Como funcionam as inundações

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As pessoas que andavam inundaram as ruas de Nova Orleans depois que os diques se romperam com as ondas causadas pelo furacão Katrina. Veja mais fotos de tempestades. Michael Lewis / National Geographic / Getty Images

A água é uma das coisas mais úteis da Terra. Bebemos, tomamos banho, limpamos e usamos para cozinhar. Na maioria das vezes, é completamente benigno. Mas, em grandes quantidades, o mesmo material que usamos para enxaguar uma escova de dentes pode derrubar carros, demolir casas e até matar.

As inundações custaram milhões de vidas apenas nos últimos cem anos, mais do que qualquer outro fenômeno climático. O furacão Katrina em Nova Orleans e o ciclone de 2008 que atingiu Mianmar são exemplos recentes da devastação generalizada em que podem ocorrer inundações.

Neste artigo, descobriremos o que faz a água mudar tão rapidamente e ver o que acontece quando isso acontece. Exploraremos o impacto negativo das inundações, bem como alguns dos benefícios. Também examinaremos como a construção humana pode conter inundações ou, em alguns casos, causá-las.

Conteúdo
  1. Água, água em todo lugar
  2. Sob o clima
  3. Leve-me ao rio
  4. Venha o inferno ou alto mar
Inundação de terras agrícolas no Missouri. Fortes chuvas na primavera e no verão de 1993 inundaram áreas em todo o meio-oeste dos Estados Unidos, levando o governo federal a declarar 500 condados em nove estados como áreas de grande desastre.

Para entender como funcionam as inundações, você precisa saber algo sobre como a água se comporta em nosso planeta. A quantidade total de água na Terra permaneceu razoavelmente constante por milhões de anos (embora sua distribuição tenha variado consideravelmente naquela época). Todos os dias, uma pequena quantidade de água é perdida no alto da atmosfera, onde os intensos raios ultraviolentos podem quebrar uma molécula de água, mas uma nova água também é emitida do interior da Terra, por atividade vulcânica. A quantidade de água que é criada e a quantidade que é perdida são praticamente iguais.

A qualquer momento, esse volume de água está em muitas formas diferentes. Pode ser líquido, como nos oceanos, rios e chuva; sólida, como nas geleiras dos Pólos Norte e Sul; ou gasoso, como no vapor d'água invisível no ar. A água muda de um estado para outro conforme é movida ao redor do planeta por correntes de vento. As correntes de vento são geradas pela atividade de aquecimento do sol. O sol brilha mais na área ao redor do equador da Terra do que em áreas mais ao norte e ao sul, causando uma discrepância de calor sobre a superfície do globo. Em regiões mais quentes, o ar quente sobe para a atmosfera, puxando o ar mais frio para o espaço desocupado. Em regiões mais frias, o ar frio desce, puxando o ar mais quente para o espaço desocupado. A rotação da Terra quebra este ciclo, então existem vários ciclos menores de corrente de ar ao longo do globo.

Impulsionado por esses ciclos de corrente de ar, o suprimento de água da Terra se move em um ciclo próprio. Quando o sol aquece os oceanos, a água líquida da superfície do oceano evapora em vapor de água no ar. O sol aquece esse ar (vapor de água e tudo) de forma que ele sobe pela atmosfera e é carregado pelas correntes de vento. Conforme esse vapor d'água sobe, ele esfria novamente, condensação em gotas de água líquida (ou cristais de gelo sólido). Coleções dessas gotículas são chamadas nuvens. Se uma nuvem se mover para um ambiente mais frio, mais água pode condensar nessas gotículas. Se água suficiente se acumular desta forma, as gotas se tornam pesadas o suficiente para que caiam no ar enquanto precipitação (chuva, neve, granizo ou granizo). Parte dessa água se acumula em grandes reservatórios subterrâneos, mas a maioria forma rios e riachos que deságuam nos oceanos, trazendo a água de volta ao seu ponto de partida.

