os custos de reconstrução. As vezes, se o custo para construir um dispositivo de inundação para uma resistência de inundação de cem anos for muito maior do que o custo de reconstrução, engenheiros vão construir para a possibilidade de uma inundação de 25 ou 30 anos - a pior inundação possível que pode acontecer a cada 25 a 30 anos. Isso geralmente acontece em áreas remotas, como parques ou florestas, onde não há muitas pessoas que poderiam
ser afetado.
O trabalho dos hidrólogos determina onde e como construir não apenas dispositivos de inundação como diques, represas e bueiros, mas também onde colocar cidades e bairros inteiros. A segurança é o mais importante. O controle de inundação bem-sucedido nem sempre é aparente, mas as tentativas malsucedidas são muito óbvias.
Alguns hidrólogos vão até os confins da Terra para estudar o sistema hídrico - alguns vão ainda mais longe. Descubra o quão longe alguns estão dispostos a ir na próxima página.
Este mapa digital mostra o risco de inundações em certas áreas do Reino Unido. Norwich Union produz mapas de inundações usando tecnologia digital, permitindo avaliar o risco de casas individuais perto de planícies de inundação. Norwich Union / Getty Images A água está em toda parte, mas nem sempre é acessível. Os hidrólogos usam modelos, mapas e números para ajudá-los a distinguir onde está a água - aquíferos subterrâneos e geleiras remotas não são páreo para um hidrólogo bem informado.
Hidrologistas espaciais usar GIS (sistemas de interface global) e GPS (sistemas de posicionamento global) para ajudá-los a mapear o fluxo, poluição e vários problemas ambientais. Eles podem se parecer com qualquer coisa, desde um gráfico de linha até um modelo tridimensional em escala real de um rio ou sistema de água subterrânea. Esses sistemas de alta tecnologia fazem uso de coordenadas, medições e dados para gerar fotos detalhadas da área.
Os hidrólogos irão muito longe para obter informações sobre o movimento da água. Os satélites de sensoriamento remoto orbitam a Terra, tirar fotos dos oceanos e do que está acontecendo neles. Os satélites produzem mapas topográficos do oceano, que ajudam os hidrólogos a estudar os oceanos e seus movimentos como um todo. Existe até uma ferramenta de sensoriamento remoto de recife de coral. Os recifes são um grande recurso ecológico, ajudando a produzir oxigênio e manter um equilíbrio ambiental para todo o planeta. Saber onde estão esses recifes e como estudá-los é muito importante.
Esta imagem de um satélite da NASA mostra a costa das Bahamas, Flórida e Cuba. As margens são recifes de coral rasos que refletem a luz através do oceano, dando-lhe uma cor azul brilhante. Stocktrek Images / Getty Images Hidrologia paramétrica é um ramo mais teórico da hidrologia. Ele usa modelagem por computador para criar relações entre eventos no ciclo hidrológico. Em seguida, usa esses relacionamentos para gerar novos eventos possíveis.
Geral, os hidrólogos são um grupo grande e diversificado. Eles são dedicados à preservação da água da Terra por todos os meios necessários. Os hidrólogos ajudam a manter a subsistência da humanidade ajudando a regular as inundações, poluição e esgoto. Não apenas isso, eles conseguem fazer alguns modelos realmente fascinantes. A hidrologia é um ramo da ciência que sempre estará em demanda, especialmente porque nossa população continua a crescer e a demanda por água potável aumenta.
Para aprender mais sobre a água que está ao nosso redor, siga os links na próxima página. Eles fornecerão mais informações.
Água, Água em toda parte?Cientistas encontraram recentemente vestígios de água em vidro vulcânico coletado da lua, fazendo-os questionar como a lua surgiu. Uma ideia antiga era que um planeta desonesto, sobre o tamanho de Marte, colidiu com a Terra, fazendo com que grandes pedaços de nosso planeta se quebrem. Essas peças se juntaram e formaram a lua, embora quaisquer átomos de luz, como o hidrogênio, não foram capazes de sobreviver. Encontrar água nas rochas pode questionar a idade e a origem da lua [fonte:National Geographic].
