Estratificação do lago
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Definição
A estratificação térmica dos lagos refere -se 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 que a água morna e o epilimnion geralmente consiste em água que não é tão densa quanto a água no hipolimno. No entanto, a temperatura da densidade máxima para água doce é de 4 ° C. Em regiões temperadas onde a água do lago se aquece e esfria durante as estações, ocorre um padrão cíclico de capotamento que é repetido de ano para ano, enquanto a água densa fria no topo do lago afunda. Por exemplo, em lagos dimíticos, a água do lago gira durante a primavera e o outono. Esse processo ocorre mais lentamente em águas mais profundas e, como resultado, uma barra térmica pode se formar. Se a estratificação da água durar períodos prolongados, o lago é meromítico.
Nos lagos rasos, a estratificação em epilimnion, metalimnion e hipolimnion geralmente não ocorre, pois o vento ou o resfriamento causa mistura regular ao longo do ano. Esses lagos são chamados polimíticos. Não há uma profundidade fixa que separe os lagos polimíticos e estratificadores, pois, além da profundidade, isso também é influenciado pela turbidez, área da superfície do lago e clima.
O regime de mistura do lago (por exemplo, polimético, dimético, meromético) 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 misturados, enquanto mistura eventos como tempestades ou grande descarga do rio, podem quebrar a estratificação. Pesquisas recentes sugerem que os lagos dimíticos cobertos de gelo sazonalmente podem ser descritos como "criostratificados" ou "criomíticos" de acordo com seus regimes de estratificação de inverno. Os lagos criostratificados exibem estratificação inversa perto da superfície do gelo e têm temperaturas médias de profundidade próximas a 4 ° C, enquanto os lagos criomíticos não exibem uma termoclina sub-gelo e têm temperaturas médias de inverno em média mais próximas de 0 ° C.
O acúmulo de dióxido de carbono dissolvido em três lagos meromíticos na África (Lake Nyos e Lake Monoun em Camarões e Lago Kivu em Ruanda) é potencialmente perigoso porque, se um desses lagos é desencadeado para a erupção limática, uma quantidade muito grande de dioxido de carbono pode rapidamente Deixe o lago e desligue o oxigênio necessário para a vida por pessoas e animais na área circundante.
Desstratificação
Nas latitudes temperadas, muitos lagos que se tornam estratificados durante os meses de verão se tratificam durante o clima mais frio do Windier, com a mistura de superfície pelo vento sendo um fator significativo nesse processo. Isso geralmente é chamado de "reviravolta no outono". A mistura do hipolimnio no corpo de água misto do lago recircula os nutrientes, principalmente os compostos de fósforo, presos no hipolimnion durante o clima quente. Também representa um risco de oxigênio que um hipolimnion estabelecido há muito tempo pode ser anóxico ou muito baixo em oxigênio.
Os regimes de mistura de lago podem mudar em resposta ao aumento da temperatura do ar. Alguns lagos dimíticos podem se transformar em lagos monomesos, enquanto alguns lagos monomíticos podem se tornar meromíticos, como conseqüência do aumento das temperaturas.
Muitos tipos de equipamentos de aeração foram usados para descrestificar termicamente os lagos, principalmente os lagos sujeitos a baixo oxigênio ou flores de algas indesejáveis. De fato, os gerentes de recursos naturais e ambientais são frequentemente desafiados por problemas causados pela estratificação térmica de lago e lago. As mortas de peixes foram diretamente associadas a gradientes térmicos, estagnação e cobertura de gelo. O crescimento excessivo do plâncton pode limitar o uso recreativo dos lagos e o uso comercial da água do lago. Com estratificação térmica grave em um lago, a qualidade da água potável também pode ser afetada adversamente. Para os gerentes de pesca, a distribuição espacial de peixes dentro de um lago é frequentemente afetada adversamente pela estratificação térmica e, em alguns casos, pode indiretamente causar grandes mortes de peixes de forma recreativa. Uma ferramenta comumente usada para reduzir a gravidade desses problemas de gerenciamento do lago é eliminar ou diminuir a estratificação térmica através da aeração. A aeração teve algum sucesso, embora raramente tenha provado ser uma panacéia.
Influências antropogênicas
Todo lago tem um regime de mistura de conjunto que é influenciado pela morfometria do lago e pelas condições ambientais. No entanto, as influências humanas na forma de mudança de uso da terra, temperaturas de aquecimento e mudanças nos padrões climáticas demonstraram alterar o tempo e a intensidade da estratificação em lagos ao redor do mundo. 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 e nutrientes dissolvidos.
Existem várias maneiras pelas quais o uso da terra humana influencia a estratificação do lago e subsequentemente as condições da água. A expansão urbana levou à construção de estradas e casas nas proximidades dos lagos anteriormente isolados, um fator que acabou resultou em maior escoamento e poluição. A adição de material particulado aos corpos do lago pode diminuir a clareza da água, resultando em estratificação térmica mais forte e temperaturas médias gerais da coluna de água, 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, o que geralmente cria uma camada salina bentônica que interfere na mistura vertical das águas da superfície. Além disso, a camada salina pode impedir que o oxigênio dissolvido atinja os sedimentos inferiores, diminuindo a reciclagem de fósforo e afetando as comunidades microbianas.
Em 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 nos corpos do lago que uma mudança física na localização geográfica, com as zonas tropicais sendo particularmente sensíveis. A intensidade e o escopo do impacto dependem da localização e da morfometria do lago, mas em alguns casos podem ser tão extremos que exigem uma reclassificação do monomático a dimético (ex -Grande Bear Lake). Globalmente, a estratificação do lago parece ser mais estável, com termoclinhas mais profundas e mais íngremes, e a temperatura média do lago como principal determinante na resposta da estratificação às mudanças de temperaturas. Além disso, as taxas de aquecimento da superfície são uma magnitude muito mais alta do que as taxas de aquecimento do fundo, novamente indicando estratificação térmica mais forte entre os lagos.
Alterações nos padrões de estratificação também podem alterar a composição da comunidade dos ecossistemas dos lago. Nos lagos rasos, os aumentos de temperatura podem alterar a comunidade de diatomáceas enquanto nos lagos profundos, a mudança é refletida nos táxons da camada de clorofila profunda. Alterações nos padrões de mistura e maior disponibilidade de nutrientes também podem afetar a composição e a abundância de espécies zooplâncton, enquanto a diminuição da disponibilidade de nutrientes pode ser prejudicial para comunidades bentônicas e habitat de peixes.