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Tipos de nuvens e suas localizações

Atualizado: 4 de fev.


Para os interessados ou curiosos de Meteorologia em geral


Tipos de nuvens e suas localizações

Meteorologia


É o estudo dos movimentos e fenómenos da atmosfera terrestre nas suas relações com o clima, com o fim de efectuar a previsão do tempo, por medições de temperatura, precipitação, pressão atmosférica, velocidade e direcção do vento, etc..


As nuvens são um conjunto de partículas minúsculas de água e/ou cristais de gelo no ar.


Quando duas massas de ar diferentes entram em contacto, elas não se misturam. Elas se empurram ao longo de uma linha chamada frente. Quando uma massa de ar quente encontra uma massa de ar frio, o ar quente sobe por ser mais leve.


Através de processos de condensação de vapor de água, devido à saturação de humidade, dá origem à formação de nuvens ou nebulosidades de diversos tipos e formatos.


As Nuvens são classificadas com base em dois critérios: aparência e altitude.


Classificação das nuvens:


Tipos de nuvens e suas localizações

 Nuvens altas - 6000 a 12000 metros


· Cirros (Ci) - Nuvens isoladas - filamentos brancos e delicados - bancos ou faixas estreitas brancas ou quase brancas. Aspecto fibroso ou sedoso.


· Cirro-cúmulos (Cc) - Lençol ou camada delgada de nuvens brancas, sem sombras próprias, constituídas por elementos muito pequenos, ligados ou não e dispostos mais ou menos regularmente.


· Cirro-estratos (Cs) - Véu nebuloso transparente e esbranquiçado, de aspecto fibroso ou liso, que cobre total ou parcialmente o céu.



Nuvens médias - 2000 a 6000 metros


· Alto-cúmulos (Ac) - Lençol ou camada de nuvens brancas ou cinzentas, geralmente com sombras próprias, constituídas por lâminas. Ás vezes parcialmente fibrosas ou difusas, ligados ou não.


· Alto-estratos (As) - Lençol ou camada de nuvens acinzentadas ou azuladas de aspecto estriado, fibroso ou uniforme, que cobre total ou parcialmente o céu, e tem proporções suficientemente ténues para que se veja o sol.



Nuvens baixas - Solo a 2000 metros


· Estrato-cúmulo (Sc) - Lençol ou camada de nuvens cinzentas ou esbranquiçadas, quase sempre com porções escuras, de aspecto não fibroso, ligados ou não.


· Estratos (St) - Camada nebulosa, geralmente cinzenta, de base bastante uniforme.

Quando se vê o sol através da camada, o contorno é nítido. A precipitação, quando existe, é sob a forma de chuvisco.


· Nimbo-estratos (Ns) - Camada nebulosa cinzenta, muitas vezes sombria.

O aspecto torna-se difuso pela queda mais ou menos contínua de chuva ou neve.

É suficientemente espesso para ocultar o sol.

Por baixo da camada existem frequentemente nuvens baixas esfarrapadas, ligadas ou não a ela.



Cloudspotting documentary for BBC

Documentário que sempre passei nos cursos.

 



Nuvens de desenvolvimento vertical - 500 a 12000 metros


· Cúmulos (Cu) - Nuvens isoladas, geralmente densas e de contornos nítidos. Desenvolvem-se verticalmente em forma de montículos, cúpulas, torres, etc; cuja região superior parece uma couve-flor.

As proporções iluminadas pelo sol são quase sempre de um branco brilhante, enquanto a base é sombria, e sensivelmente horizontal. Estas nuvens (Cu) são, às vezes esfarrapadas.


Os cúmulos podem ainda ser divididos em:

· Cúmulos humilis

· Cúmulos mediocris

· Cúmulos conjestus

· Cumulonimbus (Cb) - Nuvem densa e forte, de grande extensão vertical, em forma de montanha ou enormes torres.

A região superior, pelo menos em parte é, em regra lisa, fibrosa ou estriada, e quase sempre achatada.

Esta parte espraia-se frequentemente em forma de bigorna.


Filme com belas imagens de nuvens por Kym Fielke


O ar ascendente é um processo chave na produção de nuvens e precipitação

O movimento do ar (vento) é formado por diferenças de pressão na atmosfera terrestre, que por sua vez se devem a diferenças de temperatura.

