Como a neve se forma?



A neve  se forma quando o vapor d’água passa diretamente para a fase sólida, sem passar pelo estado líquido. Normalmente resume-se desta maneira, mas veremos abaixo que o processo de formação de neve envolve mais algumas coisinhas.

Aqui no Brasil não estamos muito acostumados com neve na maior parte de nosso território. Podemos observar neve no inverno na Região Sul do Brasil, principalmente na serra gaúcha e catarinense, onde temos latitudes mais altas do que no restante do território e também temos a altitude. Esses dois fatores combinados fazem com que as temperaturas durante o inverno sejam baixas o suficiente para que em algumas situações neve seja observada.

Em 04 de agosto de 2010, bastante neve foi observada em cidades da serra catarinense. Separei a foto abaixo (que vi na Wikipedia), mas esse episódio foi destaque em diversos jornais. Aqui, por exemplo, há mais fotos do fenômeno.

Neve na cidade de São Joaquim-SC, localizada na serra catarinense. Essa imagem é de 04 de agosto de 2010. Fonte: Wikimedia Commons
Neve na cidade de São Joaquim-SC, localizada na serra catarinense. Essa imagem é de 04 de agosto de 2010. Fonte: Wikimedia Commons

Outro episódio famoso de neve na serra catarinense foi em 28 de junho de 2011. O frio foi bastante intenso. Além de neve, as temperaturas abaixo de 0°C congelaram água em lagos açudes:

67373-970x600-1
Neve em Urupema-SC em 28 de junho de 2011. Fonte: Folha

Urupema, Urubici e São Joaquim são municípios da serra catarinense. São Joaquim é conhecida como a Capital Brasileira da Neve, atraindo inclusive um tipo de turismo interessante: os caçadores de neve. Sei de casos de alguns meteorologistas (amadores ou não) que quando fazem a previsão do tempo e constatam que há grandes chances de neve por lá, pegam o primeiro ônibus para a região.

Até hoje (20 de maio de 2013) não soube de nenhuma ocorrência de neve no ano de 2013 aqui no Brasil. Bom, neve assim um pouco mais intensa. O pessoal de São Joaquim-SC registrou uma quirera em 07/05/2013 (na semana retrasada), que são floquinhos de neve muito pequenos e que caem por pouco tempo. Já é um indício de neve, que certamente deixou muita gente entusiasmada.

Mas calma, né? Ainda estamos no outono. Quem sabe nos próximos meses :). Eu sei que muitos leitores meus gostam de neve. Os foristas do Abaixo de Zero, fórum sobre meteorologista e bastante focado no frio, devem estar esperando ansiosamente.

Neve no Brasil é um fenômeno raro, muito restrito e muito celebrado também. É bem provável que a maioria dos meus leitores nunca tenha visto neve.  Por outro lado, talvez muitos dos leitores já tenham visto granizo. O granizo forma-se dentro de nuvens Cumulonimbus (Cb). Nuvens Cb podem ser muito altas, atingindo alturas superiores a 15km. No topo dessas nuvens, a temperatura é tão baixa que as gotículas das nuvens congelam.

Perceberam a diferença fundamental entre granizo e neve? A neve é quando o vapor d’água passa diretamente para o estado sólido. Já quando o granizo se forma, o vapor d’água  passa primeiro para o estado líquido (condensação) e depois passa para o estado sólido (congelamento).

Em algumas situações, o granizo até pode se acumular na superfície. Isso normalmente ocorre quando o granizo cai em muita quantidade. Esse tipo de situação já aconteceu algumas vezes e é comum ouvir das pessoas que “caiu neve”. Na verdade, é granizo. Por exemplo, no dia 28 de fevereiro deste ano ocorreu uma tempestade com granizo em São João da Boa Vista – SP. O granizo ficou acumulado e as pessoas fotografaram:

816-São-João-da-Boa-Vista-SP-28-02-13-Wellynton-Andrade
Isso não é neve! É um monte de granizo acumulado.