No geral, as correntes de vento na atmosfera são bastante consistentes. Em qualquer época do ano, as correntes tendem a se mover de certa forma pelo globo. Consequentemente, locais específicos geralmente experimentam o mesmo tipo de condições climáticas ano a ano. Mas no dia a dia, o clima não é tão previsível. As correntes de vento e precipitação são afetadas por muitos fatores, principalmente geografia e condições climáticas vizinhas. Um grande número de fatores se combinam em uma variedade infinita de maneiras, produzindo todos os tipos de clima. Ocasionalmente, esses fatores interagem de tal forma que um volume atípico de água líquida se acumula em uma área. Por exemplo, as condições ocasionalmente causam a formação de um furacão, que despeja uma grande quantidade de chuva por onde passa. Se um furacão se prolongar sobre uma região, ou vários furacões passarem pela área, a terra receberá muito mais precipitação do que o normal.

Em 1927, o rio Mississippi transbordou, inundando muitas cidades ao longo de sua costa. Foto cedida pela NOAA

Uma vez que os cursos de água são formados lentamente ao longo do tempo, seu tamanho é proporcional à quantidade de água que normalmente se acumula nessa área. Quando, de repente, há um volume muito maior de água, os cursos de água normais transbordam e a água se espalha pela área circundante. Em seu nível mais básico, isso é o que é uma enchente - um acúmulo anômalo de água em uma área de terra.

Uma série de tempestades trazendo grandes quantidades de chuva é a causa mais comum de enchentes, mas existem outras. Na próxima seção, veremos algumas das maneiras como as inundações começam, bem como alguns dos fatores que determinam sua magnitude.

Fortes chuvas na primavera de 2001 inundaram Davenport, Iowa. Até que as águas baixassem, os habitantes locais precisavam se locomover pela cidade de barco a remo. FEMA News Photo

Na última seção, vimos que as inundações ocorrem quando um volume atípico de água se acumula em uma área. Isso pode acontecer de várias maneiras, e há uma ampla gama de eventos que ocorrem quando isso acontece.

O tipo de inundação com o qual a maioria das pessoas está familiarizada ocorre quando um número anormalmente grande de tempestades atinge uma área em um período de tempo relativamente curto. Nesse caso, os rios e riachos que desviam a água para o oceano ficam simplesmente sobrecarregados. As variações de temperatura das diferentes estações do ano levam a diferentes padrões climáticos. No inverno, por exemplo, o ar sobre o oceano pode ser mais quente do que o ar sobre a terra, fazendo com que o fluxo do vento se mova da terra para o mar. Mas no verão, o ar sobre a terra esquenta, tornando-se mais quente do que o ar sobre o oceano. Isso faz com que a corrente do vento se inverta, de modo que mais água do oceano é captada e carregada pela terra. este monção O sistema de vento pode causar um período de chuva intensa que está completamente fora de sintonia com o clima no resto do ano. Em algumas áreas, essa inundação pode ser exacerbada pelo excesso de água do derretimento da neve.

Durante a enchente de 1993, voluntários em St. Genevieve, Missouri, encheram sacos de areia para construir diques improvisados. FEMA News Photo

Talvez o exemplo mais conhecido de inundação sazonal seja a expansão anual do rio Nilo no Egito. No Antigo Egito, as chuvas de monções na nascente do rio faziam com que o curso de água se estendesse por uma boa distância durante o verão. Neste caso, a inundação não foi um desastre, mas uma dádiva de Deus. As águas em expansão gerariam lodo fértil ao longo de todas as margens do rio, tornando a área um terreno ideal para a agricultura assim que o rio baixasse novamente. Este é um dos principais fatores que permitiram que a civilização prosperasse no deserto egípcio. Hoje em dia, o rio é bloqueado por uma barragem a montante, que coleta a chuva de verão e a distribui durante todo o ano. Isso estendeu a temporada de plantio para que as fazendas egípcias possam produzir safras o ano todo.

Outra fonte comum de inundação é a atividade incomum das marés, que estende o alcance do oceano mais para o interior do que o normal. Isso pode ser causado por padrões de vento específicos que empurram a água do oceano em uma direção incomum. Também pode ser causado por tsunamis, grandes ondas no oceano desencadeadas por uma mudança na crosta terrestre.

