O ciclo da água, ou o ciclo hidrológico, refere-se à circulação contínua de água dentro da hidrosfera da Terra. A água entra e sai dos vários reservatórios sobre, sobre e sob a superfície da Terra, e no processo se transforma em suas várias fases de sólido (gelo), líquido (água) e gás (vapor), com a massa total de água permanecendo razoavelmente constante. Os processos físicos de evaporação, condensação, sublimação, precipitação, transpiração e escoamento superficial são responsáveis por sustentar o ciclo da água. A energia térmica também é trocada durante o ciclo, com este armazenamento e liberação de calor afetando climas em todo o mundo. O ciclo da água é altamente crucial para manter a vida na Terra, pois reabastece os recursos de água doce do mundo e modera os extremos climáticos.
Processos Físicos Envolvidos no Ciclo da Água
Vários processos físicos atuam em coordenação para manter o ciclo da água ativo em todos os momentos. A evaporação envolve a vaporização da água da fase líquida, desencadeada pela fonte de calor da radiação solar. A evaporação também pode ser estendida para incluir a transpiração, um processo de perda de água das folhas das plantas e transpiração, que é uma perda de água semelhante em animais sob condições de estresse por calor. 90% da água atmosférica é contribuída pela evaporação e 10% pela transpiração das plantas. Condensação e advecção referem-se à transformação de vapores de água evaporada em gotículas de água líquida suspensas no ar como nuvens ou neblina, e os movimentos de tais águas atmosféricas condensadas entre o oceano e a terra. A água condensada atinge a superfície terrestre e oceânica pelo processo de precipitação. Alguma precipitação é sujeita à interceptação do dossel, onde a vegetação na terra absorve a água antes que consiga a terra. A água que chega à terra é sujeita a escoamento superficial (ou derretimento de água no caso de neve), e se move pela terra em direção aos oceanos na forma de rios que escoam para os mares. No processo, a água também se evapora, se infiltra no subsolo (em um processo conhecido como infiltração, onde a água se acumula no solo ou até mais fundo em aquíferos subterrâneos) ou é extraída pelos sistemas radiculares das plantas ou por outros meios. O fluxo subterrâneo de água ocorre abaixo do solo, e até mesmo isso pode acabar nos oceanos ou na superfície em terra através de nascentes. Uma pequena quantidade de sublimação, envolvendo a conversão direta de gelo sólido em vapor de água, também é vista ocorrendo na natureza.
Reservatórios de Água e Tempos de Residência
Os reservatórios de água representam uma região onde parte da água que participa do ciclo da água é armazenada por um determinado período de tempo. Os oceanos são os maiores reservatórios de água do planeta, armazenando quase 97% das águas da hidrosfera, enquanto as calotas polares e glaciares armazenam outro 2%. Os reservatórios de água subterrânea, rios, lagos, lagoas e riachos armazenam também pequenas porcentagens da água total da hidrosfera, enquanto o teor de água encontrado nos organismos vivos representa o menor de todos os reservatórios. Outro termo importante associado ao ciclo da água é o "tempo de residência", representado pela seguinte fórmula matemática:
Tempo de Residência = Volume do reservatório / (A taxa de água é adicionada ao reservatório ou sai do reservatório)
O tempo de permanência representa, assim, o tempo médio que uma molécula de água gasta no reservatório e pode ser expresso de forma positiva ou negativa, dependendo se o reservatório está experimentando perdas líquidas ou ganhos líquidos de água. Por exemplo, as águas subterrâneas podem residir por 10,000 anos sob a superfície da Terra antes de deixar o reservatório subterrâneo, enquanto a água atmosférica existe por um máximo de 10 dias na atmosfera antes de precipitar como chuva ou neve.
Importância do Ciclo da Água e o Impacto das Atividades Humanas
Os climas globais são afetados e extremamente sensíveis a mudanças nos padrões do ciclo da água, já que o ciclo permite a troca de calor e umidade entre massas de terra e corpos d'água. A evaporação da água leva ao resfriamento do ambiente, enquanto a condensação aquece o ambiente liberando energia térmica. A geografia física da Terra também é altamente influenciada pelo ciclo da água, já que o derretimento das geleiras e o escoamento de rios esculpem vales, picos, canyons, lagos e outros acidentes geográficos observados na Terra. Recentemente, o ciclo da água do planeta intensificou-se e as taxas de evaporação e precipitação aumentaram bastante. As atividades humanas, como o represamento de rios e córregos, a extração de água superficial e subterrânea para irrigação e outras finalidades e o desmatamento extensivo, afetaram negativamente o funcionamento do ciclo hidrológico da Terra. O aquecimento global impactou ainda mais a hidrosfera, provocando o derretimento das calotas polares, que agora estão perdendo mais água por evaporação, derretimento da neve e escoamento do que estão ganhando água pela precipitação. Isso ameaça elevar os níveis de água dos oceanos e inundar cidades costeiras ao redor do mundo.