A neve pode ter o formado de flocos ou de grãos. Em inglês, usa-se o termo ice pellets (ou sleet) e snow flakes. Logo que a neve cai, ela é bastante aerada e tem um aspecto ‘fofinho’. Com o passar das horas, a neve derrete totalmente ou parcialmente com o calor da superfície da Terra. Quando volta a esfriar, ela congela. Essa situação é bastante perigosa, pois muitas pessoas escorregam nessa camada de gelo. Mais neve cai e ao longo de um inverno rigoroso uma camada grossa e compactada de neve pode se formar ao longo dos dias, pois a temperatura não é alta o suficiente para derreter o gelo.

Cidades de locais com inverno muito rigoroso gastam muito dinheiro e mão de obra para manter as coisas funcionando. Imaginem a manutenção das estradas! São necessários caminhões especiais para remover a neve das ruas e estradas. Os moradores precisam remover a neve de sua calçada. Em muitos locais, se não removerem a neve, a prefeitura multa os moradores.

A forma e disposição do cristal de gelo depende das condições de temperatura e pressão no momento da sua formação. Ao viajar pelo interior da nuvem, um cristalzinho de gelo pode passar diferentes processos. O Processo de Bergeron a formação do floco de neve dentro da nuvem.

O processo de Bergeron aplica-se a nuvens frias. Em nuvens quentes, falamos do processo de colisão-coalescência (ok, preciso escrever um post sobre isso, como tantos outros que prometi rs).

O fato é que a água possui algumas características bem interessantes e vamos destacar duas delas para falarmos deste processo.

– As gotículas de nuvem não congelam a 0°C! Para falar a verdade, água pura e suspensa no ar só vai congelar lá pelos -40°C. Dentro da nuvem, pode existir água líquida em temperaturas entre 0°C e -40°C. Essa é a chamada água superresfriada.  Como os núcleos que formam gotículas de água são muito mais abundantes que núcleos que formam cristais de gelo, nas nuvens com temperaturas entre -10° C e -20° C gotículas de água superesfriada são muito mais abundantes que cristais de gelo, ao menos inicialmente. De fato, um só cristal de gelo pode estar rodeado por centenas de milhares de gotículas de água superesfriada.

– Temos então a segunda característica interessante da água: pense numa molécula de água. Ela consegue escapar mais rapidamente das gotículas de água líquida superresfriada do que de um cristal de gelo.  A pressão de vapor de saturação sobre cristais de gelo é muito menor que sobre gotículas de água superesfriada. Assim, quando o ar está saturado com relação às gotículas líquidas (Umidade Relativa = 100%) ele estará supersaturado para os cristais de gelo. Não é correto dizer assim, mas se calculássemos, a umidade relativa para os cristais de gelo seria superior a 100%. quando a umidade relativa é 100% em relação à água, ela será de 110% em relação ao gelo.

Nas palavras da Prof. Alice Grimm:

O processo de Bergeron depende da diferença entre a pressão de saturação do vapor sobre a água e sobre o gelo. Consideremos uma nuvem na temperatura de -10° C, onde cada cristal de gelo está rodeado por muitos milhares de gotículas líquidas. Se o ar está inicialmente saturado em relação à água líquida, ele está supersaturado em relação aos recém-formados cristais de gelo. Como resultado desta supersaturação, os cristais de gelo coletam mais moléculas de água que perdem por sublimação. A deposição remove vapor d’água da nuvem e por isso cai a umidade relativa abaixo de 100%, e as gotículas se evaporam. Assim a evaporação contínua das gotículas fornece uma fonte de vapor e os cristais de gelo crescem às custas das gotículas de água superesfriada

O processo descrito acima pode ser observado na figura abaixo:

O Processo de Bergeron. Fonte: Apostila da Prof. Alice Grimm
O Processo de Bergeron. Fonte: Apostila da Prof. Alice Grimm

Mas então o floquinho de neve sai de dentro da nuvem, após passar pelo processo de Bergeron. Os cristais de gelo podem crescer também colidindo e aderindo uns aos outros, formando cristais maiores, que são os flocos de neve. Este é o processo de agregação. Quando a temperatura da superfície está acima de 4° C, os flocos de neve geralmente derretem antes de atingir o solo e continuam caindo como chuva.

