Nuvem é um conjunto visível
de partículas diminutas de gelo ou água em seu estado líquido ou ainda de ambos
ao mesmo tempo (mistas), que se encontram em suspensão na atmosfera, após terem
se condensado ou liquefeito em virtude de fenômenos atmosféricos. A nuvem pode
também conter partículas de água líquida ou de gelo em maiores dimensões e
partículas procedentes, por exemplo, de vapores industriais, de fumaças ou de
poeiras.
As nuvens apresentam
diversas formas, que variam dependendo essencialmente da natureza, dimensões,
número e distribuição espacial das partículas que a constituem e das correntes
de ventos atmosféricos. A forma e cor da nuvem depende da intensidade e da cor
da luz que a nuvem recebe, bem como das posições relativas ocupadas pelo
observador e da fonte de luz (sol, lua, raios) em relação à nuvem.
Constituição
das nuvens
As nuvens são constituídas
por gotículas de água condensada, oriunda da evaporação da água na superfície
do planeta, ou cristais de gelo que se formam em torno de núcleos
microscópicos, geralmente de poeira suspensa na atmosfera.
Após formadas, as nuvens
podem ser transportadas pelo vento, tanto no sentido ascendente quanto
descendente. Quando a nuvem é forçada a se elevar ocorre um resfriamento e as
gotículas de água podem ser total ou parcialmente congeladas. Quando os ventos
forçam a nuvem para baixo ela pode se dissipar pela evaporação das gotículas de
água. A constituição da nuvem depende, então, de sua temperatura e altitude,
podendo ser constituídas por gotículas de água e cristais de gelo ou,
exclusivamente, por cristais de gelo em suspensão no ar úmido.
Formação de nuvens
As nuvens formam-se a partir
da condensação do vapor de água existente em ar úmido na atmosfera. A
condensação inicia-se quando mais moléculas de vapor de água são adicionadas ao
ar já saturado ou quando a sua temperatura diminui. É o arrefecimento de ar
úmido que se eleva na atmosfera que dá origem à formação de nuvens. A elevação
do ar é um processo chave na produção de nuvens que pode ser produzido por
convecção, por convergência de ar, por elevação topográfica ou por levantamento
frontal.
Existem nuvens formadas
devido ao resfriamento do ar úmido que faz com que a água se condense, outras
devido à subida e expansão do ar, quando ele sobe para níveis onde a pressão
atmosférica é progressivamente menor e se expande, consumindo energia que é
absorvida do calor contido no próprio ar, fazendo com que a temperatura
diminua. Este fenômeno é conhecido por resfriamento adiabático. A condensação e
congelamento ocorrem em torno de núcleos de condensação microscópicos, como
partículas de poeira, processos que resultam no resfriamento adiabático,
seguido pela criação de uma corrente de ar ascendente.
Uma vez formada, a nuvem
poderá evoluir, crescendo ou se dissipando. A dissipação da nuvem é resultado
da evaporação das gotículas de água, que a compõem, em razão de um aumento de
temperatura em virtude da mistura do ar no qual ela está contida com outra
massa de ar mais aquecida, o que é conhecido como aquecimento adiabático, ou
pela mistura com uma massa de ar seco.
Em outras ocasiões uma nuvem
pode surgir quando uma certa massa de ar é forçada a deslocar-se para cima
acompanhando o relevo do terreno. Essas nuvens,conhecidas como "nuvens de
origem orográfica", também ocorrem em virtude da condensação do vapor de
água pelo resfriamento adiabático do ar.
Quando uma porção de ar se
eleva, expande-se. E essa expansão é adiabática e resulta numa perda de energia
que faz com que a sua temperatura baixe de cerca de 9,8 °C por cada quilômetro
de elevação.
Quando uma bolha de ar sobe,
passa de uma altitude em que a pressão atmosférica é maior para outra em que
ela é menor. Como a pressão exterior diminui, a bolha de ar expande-se,
aumentando o seu volume. Como o ar é um bom isolante térmico podemos considerar
que toda a energia dispendida para a expansão ("empurrando o ar ambiente à
sua volta") vem das moléculas dentro da própria bolha de ar, ou seja, que
a expansão é um processo adiabático. Podemos ignorar as fugas para o exterior e
considerar que o ar se esfria apenas por descompressão: a temperatura
diminui,se reduz a pressão e vice versa. As moléculas de ar perderão alguma
energia cinética e o ar arrefecerá. A taxa de arrefecimento é aproximadamente
constante: cerca de 9,8 °C/km para ar seco (não saturado). Quando o ar desce, é
comprimido e aquece também segundo a mesma taxa (9,8 °C/km).
O arrefecimento do ar traduz
o fato de que a velocidade média das suas moléculas diminui, aumentando a
probabilidade de que as moléculas livres de vapor se liguem a moléculas
vizinhas, passando ao estado líquido por condensação. Isso leva à diminuição do
valor máximo de vapor que pode estar presente no ar, ou seja, provoca um
aumento da sua umidade relativa. Se a temperatura desce até ao chamado ponto de
orvalho, a densidade de vapor é a máxima, igual à de saturação. A partir desse
momento qualquer arrefecimento resultará em que o vapor em excesso tenha que
ser removido por condensação, formando-se gotículas de água que podem formar
nuvens.
A condensação do vapor
começa a ocorrer na base da nuvem, a que, por isso, se chama «o nível de
condensação». Se a temperatura de ponto de orvalho é negativa (nesse caso,
chama-se-lhe também o ponto de geada), o vapor pode passar directamente ao
estado sólido sob a forma de cristais de gelo, por sublimação. Quando uma
molécula livre se liga às vizinhas, perde energia cinética que é libertada para
o ambiente sob a forma de calor latente (cerca de 600 calorias por cada grama
de vapor de água condensada). As nuvens formam-se a partir da condensação do
vapor de água existente em ar úmido na atmosfera. A condensação inicia-se
quando mais moléculas de vapor de água são adicionadas ao ar já saturado ou
quando a sua temperatura diminui.
Classificação
Quanto ao aspecto
Estratiformes - nuvens de
desenvolvimento horizontal, cobrindo grande área; apresentam pouca espessura;
dão origem a precipitação de caráter leve e contínuo.
Cumuliformes - nuvens de
desenvolvimento vertical, em grande extensão; surgem isoladas; dão origem a
precipitação forte, em pancadas e localizadas.
Cirriformes - nuvens de
desenvolvimento horizontal. São fibrosas, de aspecto frágil e ocupam as altas
atmosferas. São formadas por cristais de gelo minúsculos e não dão origem a
precipitação; porém elas são fortes indicativos de precipitação.
Quanto à constituição
Sólidas - Podendo conter
gelo até mesmo de tamanho elevado, chegando a pesar 1 tonelada, se em nuvens
chamadas de negras ou tremulas.
Líquidas - constituídas
basicamente por gotículas de água.
Mistas - constituídas tanto
por gotículas de água quanto cristais de gelo.
Quanto ao estágio (altura)
De acordo com o Atlas
Internacional de Nuvens da OMM (Organização Meteorológica Mundial) existem três
estágios ou grupo de alturas de nuvens:
Altas - base acima de 6 km
de altura - constituídas por nuvens sólidas.
Médias - base entre 2 a 4 km
de altura nos pólos, entre 2 a 7 km em latitudes médias, e entre 2 a 8 km no
equador - podendo ser nuvens líquidas ou mistas.
Baixas - base até 2 km de
altura - constituídas de nuvens líquidas. Nuvens baixas a médias verticalmente
desenvolvidas podem alcançar altitudes de cerca de 3 km.
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