Na verdade, o Sol aquece a superfície da Terra de forma desigual, criando áreas de alta e baixa pressão.

O ar sempre se move de áreas de alta pressão para áreas de baixa pressão, gerando assim o vento.



Como a pressão atmosférica diminui com a altitude, existe uma força que tende a deslocar as moléculas de ar das altas pressões (no solo) para as baixas pressões (em altitude).


Se o nosso planeta tem uma atmosfera é porque a força da gravidade contrabalança essa força e impede que as moléculas se escapem livremente para o espaço.


Na ausência de outros processos que favoreçam a ascensão do ar, estas duas forças equilibram-se (é o chamado equilíbrio hidrostático) e não há uma força resultante que faça o ar subir ou descer.

São os processos que rompem o equilíbrio hidrostático e levam à ascensão de ar húmido que dão origem à formação das nuvens.



O que dá origem à elevação do ar que leva à formação das nuvens?


A ascensão de ar pode ser produzida por convecção, por convergência de ar, por elevação topográfica ou por levantamento frontal.


Tipos de ascenção de ar para formação de nuvens


1. Convecção - bolhas de ar que se elevam


À medida que a Terra vai sendo aquecida pelo Sol, há bolhas de ar quente (e menos denso) que se elevam como se fossem balões de ar quente.

Continuarão a subir enquanto existir uma instabilidade (enquanto a sua temperatura for mais elevada do que o ar por cima delas).


À medida que vão arrefecendo e perdendo o seu poder de elevação, vão-se diluindo-se no ar circundante.


Mas há outras bolhas que se formam a seguir e que seguem o mesmo caminho, subindo geralmente sempre um pouco mais do que as anteriores até que conseguem subir o suficiente para que o seu arrefecimento corresponda à chamada temperatura «de orvalho», a que se atinge a saturação do ar.


A humidade dentro dela (o vapor de água) começa então a condensar em gotículas que se tornam visíveis sob a forma de uma nuvem convectiva (caracterizada pelo seu rápido desenvolvimento vertical).


Termicas e nuvens

A convecção implica uma transferência de calor da superfície para a atmosfera - o chamado fluxo de calor latente (baseado na evaporação e condensação da água).


Cada vez que a água muda de estado há uma troca de energia - o chamado calor latente, o calor necessário para que a água passe do estado líquido para o gasoso, sem que a sua temperatura seja aumentada. Este calor é retornado/libertado quando o vapor se condensa na forma de nuvem.


A evaporação ocorre quando uma molécula se liberta do conjunto das suas vizinhas, por aumento da sua energia cinética à custa de energia extraída ao ambiente (cerca de 600 calorias por cada grama de água líquida evaporada).


A condensação ocorre quando uma molécula se torna suficientemente lenta para se poder ligar a um conjunto das moléculas (líquidas) vizinhas e resulta na libertação do calor latente para o ambiente.


Se a camada superior da atmosfera for pouco instável, o crescimento vertical será restrito e formar-se-ão apenas cúmulos de bom tempo ou estratos-cúmulos.


Se a camada é mais instável, o crescimento vertical poderá prosseguir, formando-se cumulus congestus ou cumulonimbus (CB), que já poderão dar origem a chuva.


Quando a alimentação de novas bolhas cessar, a nuvem dissipar-se-á.


Nuvens cúmulos se dissipando

© Stephen J Gledhill


2. Convergência - a elevação de camadas de ar


Quando há uma convergência de ar chegando na horizontal a uma região, o ar é forçado a elevar-se porque não pode ir para baixo.


É o que acontece nas regiões com baixas pressões, para cujo centro o ar converge a partir das regiões circundantes, com pressões atmosféricas mais elevadas.


Podem elevar-se camadas de ar numa extensão de centenas de quilómetros.

Este fenómeno tende a resultar na formação de nuvens.


O movimento ascendente de ar é mais fraco do que o associado à convecção e por isso as nuvens que se formam são geralmente menos desenvolvidas verticalmente que as que são geradas por convecção.



Nota:

Nos anticiclones (centros de altas pressões), o ar flui para o exterior, afastando-se em espiral do centro.

Isso acaba por resultar num movimento descendente do ar que contraria qualquer elevação do ar que pudesse levar à formação de nuvens.

