Estratificação do lago - Lake stratification

Os lagos são estratificados em três seções distintas:
I. O Epilimnion
II. O Metalimnion
III. O Hypolimnion
As escalas são usadas para associar cada seção da estratificação às suas profundidades e temperaturas correspondentes. A flecha é usada para mostrar o movimento do vento sobre a superfície da água que inicia o turnover no epilimnion e no hipolimnion.

A estratificação do lago é a tendência dos lagos de formarem camadas térmicas separadas e distintas durante o clima quente. Normalmente lagos estratificados mostram três camadas distintas, o Epilimnion compreendendo a camada quente superior, o termoclino (ou Metalimnion ): a camada do meio, que pode mudar de profundidade ao longo do dia, e o Hypolimnion mais frio se estendendo até o fundo do lago.

Definição

A estratificação térmica de lagos se refere a uma mudança na temperatura em diferentes profundidades no lago, e é devido à mudança na densidade da água com a temperatura. A água fria é mais densa do que a água quente e o epilimnion geralmente consiste em água que não é tão densa quanto a água do hipolimnion. No entanto, a temperatura de densidade máxima para água doce é de 4 ° C. Em regiões temperadas , onde a água do lago se aquece e esfria com as estações, ocorre um padrão cíclico de reviravolta que se repete ano a ano, à medida que a água fria e densa no topo do lago afunda. Por exemplo, em lagos dimíticos, a água do lago muda durante a primavera e o outono. Este processo ocorre mais lentamente em águas mais profundas e, como resultado, uma barra térmica pode se formar. Se a estratificação da água durar por longos períodos, o lago é meromítico .

Em lagos rasos, a estratificação em epilimnion, metalimnion e hipolimnion geralmente não ocorre, pois o vento ou o resfriamento causam mistura regular ao longo do ano. Esses lagos são chamados de polimíticos . Não existe uma profundidade fixa que separa lagos polimíticos e estratificantes, pois além da profundidade, esta também é influenciada pela turbidez, área de superfície do lago e clima.

O regime de mistura do lago (por exemplo, polimítico, dimítico, meromítico) descreve os padrões anuais de estratificação do lago que ocorrem durante a maior parte dos anos. No entanto, eventos de curto prazo também podem influenciar a estratificação do lago. As ondas de calor podem causar períodos de estratificação em lagos rasos e mistos, enquanto eventos mistos, como tempestades ou grandes descargas de rios, podem quebrar a estratificação. Pesquisas recentes sugerem que lagos dimíticos sazonalmente cobertos de gelo podem ser descritos como "crioestratificados" ou "cromíticos" de acordo com seus regimes de estratificação no inverno. Os lagos crioestratificados exibem estratificação inversa perto da superfície do gelo e têm temperaturas médias de profundidade próximas de 4 ° C, enquanto os lagos criomíticos não exibem uma termoclina sob gelo e têm temperaturas médias de inverno de profundidade mais próximas de 0 ° C.

O acúmulo de dióxido de carbono dissolvido em três lagos meromíticos na África ( Lago Nyos e Lago Monoun em Camarões e Lago Kivu em Ruanda ) é potencialmente perigoso porque se um desses lagos entrar em erupção límbica , uma quantidade muito grande de dióxido de carbono pode rapidamente deixar o lago e deslocar o oxigênio necessário para a vida de pessoas e animais nas redondezas.

Desestratificação

Em latitudes temperadas, muitos lagos que se tornam estratificados durante os meses de verão se desestratificam durante o tempo mais frio e ventoso, com a mistura da superfície pelo vento sendo um fator significativo neste processo. Isso costuma ser chamado de "reviravolta no outono". A mistura do hipolímnio no corpo de água misto do lago recircula nutrientes, particularmente compostos de fósforo, aprisionados no hipolímnion durante o tempo quente. Ele também representa um risco de queda de oxigênio, pois um hipolimnio estabelecido há muito tempo pode ser anóxico ou com muito baixo teor de oxigênio

Os regimes de mistura do lago podem mudar em resposta ao aumento da temperatura do ar. Alguns lagos dimíticos podem se transformar em lagos monomíticos, enquanto alguns lagos monomíticos podem se tornar meromíticos, como consequência do aumento das temperaturas.

