Qualidade da água

As variações de temperatura da água e da dinâmica de estratificação térmica de um ecossistema aquático influenciam diretamente os processos físicos, químicos e biológicos (TUNDISI e TUNDISI, 2016). A curva diurna do fluxo atmosférico de CO2 extraído em um ponto na região do fetch próximo a posição Boia Oeste é mostrada na Figura 32. O fluxo de CO2 indicou que no período estudado o lago pode ser caracterizado como fonte de CO2 atmosférico. Durante o desenvolvimento do jato, o fluxo de CO2 para atmosfera teve um aumento significativo, alcançando valores de 1500 mgCm 2_dia 1_{. Estes valores são} comparados as emissões de CO2 dos reservatórios amazônicos que podem chegar até cerca de 1500 mgCm 2dia 1 (BARROS et al., 2011). Barros et al. (2011) mostraram que as emissões de carbono estão correlacionadas à idade e à latitude dos reservatórios e que as taxas de emissão mais altas são observadas nos reservatórios da região amazônica tropical. Ainda segundo o autor nos reservatórios tropicais não amazônicos a taxa de emissão é de até cerca de 600 mgCm 2_dia 1_.

As elevadas taxas de emissão de CO2 no período da ocorrência do JBNN estão relacionadas aos processos dinâmicos no lago que modulam a velocidade de transferência de gás para a atmosfera. Essa velocidade depende da velocidade de fricção local (KWAN e TAYLOR, 1994). Durante a ocorrência do jato a velocidade de fricção (Figura 18b) mostrou valores relativamente altos. A correlação entre a velocidade de fricção e o fluxo de CO2 foi de 0,79.

Figura 32 - Fluxo de CO2 para a atmosfera calculado pelo modelo ELCOM – CAEDYM. O círculo vermelho na figura indica o aumento do fluxo de CO2 o período de ocorrência do JBNN.

A Figura 33 apresenta a evolução das propriedades químicas: carbono inorgânico dissolvido (DIC), nitrogênio total (TN), fosforo total (TP), cianobactérias (CYANO), nitrato (NO3) e fosforo reativo (PO4) no período simulado. Observa-se nas variáveis uma oscilação diurna associada a flutuabilidade das cianobactérias. Com a variação da temperatura a cianobactéria se desloca na coluna d’água e influencia as concentrações químicas da água. Após o início do jato (21 horas do dia 21) observa-se que a variação das concentrações químicas no ponto Boia Leste (no início do fetch) começam a divergir das concentrações extraídas da simulação nos pontos Boia Oeste e Boia Hotel.

Figura 33 - Evolução temporal das variáveis simuladas: a) nitrogênio total (TN), b) nitrato (NO3), c) Fosforo total (TP), d) Carbono inorgânico dissolvido (DIC), e) Fosforo reativo (PO4) e f) Cianobactérias (CYANO), simuladas para a profundidade de 1 m no período que abrange a ocorrência do JBNN.

Na região da Boia Leste é observado uma elevação das concentrações de DIC, NT, TP, NO3 e PO4 após o início do jato. O comportamento das variáveis químicas suporta a hipótese de que um processo de subsidência ocorreu no lado oposto à origem do vento e descendência

c) d) b) a) f) e)

no final do fetch. O aumento das concentrações de DIC, TN, TP, NO3, e PO4 na posição Boia Leste estão associadas as concentrações mais elevadas de nutrientes características do hipolímnio e ao movimento das massas de água do fundo para a superfície (Figura 31). Macintyre e Jellison (2001) mostraram que a ocorrência de ventos intensos na região do lago Mono (no estado da Califórnia - Estados Unidos) favoreceram os fluxos de nutrientes entre as camadas de superfície e as mais profundas devido ao processo de ressurgência e também contribuíram para um aumento da turbulência no topo da picnoclina. Merino-Ibarra et al. (2008) verificaram que os padrões de vento intenso impulsionaram as trocas de nutrientes entre as camadas superficial e inferior no lago tropical Vale de Bravo no México.

As cianobaterias produzem substâncias tóxicas que são nocivas à saúde humana e também podem causar mortandade de peixes. Após o início do jato a concentração de cianobactéria foi relativamente menor se comparada ao período anterior. Morais et al. (2010) estudaram a ação de frentes frias sobre a região metropolitana de São Paulo e a influência na limnologia de reservatórios de abastecimento de água e verificaram que os ventos associados à frente ao promoverem a mistura na coluna d’água e a desagregação do florescimento de cianobactérias. Neste estudo a hidrodinâmica do lago forçada pelo vento faz com que a concentração de Cianobactérias se espalhe na coluna d’água. Foi observado também que em maiores profundidades na região oeste do lago ocorreu uma elevação da concentração de CYANO, que pode estar associada aos fluxos descendentes de massas de água.

Como mostrado na Figura 34 a concentração de DO próximo à superfície aumentou principalmente na região da Boia Oeste e Boia Hotel, além disso, a variação diurna observada no período anterior ao início do jato não foi observada. A concentração de DO em um corpo d’água é controlada por diversos fatores, dentre eles a solubilidade do O2 atmosférico na água. Os movimentos verticais e a mistura na coluna d’água provocados pelo vento são mecanismos determinantes que podem modular as concentrações de O2 dissolvido (RO, 2006; HUNT e POACH, 2007; SCULLY, 2010).

Nas camadas mais profundas na região da Boia Oeste e da Boia Hotel logo após a ocorrência do jato observou-se um pico na concentração de DO (um aumento de aproximadamente 14%). Na boia Leste também foi observado uma elevação na concentração de DO, entretanto, várias horas depois. A ação do vento eleva a concentração do DO próximo superfície. Na região oeste do setor do reservatório ocorre um afundamento dessas águas com

maior concentração de DO (downwelling) resultando em uma elevação da concentração de DO no fundo do lago (Figura 34b – curva preta e vermelha). Já na porção leste os movimentos

upwelling carregam águas mais profundas (com concentração de DO relativamente menores)

para a superfície, o que explicaria uma menor concentração de DO comparada aos valores simulados na porção oeste (Figura 34b – curva azul). Por continuidade é esperado que exista assim um fluxo de massa d’água em maiores profundidades que flui na direção leste, este fluxo de oeste para leste carregaria massas de água com maior concentração de DO (resultado do afundamento de água na porção oeste) para leste. Scully (2010) realizou experimentos de sensibilidade usando um modelo numérico de circulação e verificou os efeitos do vento na ventilação de águas hipóxicas devido à circulação induzida pelo vento e observou variações similares às encontradas.

Figura 34 - Concentração de oxigênio dissolvido (DO) próximo a superfície na profundidade de 1 m (a) e no fundo em 30 m (b). Os círculos indicam os picos na concentração de DO.