Creeks, rios e lagos que são alimentados pelo derretimento da neve em todo o oeste dos EUA já estão diminuindo em meados de julho de 2021, para grande preocupação dos agricultores, biólogos e hidrólogos de neve como eu. Isso não é surpreendente na Califórnia, onde os níveis de neve durante o inverno anterior foram bem abaixo do normal. Mas também é verdade no Colorado e nas Montanhas Rochosas, que em geral recebeu uma quantidade normal de neve. Você pensaria que se houvesse uma quantidade normal de neve, você teria bastante água rio abaixo, direito?

Mais de um século atrás, o cientista da neve James Church da Universidade de Nevada, Reno, começou a examinar como a quantidade de neve nas montanhas se relacionava com a quantidade de água nos rios alimentados pelo derretimento da neve. Mas, como os hidrólogos aprenderam ao longo das muitas décadas desde então, as correlações entre neves e fluxos de rios não são perfeitas. Surpreendentemente, há muitos pesquisadores que não sabem sobre como a neve acumulada está conectada aos rios.

Claro, um inverno seco resultará em fluxos escassos na primavera e no verão. Mas há outras razões pelas quais a neve das montanhas não atingirá um rio abaixo. Uma área crescente de pesquisa está explorando como as secas podem levar a um solo cronicamente seco, que absorve mais água do que o normal. Essa água também reabastece o lençol freático abaixo.

Mas outra forma menos estudada de se perder a umidade é evaporar diretamente para a atmosfera. Assim como a quantidade de neve varia a cada ano, o mesmo acontece com a perda de água para o ar. Sob as condições certas, mais neve pode desaparecer no ar do que derreter em rios. Mas como a queda de neve e a perda de umidade no ar se relacionam com os níveis de água em rios e lagos é uma parte importante e não bem compreendida do ciclo da água, particularmente em anos de seca.

Perdendo umidade para o ar

Existem duas maneiras pelas quais a umidade pode ser perdida para a atmosfera antes de chegar a um riacho ou rio.

O primeiro é por evaporação. Quando a água absorve energia suficiente do Sol, as moléculas de água se transformarão em um gás chamado vapor d'água. Este vapor de água flutuante é então armazenado no ar. A maior parte dessa evaporação acontece na superfície dos lagos, da água no solo ou à medida que a neve derrete e a água flui sobre as rochas ou outras superfícies.

Outra maneira pela qual a umidade pode ser perdida para a atmosfera é aquela com a qual você deve estar menos familiarizado:a sublimação. Sublimação é quando um sólido se transforma diretamente em um gás - pense em gelo seco. O mesmo pode acontecer com a água quando a neve ou o gelo se transformam diretamente em vapor d'água. Quando o ar está mais frio do que congelando, a sublimação ocorre quando as moléculas de gelo e neve absorvem tanta energia que pulam a forma líquida e saltam direto para o gás.

Uma série de condições atmosféricas pode levar ao aumento da evaporação e sublimação e, eventualmente, menos água chegando a riachos e riachos. O ar seco pode absorver mais umidade do que o ar úmido e puxar mais umidade do solo para a atmosfera. Os ventos fortes também podem soprar umidade no ar e longe da área onde ela caiu inicialmente. E finalmente, o ar mais quente é e mais sol que brilha, mais energia está disponível para que a neve ou a água se transformem em vapor. Quando você obtém combinações desses fatores, como calor, ventos secos nas Montanhas Rochosas chamados de ventos Chinook - a evaporação e a sublimação podem acontecer muito rápido. Em um seco, dia ventoso, até cerca de cinco centímetros de neve podem sublimar na atmosfera. Isso se traduz em cerca de uma piscina de água para cada área de neve do tamanho de um campo de futebol.

Sublimação é misteriosa

É relativamente fácil medir quanta água está fluindo em um rio ou lago. E usando satélites e pesquisas de neve, os hidrologistas podem obter estimativas decentes de quanta neve existe em uma cadeia de montanhas. Medindo a evaporação, e especialmente sublimação, é muito mais difícil de fazer.

Hoje, os pesquisadores costumam estimar a sublimação indiretamente usando equações físicas e modelos de vento e clima. Mas existem muitas incertezas e incógnitas nesses cálculos. Adicionalmente, os pesquisadores sabem que a maior perda de umidade por sublimação ocorre em terreno alpino acima da linha das árvores - mas os cientistas da neve raramente medem a profundidade da neve lá. Isso aumenta ainda mais a incerteza em torno da sublimação, porque se você não souber com quanta umidade um sistema começou, é difícil saber o quanto foi perdido.

Finalmente, as profundidades do clima e da neve variam muito de ano para ano. Tudo isso torna incrivelmente difícil medir a quantidade de neve que cai e depois se perde na atmosfera.

Quando os cientistas foram capazes de medir e estimar a sublimação, eles mediram as perdas de umidade que variam de alguns por cento a mais da metade da queda de neve total, dependendo do clima e de onde você está. E mesmo em um ponto, a sublimação pode variar muito de ano para ano, dependendo da neve e do clima.

Quando a umidade é perdida na atmosfera, ele cairá à superfície como chuva ou neve eventualmente. Mas isso poderia ser do outro lado da Terra e não é útil para áreas afetadas pela seca.

Conhecimento importante

É difícil dizer quão importante é a perda de umidade para a atmosfera para o ciclo total da água em qualquer cadeia de montanhas. Sistemas automatizados de monitoramento de neve - especialmente em altitudes elevadas acima da linha das árvores - podem ajudar os pesquisadores a entender melhor o que está acontecendo com a neve e as condições que causam perdas para a atmosfera.

A quantidade de água nos rios - e quando essa água aparece - influencia a agricultura, ecossistemas e como as pessoas vivem. Quando há falta de água, problemas ocorrem. Com a mudança climática levando a mais secas e clima variável, preencher uma lacuna de conhecimento do ciclo da água, como aquela em torno da sublimação, é importante.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.