Muitos tipos de equipamento de aeração têm sido usados ​​para desestratificar termicamente lagos, particularmente lagos sujeitos a baixo teor de oxigênio ou proliferação de algas indesejáveis. Na verdade, os gestores de recursos naturais e ambientais são frequentemente desafiados por problemas causados ​​pela estratificação térmica de lagos e lagoas. A mortandade de peixes tem sido diretamente associada a gradientes térmicos, estagnação e cobertura de gelo. O crescimento excessivo de plâncton pode limitar o uso recreativo dos lagos e o uso comercial da água do lago. Com a estratificação térmica severa em um lago, a qualidade da água potável também pode ser afetada adversamente. Para os gestores da pesca , a distribuição espacial dos peixes dentro de um lago é freqüentemente afetada de forma adversa pela estratificação térmica e, em alguns casos, pode causar indiretamente grande mortandade de peixes importantes para a recreação. Uma ferramenta comumente usada para reduzir a gravidade desses problemas de gerenciamento de lago é eliminar ou diminuir a estratificação térmica por meio de aeração . A aeração teve algum sucesso, embora raramente tenha se mostrado uma panacéia.

Influências antrópicas

Cada lago tem um regime de mistura definido que é influenciado pela morfometria do lago e pelas condições ambientais. No entanto, as influências humanas na forma de mudanças no uso da terra, aquecimento das temperaturas e mudanças nos padrões climáticos mostraram alterar o tempo e a intensidade da estratificação em lagos ao redor do globo. Essas mudanças podem alterar ainda mais a composição da comunidade de peixes, zooplâncton e fitoplâncton, além de criar gradientes que alteram a disponibilidade de oxigênio dissolvido e nutrientes.

Existem várias maneiras pelas quais a mudança do uso da terra pelo homem influencia a estratificação do lago e, subsequentemente, as condições da água. A expansão urbana levou à construção de estradas e casas nas proximidades de lagos antes isolados, um fator que acabou resultando no aumento do escoamento e poluição. A adição de material particulado aos corpos dos lagos pode diminuir a clareza da água, resultando em estratificação térmica mais forte e temperaturas médias da coluna de água gerais mais baixas, o que pode eventualmente afetar o início da cobertura de gelo. A qualidade da água também pode ser influenciada pelo escoamento de sal das estradas e calçadas, que geralmente cria uma camada salina bentônica que interfere na mistura vertical das águas superficiais. Além disso, a camada salina pode evitar que o oxigênio dissolvido atinja os sedimentos do fundo, diminuindo a reciclagem do fósforo e afetando as comunidades microbianas.

Em uma escala global, o aumento das temperaturas e a mudança dos padrões climáticos também podem afetar a estratificação em lagos. O aumento da temperatura do ar tem o mesmo efeito sobre os corpos dos lagos que uma mudança física na localização geográfica, sendo as zonas tropicais particularmente sensíveis. A intensidade e o escopo do impacto dependem da localização e da morfometria do lago, mas em alguns casos pode ser tão extremo a ponto de exigir uma reclassificação de monomítica para dimítica (ex Great Bear Lake). Globalmente, a estratificação do lago parece ser mais estável com termoclinos mais profundos e íngremes, e a temperatura média do lago como o principal determinante na resposta da estratificação às mudanças de temperatura. Além disso, as taxas de aquecimento da superfície são de magnitude muito maior do que as taxas de aquecimento do fundo, indicando novamente uma estratificação térmica mais forte entre os lagos.

Mudanças nos padrões de estratificação também podem alterar a composição da comunidade dos ecossistemas lacustres. Em lagos rasos, o aumento da temperatura pode alterar a comunidade de diatomáceas, enquanto em lagos profundos, a mudança é refletida nos taxa da camada de clorofila profunda. Mudanças nos padrões de mistura e aumento da disponibilidade de nutrientes também podem afetar a composição e abundância das espécies de zooplâncton, enquanto a diminuição da disponibilidade de nutrientes pode ser prejudicial para as comunidades bentônicas e o habitat dos peixes.

Veja também

Referências

Aquatic Science Hypoxia Freshwater ecosystems Coluna de água