Centro de Johnstown, Pensilvânia, após a inundação desastrosa de 1889. Além de destruir Johnstown, a parede de água também inundou cidades mais "rio abaixo", incluindo Washington, D.C. Foto cortesia NOAA Foto cortesia NOAA Centro de Johnstown, Pensilvânia, após a inundação desastrosa de 1889. Além de destruir Johnstown, a parede de água também inundou cidades mais "rio abaixo", incluindo Washington, D.C. Foto cortesia NOAA Foto cortesia NOAA

As inundações também podem ocorrer quando um homem barragem rompe. Construímos represas para modificar o fluxo dos rios de acordo com nossos próprios objetivos. Basicamente, a barragem coleta a água do rio em um grande reservatório para que possamos decidir quando aumentar ou diminuir o fluxo do rio, ao invés de deixar a natureza decidir. Os engenheiros constroem represas que resistirão a qualquer quantidade de água que possa se acumular. Ocasionalmente, no entanto, mais água se acumula do que os engenheiros previram e a estrutura da barragem quebra sob pressão. Quando isso acontece, uma grande quantidade de água é liberada de uma vez, causando uma violenta "parede" de água que se espalha pela terra. Em 1889, tal inundação ocorreu em Johnstown, Pensilvânia. Os habitantes da cidade foram avisados ​​de que a enchente estava chegando, mas muitos consideraram o alerta como pânico infundado. Quando a parede de água corrente atingiu, mais de 2.000 pessoas morreram em apenas alguns minutos.

A severidade de uma enchente depende não apenas da quantidade de água que se acumula em um período de tempo, mas também da capacidade do solo de lidar com essa água. Como vimos, um elemento disso é o tamanho dos rios e riachos em uma área. Mas um fator igualmente importante é o terreno absorção. Quando chove, o solo atua como uma espécie de esponja. Quando a terra é saturado -- isto é, absorveu toda a água que pode - qualquer água que se acumule deve fluir conforme escoamento.

Alguns materiais ficam saturados muito mais rapidamente do que outros. Para ver como isso funciona, basta levar um balde d'água para fora e tentar molhar várias superfícies. O solo no meio da floresta é uma excelente esponja. Você poderia despejar vários baldes de água nele e ele iria absorver a água imediatamente. A rocha não é tão absorvente - não parece absorver água alguma. A argila dura fica em algum lugar no meio. Geralmente, o solo que foi arado para plantações é menos absorvente do que terras não cultivadas, portanto, as áreas agrícolas podem ter maior probabilidade de sofrer inundações do que as áreas naturais.

Uma das superfícies menos absorventes é o concreto. Na próxima seção, veremos como concreto, asfalto e outras construções humanas podem afetar as inundações.

Ruas inundadas em St. Genevieve, Missouri. A pequena cidade foi uma das muitas cidades do meio-oeste devastadas por enchentes no verão de 1993. FEMA News Photo

Na última seção, vimos que o grau de inundação é determinado pela quantidade de água que se acumula em uma área, bem como pela natureza da superfície do solo. À medida que a civilização se expandiu, os seres humanos alteraram a paisagem de várias maneiras. No mundo ocidental, uma das mudanças mais significativas foi cobrir o solo com asfalto e concreto. Obviamente, essas superfícies não são as melhores esponjas ao redor: quase toda a chuva que se acumula vira escoamento. Em uma área industrializada sem um bom sistema de drenagem, pode não demorar muita chuva para causar inundações significativas.

Algumas cidades, como Los Angeles, construíram canais de alívio de inundação de concreto para evitar esse problema. Quando chove muito, a água flui para esses canais, que serpenteiam para fora da cidade, onde a água pode ser melhor absorvida. Esses tipos de sistemas podem causar inundações mais adiante na linha, no entanto. Quando você cobre uma área de concreto e asfalto, você essencialmente corta parte da esponja natural da Terra, então o resto da esponja tem muito mais água para lidar.

Um problema semelhante pode surgir com diques, grandes paredes construídas ao longo dos rios para evitar que transbordem. Essas estruturas estendem as margens naturais do rio para que muito mais água possa fluir por ele. Mas embora possam ser eficazes em manter a água fora de uma área, geralmente tornam os problemas piores em uma área abaixo da linha, onde não há diques. Essa área recebe todas as águas da enchente que teriam se espalhado rio acima. Outro perigo dos diques é que, como as barragens, eles podem quebrar. Quando isso acontece, uma grande quantidade de água flui para o solo em um curto período de tempo. Isso pode causar algumas das condições de inundação mais perigosas.