É por isso que os anticiclones estão geralmente associados a céu limpo.


Tipos de formações de nuvens

3. Topografia - que produz nuvens orográficas


Quando os ventos horizontais são confrontados com uma montanha, o ar é forçado a subir.

Se o ar que se eleva arrefecer até à temperatura de orvalho, o vapor de água condensa e pode-se formar uma «nuvem orográfica».


O tipo exacto de nuvem depende da altura do obstáculo topográfico e da humidade e estabilidade do ar.


  • Nas pequenas elevações, podem formar-se cúmulos ou estratos-cúmulos;

  • Nas elevações maiores podem formar-se alto-cúmulos;


Estratos de nuvens por altitude

Nota:

no outro lado do obstáculo, o ar desce, fica comprimido e aquece, o que não favorece a formação de nuvens.
Efeito foehn

O efeito Foehn ocorre em regiões de cadeias montanhosas.

O termo Föhn, em alemão, significa secador de cabelo.

Por isso, o ar seco e quente que desce a montanha foi descrito como um vento "secador de cabelo".


Durante a descida, a pressão aumenta e a temperatura aumenta por compressão do ar.

O ar que desce do outro lado da montanha (sotavento) tem maior temperatura do que o ar antes de subir a montanha, na mesma altitude, por ter perdido a sua humidade.

O ar mais seco fica mais quente que o ar húmido em uma mesma altitude, pois a humidade reduz a temperatura do ar.


4. Levantamento Frontal


Numa frente, o encontro entre massas de ar a diferentes temperaturas e humidades faz com que o ar mais quente ascenda por cima do ar frio que, como é mais denso, tende a ficar perto do solo.


Frente fria em animação

A ascensão do ar acaba por resultar na formação de nuvens que surgem logo à frente da superfície frontal no solo, no caso de uma frente fria.

E bastante à frente da superfície frontal no solo, no caso de uma frente quente (ver frentes).


Nuvens de desenvolvimento vertical CB cumulonimbus

Instabilidade na atmosfera


Diz-se que a atmosfera está estável quando a ascensão de ar é improvável (uma bolha de ar em ascensão volta a descer porque está mais fria do que o ar ambiente).


Diz-se que a atmosfera está instável quando a ascensão de ar é provável (uma bolha de ar em ascensão pode continuar a subir porque continua mais quente do que o ar ambiente).


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 despendida 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.

A transformação adiabática ocorre quando um gás sofre expansão ou compressão muito rapidamente, sem que haja tempo suficiente para transferências de calor.


Podemos ignorar as fugas para o exterior e considerar que o ar se esfria apenas por descompressão: a temperatura diminui ao se reduzir 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 9,8º C/km para ar seco (não saturado) ou 1°C por cada 100m.


Quando o ar desce, é comprimido e aquece também segundo a mesma taxa (9,8º C/km).



Documentário sobre a atmosfera terrestre


Suponhamos que uma bolha de ar com uma temperatura média de a 9,8ºC está à superfície e a temperatura do ponto de orvalho é 0ºC.


Se o ar ascende, ficará saturado à altitude de 1 km.

Se continuar a ascender, continuará a expandir-se e a arrefecer mas agora o ar estará saturado.


Haverá então condensação de vapor de água que libertará calor latente, contrariando ligeiramente o arrefecimento associado.


Por isso, a taxa de arrefecimento adiabático para ar húmido (saturado) é ligeiramente menor: cerca de 6º C/km.


A atmosfera é dita absolutamente instável (uma situação não muito comum) se a taxa de arrefecimento da temperatura do ambiente com a altitude for maior do que 9,8ºC/km.

Nessa situação, uma bolha de ar em ascensão estará sempre mais quente que o ambiente.


Se essa taxa for menor do que 6ºC/km, a atmosfera é dita absolutamente estável.

Nessa situação, uma bolha de ar em ascensão estará sempre mais fria do que o ambiente.


Se a taxa de arrefecimento da temperatura do ambiente com a altitude cair algures entre 9,8 e 6ºC (uma situação muito comum), a atmosfera é dita condicionalmente instável.


Nessa situação, uma bolha de ar em ascensão continuará a subir ou não, dependendo do ar ficar ou não saturado algures no seu caminho ascendente.


O Homem em constante aventura pelo Planeta

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