Embora granizo não seja o foco dessa postagem, vamos falar sobre ele rapidamente. No caso do granizo, temos um mecanismo diferente.  Os cristais de gelo caem e vão encontrando gotículas de água superresfriada. Essas gotículas congelam sobre o cristal de gelo.  Esse processo chama-se acreção.  Na verdade, pudéssemos cortar um granizo ao meio para estudá-lo, veríamos que ele é composto por várias camadas de gelo.

As diferentes camadas do processo de acreção. Fonte: Wikimedia Commons
As diferentes camadas do processo de acreção. Fonte: Wikimedia Commons

As fotos de neve não são muito comuns aqui no Meteorópole. Nossos leitores mandam lindas fotos de nuvens, fotos de céu maravilhosas, mas foto de neve é bem raro. Que eu me lembre, foi apenas uma: a Beatriz nos mandou essa fotografia que ela tirou na região de Estrasburgo, na França:

Estrasburgo

Um boato muito comum no meio meteorológico é que teria ocorrido neve em São Paulo-SP (sim, na capital, na terra da garoa, na paulicéia desvairada!). Pode ser que tenha ocorrido neve em Campos do Jordão, embora eu não tenha nenhuma informação a respeito. Geadas são bem comuns naquela cidade, mas tratam-se de um fenômeno bem diferente da neve. A geada forma-se sobre as superfícies frias, numa manhã muito gelada, com temperaturas próximas de 0°C e após noites sem nuvens. A geada não é uma forma de precipitação, uma vez que ela não ‘cai’ de nenhuma nuvem.

O frio é mais intenso lá em Campos do Jordão ocorre por que a altitude contribui: a cidade está a na Serra da Mantiqueira, numa altitude de certa de 1600m acima do nível do mar. Mas aqui em São Paulo-SP a fenômeno nunca foi observado. Há algum tempo escrevi um post sobre este assunto. Neve em São Paulo-SP é algo que já virou um mito, uma espécie de lenda na cidade.

E voltando a falar em altitude: ela tem um papel fundamental na temperatura da atmosfera. Quanto maior a altitude, menor a temperatura e a pressão do ar. É por essa razão que encontramos neve em montanhas localizadas em latitudes bem baixas (ou seja, localizadas próximas a linha do Equador). Na Cordilheira dos Andes, por exemplo. A cordilheira se estende por várias latitudes, vai até o sul da América do Sul, mas há uma parte da cordilheira que está localizada em área tropical. Entretanto, as altitudes superiores a 3000m fazem com que a temperatura seja bem baixa e o gelo fique por lá por anos e anos. São as tais neves eternas. Mesmo durante o verão, quando a radiação solar que chega até a superfície é mais intensa, essa neve não derrete. A altitude ainda deixa a temperatura bem baixa. Além dos Andes, temos neves eternas nas Montanhas Rochosas, no Himalaia, nos Alpes Europes, no Monte Kilimanjaro e no Monte Fuji.

A neve eterna também ocorre nas regiões polares. A baixa incidência de radiação solar faz com que não haja calor suficiente para ocasionar o derretimento das neves precipitadas durante o inverno. As temperaturas são tão baixas que mesmo durante o verão a precipitação observada por lá é na forma de neve.

Monta Kilimanjaro. Fonte: Wikimedia Commons
Monta Kilimanjaro. Fonte: Wikimedia Commons

Sei que o assunto neve vai retornar de tempos em temos. E como em vários outros casos, vou escrever posts complementando o assunto ou com novas informações. Continuem acompanhado. Ah, aceito fotos de neve. Se você viu neve em sua cidade ou durante as férias, mande pra cá:)