Paredes de quebra-mar em Maryland, construídas para reduzir a erosão da praia Foto cedida pela NOAA

As pessoas não tiveram muito sucesso no controle de enchentes ao longo da costa. O excesso de água nessas áreas é particularmente destrutivo para as estruturas feitas pelo homem devido à erosão que causa. Um método de controlar essa erosão é construir cercas e muros onde a água encontra a terra. Isso mantém a força das ondas sob controle, para que não desgastem a praia. Mas as estruturas também interferem no processo de formação da praia. Quando você impede que a água se mova contra a costa, o oceano não consegue distribuir areia e você não obtém belas praias.

Outro problema com cercas e muros é que não há muito o que fazer. Fundamentalmente, as praias são ambientes em mudança, moldados pela força avassaladora do oceano. Eles são, por sua própria natureza, suposto a ser erodido e movido pela ação dinâmica das ondas. As inundações são uma parte normal deste processo e muito provavelmente continuarão a sê-lo independentemente do que façamos.

Um dique rebatido ao longo do rio Mississippi, durante a grande enchente de 1927 Foto cedida pela NOAA

O mesmo pode ser dito para muitas áreas do interior. Embora um rio possa nos parecer uma característica estável e inabalável da paisagem, é realmente uma entidade vibrante e dinâmica. Isso é particularmente verdadeiro para grandes rios, como o Mississippi nos Estados Unidos e o Yangtze e Huang He na China. Com o tempo, essas hidrovias se expandem, mudam seu caminho drasticamente e podem até mudar a direção do fluxo. Por esse motivo, o terreno ao redor das margens de um rio é altamente suscetível a inundações.

Infelizmente, os rios também são atrativos naturais para a civilização. Entre outras coisas, fornecem um abastecimento constante de água, solos ricos e um meio fácil de transporte. Quando o nível da água está baixo, as pessoas constroem ao longo de suas margens e aproveitam todos os seus benefícios. Em algum ponto, chega a hora de a água mudar, e as pessoas que construíram ao longo das planícies de inundação descobrem rapidamente que estão vivendo em solo inseguro. Se houver construção extensiva nessas áreas, os danos da enchente podem ser devastadores.

Na próxima seção, veremos os diferentes tipos de danos causados ​​por enchentes para ver como a água comum pode ser uma força devastadora.

Carros empilhados por uma enchente de 1972 em Rapid City, South Dakota. Foto cedida pela NOAA

Os piores danos das enchentes, a perda de vidas e casas, são causados ​​principalmente pela força da água corrente. Em uma enchente, dois pés (61 cm) de água podem se mover com força suficiente para levar um carro embora, e 6 polegadas (15 cm) de água podem derrubá-lo. Pode parecer surpreendente que a água, mesmo muita água, possa embalar tanto. Afinal, você pode nadar pacificamente no oceano sem ser derrubado, e isso é uma grande quantidade de água em movimento. E na maioria dos casos, um rio que corre não é forte o suficiente para derrubá-lo. Então, por que as águas das enchentes se comportam de maneira diferente?

Uma casa que foi carregada rio abaixo pelas enchentes de 1997 em Arboga, Califórnia. Foto cedida pela NOAA

As águas das cheias são mais perigosas porque podem aplicar muito mais pressão do que um rio normal ou um mar calmo. Isso se deve às enormes diferenças no volume de água que existem durante muitas enchentes. Em uma enchente, muita água pode se acumular em uma área enquanto quase não há água em outra área. A água é bastante pesada, então ela se move muito rapidamente para "encontrar seu próprio nível". Quanto maior for a diferença entre os volumes de água em uma área, maior será a força do movimento. Mas em um determinado ponto, a água não parece tão profunda e, portanto, não parece particularmente perigosa - até que seja tarde demais. Quase metade de todas as mortes por enchentes resulta de pessoas que tentam dirigir seus carros em águas correntes. Há muito mais água no oceano do que em uma enchente, mas ela não nos derruba porque está bem distribuída - a água em um mar calmo não está correndo para encontrar seu próprio nível.

