Como se formam as nuvens?

Posted by on 10-out-2011 in Blog, Nuvens, Vapor d'água | 0 comments

O ar é composto por diversos gases, dentre eles, o vapor d’água.  Para que as nuvens sejam formadas, o vapor d’agua contido em uma parcela de ar precisa se condensar, ou seja, passar do estado gasoso para o estado líquido. Falamos sobre condensação e outros processos de mudança de fase (ou de estado) aqui.

Sendo assim, as nuvens são constituídas principalmente de água no estado líquido. Sim, são microgotículas de água! São tão pequenas que não conseguimos ver o formato da gota. Essas microgotículas ficam todas agrupadas,  formando assim as nuvens.

Tenho certeza que você já viu nuvens formando-se artificialmente em seu dia a dia. Vejamos alguns exemplos:

- Uma panela com comida ou água muito quente:  muitas pessoas dizem que está saindo ‘vapor’ ou ‘fumaça’ da panela. Vapor (vapor d’água) não pode ser, porque vimos aqui que trata-se de um gás e portanto é invisível. Também não pode ser fumaça,  já que não temos algo em combustão.

Figura 1: A temperatura elevada da panela fez com que a água do alimento entrasse em ebulição, passando do estado líquido para o gasoso (vapor d’água). O vapor d’água, ao entrar em contato com o ar (que está mais frio) volta para o estado líquido, no processo chamado condensação, formando esta nuvenzinha logo acima da panela.

- Saindo do banho e o banheiro todo ‘enevoado’. O uso da palavra enevoado inclusive está correto, pois vem de névoa, uma palavra que significa nuvem. Muitas vezes de maneira errada falamos fumaça ou vapor. Mas mais uma vez: não é vapor e sim uma nuvem!

Figura 2: Parte da água quente que sai do chuveiro, evapora. E esse vapor condensa-se no ambiente.

- Dia frio. Em alguns locais do Brasil, temos temperaturas baixas em certas épocas do ano. Saímos de casa pela manhã quentinhos e agasalhados. Então damos uma ‘baforada’ e vemos uma mini-nuvem saindo de nossa boca.

Figura 3: A moça, em um dia bastante frio, expele ar de sua boca. O vapor d’água contido nesse ar condensa-se ao encontrar a temperatura mais baixa no exterior.

Por que os fenômenos listados acima ocorrem? Por que o vapor d’água encontrou condições para passar para o estado líquido (condensação). Lembram do exemplo da latinha de refrigerante?

Figura 4: O vapor d’água condensa-se sobre a latinha gelada!

Nesse caso, a ocorrência da condensação é bem vísivel, quero dizer, vemos a água que condensou-se sobre a superfície fria da lata. No caso das nuvens, sejam as artificiais listadas acima ou as naturais, também é necessário uma superfície com temperatura mais fria. E como ter esta situação?

Pense em um dia bem quente e úmido, o que normalmente ocorre no verão da maior parte do território brasileiro. Em um dia assim, a superfície de nosso planeta  se aquece rapidamente. Pense o quando é difícil andar descalço em uma praia ou no asfalto em um dia assim.

Figura 5: Em algumas situações, a superfície e uma fina camada de ar logo acima dela ficam bem mais quentes que o restante o ar, formando o fenômeno de miragem.

A superfície de nosso planeta então aquece parcelas o ar logo acima dela, nos primeiros metros da atmosfera. Assim, essas parcelas de ar mais quente são forçadas a subir, já que o ar mais quente é menos denso. Para compreender isso, vamos lembrar dos balões de ar quente, por exemplo (aqueles que utilizam grandes tochas de fogo). Os balonistas aquecem o ar no interior do balão, e este ar, por ser mais leve, é forçado a subir.

Figura 6: Balões de gás quente: o ar no interior do balão é aquecido com uma chama a gás. Como o ar de dentro do balão está mais quente do que o ar ambiente, ele é portanto menos denso e por isso sobe.

Então cada parcela de ar quente logo acima da superfície comporta-se como um ‘balão invisível’. Essas parcelas sobem, sobem… e a natureza aproveita-se delas:

Figura 7: Algumas aves, como o condor, urubu e o milhafre-real(fotos) aproveitam-se do ar quente em ascensão para apenas planarem, ou seja, voarem sem bater as asas.

Algumas aves aproveitam-se dessas parcelas de ar quente (também chamadas de termas) para planarem, e ficarem sossegadas, voando sem precisar bater asas. O mesmo procedimento é utilizado por asa-deltas, ultraleves e parapentes.

Figura 8: ultraleves, parapentes e asa-deltas são desenhados para que aproveitem-se de termas para subir e fazer seus movimentos.

Se essas parcelas subirem até uma altura onde encontram temperaturas mais baixas que favoreçam a condensação, o vapor d’água contido nessas parcelas pode condensar e então formar as nuvens.

Figura 9: processo de formação de nuvens através de termas, que são parcelas de ar quente que sobem, já que são menos densas. Na figura podemos inclusive ver a representação deu um planador, logo abaixo da nuvem [1

Vamos relembrar do caso da latinha. O ar ambiente encontrou a superfície mais fria da latinha e então o vapor d’água contido nesse ar condensou-se. Mas, e no caso da parcela de ar que formou a nuvem? Em qual superfície o vapor d’água condensou-se para formar essas gotículas?

Na atmosfera há pequeníssimas partículas em suspensão, invisíveis a olho nu. Essas partículas são chamadas núcleos de condensação, pois tem afinidade com a água. Elas são a superfície onde o vapor d’água condensa-se. Núcleos de condensação podem ser pólen, poeira, partículas de sal, fumaça etc.

Figura 10: Muitas partículas podem atuar como núcleos de condensação. Desde partículas naturais (sal marinho, poeira de deserto, etc) até as fabricadas pelo homem (poluentes, fuligem, etc). Na figura, temos uma enorme nuvem de poluentes na Índia

Quando a água condensa-se sobre essas partículas, temos então a formação das pequeníssimas gotas que formam uma única nuvem!

Nos próximos posts, teremos mais informações sobre este assunto. Até mais!

Bibliografia e notas:

- Algumas fotos que ilustram foram tiradas do serviço Stock.Xchng que fornece algumas fotografias gratuitras para este tipo de uso. Para mais informações, clique na própria foto.

- Minha crônica sobre nuvens, no Stoa.

-  Um antigo post sobre o assunto, que escrevi no Stoa.

[1]  Adaptado de FORSDYKE, A.G. Previsão do tempo e clima. Coleção prisma. ed. Melhoramentos. l978

- Cloud Condensation Nuclei, Wikipedia.

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