As inundações mais perigosas são enchentes, que são causados ​​por um acúmulo repentino e intenso de água. As inundações repentinas atingem uma área logo depois que a água começa a se acumular (seja por chuva excessiva ou outra causa), então, na maioria das vezes, as pessoas não as veem chegando. Como existe uma grande quantidade de água coletada em uma área, as águas das enchentes tendem a se mover com muita força, derrubando pessoas, carros e até mesmo casas. As inundações repentinas podem ser particularmente devastadoras quando uma forte tempestade despeja um grande volume de chuva em uma montanha. A água desce a montanha a uma velocidade tremenda, lavando tudo nos vales abaixo.

Um trailer, um carro e um poste telefônico empilhados por uma enchente de 1977 na Geórgia Foto cedida NOAA

Uma das piores enchentes repentinas da história dos Estados Unidos ocorreu em 1976, em Big Thompson Canyon, Colorado. Em menos de cinco horas, tempestades em áreas próximas despejaram mais chuva do que a região normalmente experimenta em um ano. O rio Big Thompson, normalmente um curso de água raso e lento, se transformou abruptamente em uma torrente imparável, despejando 233.000 galões (882.000 L) de água no cânion a cada segundo. Milhares de campistas se reuniram no cânion para comemorar o centenário do estado do Colorado. A inundação aconteceu tão rapidamente que não houve tempo para emitir um aviso. Quando atingiu, centenas de pessoas ficaram feridas e 139 foram mortas.

Um tipo de dano menos catastrófico é a simples umidade. A maioria dos edifícios pode proteger da chuva, mas não foram feitos para serem à prova d'água. Se o nível da água estiver alto o suficiente, muita água penetra nas casas, encharcando tudo. Mas, na maioria dos casos, o principal elemento prejudicial não é a água em si, mas a lama que ela traz consigo. À medida que a água flui sobre a paisagem, ela pega muito lixo. Quando a enchente passa, o nível da água cai e tudo eventualmente seca, mas a lama e os detritos ficam por perto.

Equipes de resgate lutam contra a correnteza em uma enchente repentina de 1975 que atingiu Rockville, Maryland. Foto cedida pela NOAA

Em 1966, uma grande tempestade inundou o Arno, um rio italiano que atravessa a cidade de Florença. A pequena cidade, uma das capitais mundiais da arte, foi tomada por água, lama e lodo em geral. Além da perda de vidas e dos danos aos edifícios, houve muitos danos à coleção de arte da cidade. Lama e limo cobriam quase tudo armazenado nos porões da cidade e nos cômodos do térreo. Ao longo de muitos anos de trabalho, cientistas e historiadores da arte foram capazes de restaurar a maioria dos artefatos danificados em boas condições.

Outro tipo de dano causado pelas inundações é a propagação de doenças. Conforme a água flui sobre uma área, ela pode coletar todos os tipos de produtos químicos e resíduos, levando a condições extremamente anti-higiênicas. Essencialmente, tudo e todos em uma enchente estão flutuando em uma grande sopa. Embora as doenças geralmente não sejam criadas por essas condições, elas são mais facilmente transferidas (a maioria das doenças se espalha pela água mais rapidamente do que pelo ar). Se você estiver em uma área inundada, é muito importante que beba apenas água engarrafada ou fervida e observe outras diretrizes de saneamento. Para saber mais sobre o que fazer em condições de inundação, confira este guia publicado pelo Center for Disease Control.

Jamais conseguiremos impedir as inundações. É um elemento inevitável no complexo sistema climático de nossa atmosfera. Podemos, no entanto, trabalhar para minimizar os danos infligidos pelas inundações, construindo sofisticadas barragens, diques e sistemas de canais. Mas a melhor maneira de evitar os danos das enchentes pode ser sair completamente das áreas sujeitas a enchentes. Como acontece com muitos fenômenos naturais, a reação mais sensata às inundações pode ser sair do caminho.

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Mais ótimos links

  • Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA)
  • Agência Federal de Gerenciamento de Emergências (FEMA)
  • NOVA Flood Special
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