Prever o tempo observando as nuvens



Nuvens são um fenômeno tão belo e tão inspirador que eu acredito que todos nós, em algum momento, tiramos fotos de nuvens. Muitas vezes a foto nem foi apenas ou especificamente das nuvens, porém as nuvens compunham uma cena incrível que merecia ser fotografada. Em bancos de imagens gratuitas, encontramos dezenas de fotos maravilhosas de nuvens, como essa que ilustra o post e é cortesia do Unsplash

O tema meteorológico que mais comento aqui no blog são nuvens. Não tem como, é um assunto que amo desde criança e um dos que me inspirou a me tornar meteorologista. Além disso, atualmente eu trabalho com observações meteorológicas e onde trabalho, fazemos observações horárias de nebulosidade.

Além disso, nem só meteorologistas apreciam nuvens. No Dia Meteorológico de 2017, a importância poética e artística das nuvens foi mencionada no discurso daquele ano:

(…)

Porém falando não tão seriamente,  o Dia Meteorológico Mundial de 2017 será uma oportunidade para celebrar a beleza inerente e o apelo estético das nuvens, que tem inspirado artistas, poetas, músicos, fotógrafos e inúmeros outros entusiastas ao longo da história. O Dia Meteorológico Mundial marca o lançamento de uma nova edição do Atlas Internacional de Nuvens após a mais profunda e abrangente revisão em sua longa e distinta história.

(…)

Com a tag Arte e Meteorologia, mostro para vocês exemplos de como as artes se inspiram nas nuvens. Quem nunca olhou as nuvens e sonhou ou ao menos rendeu-se à pareidolia, imaginando formas e rostos nas nuvens? Até Spock se encantou com as nuvens!

Deixando a arte um pouco de lado, vamos falar de nuvens e previsão do tempo!

Feito com o Canva

 

Hoje vou falar para vocês como podemos prever o tempo apenas observando as nuvens. Claro que é preciso deixar claro que a previsão do tempo é um procedimento complexo, que envolve várias etapas. A gente acaba simplificando e dizendo que previsão do tempo é basicamente a previsão numérica do tempo.

A previsão do tempo é um conjunto de procedimentos que envolvem a observação meteorológica, a simulação numérica (usando as equações que descrevem as características físicas da atmosfera, os transportes de massa e de energia), a verificação dos resultados dessa simulação, a discussão desses resultados, eventuais correções e ajustes na simulação após a discussão e a divulgação para o público. A previsão numérica do tempo normalmente é o nome que a gente dá para a parte do procedimento que envolve apenas a simulação numérica.

Pequeno esquema que escrevi em meu commonplace book para explicar os principais procedimentos envolvidos no conjunto de procedimentos que é a Previsão do Tempo. A parte numérica (previsão numérica do tempo) é apenas uma parte de todo o processo. Em outras palavras, as simulações numéricas (a parte computacional) são apenas uma parte do conjunto todo e o computador não pode “fazer tudo”. A análise feita pelos profissionais de meteorologia com a verificação do funcionamento dos modelos e de seus resultados são parte fundamental da Previsão do Tempo.

Se você chegou ao meu blog agora e não tem ideia de como a previsão do tempo é feita, sugiro os seguintes posts:

É preciso dizer que antes de existir a previsão numérica do tempo, a previsão do tempo também era feita. O trabalho era feito através da observação meteorológica, já que uma pessoa observadora e com algum conhecimento pode prever o tempo da localidade em que vive há bastante tempo apenas observando o movimento das nuvens ou observando o comportamento dos animais, por exemplo. Agricultores mais velhos fazem isso até hoje.

Além dessa previsão do tempo mais rudimentar feita pelos agricultores, profissionais muitas vezes ligados às Forças Armadas também faziam a previsão do tempo. Eles utilizavam dados meteorológicos (observações meteorológicas) de diversas estações meteorológicas espalhadas por todo território de interesse e traçavam cartas sinóticas manualmente. A partir dessas cartas sinóticas conseguiam ter uma ideia qualitativa a respeito do deslocamento de fenômenos de escala sinótica, como frentes frias, por exemplo.

O repórter Narciso Vernizzi ficou famoso por ser um dos pioneiros na comunicação da previsão do tempo. Seu trabalho começou antes mesmo da popularização da previsão numérica do tempo. Há uma lenda de que ele telefonava para fontes na Argentina para saber sobre estava o tempo no país vizinho. Dessa maneira, ele sabia se uma frente fria estava sobre a Argentina e poderia dar um palpite mais certeiro, falando assim se esse fenômeno chegaria até o Brasil também. Essa anedota é apenas para vocês terem uma ideia de como era feita a previsão do tempo no passado, antes da previsão numérica do tempo ser utilizada operacionalmente.

A observação das nuvens tem um importante papel nessa previsão do tempo rudimentar, feita por agricultores, por exemplo. Mesmo não sabendo tecnicamente os nomes das nuvens pelo sistema de classificação de nuvens, os agricultores e outras pessoas que dependem do campo para sobreviver sabem que certos tipos de nuvem tem a ver com situações meteorológicas que se desenrolarão em algumas horas ou em alguns dias (nuvens do tipo Cirrus por exemplo anunciam a chegada de uma frente fria para daqui 1 ou 2 dias).

Feito com o Canva

O que as nuvens podem nos contar?

O que vou escrever a seguir será uma complementação de três posts daqui do Meteorópole que eu gosto bastante e são muito acessados por quem quer saber mais sobre nuvens:

Fui inspirada a voltar a falar sobre isso por esse texto do The Independent, que ao meu ver é um ótimo guia para quem está aprendendo o nome das nuvens ou tem nesse assunto como um hobby. Muitos escoteiros precisam conquistar habilidades referentes ao conhecimento sobre nuvens, então eu acho que esse post e os links que estou indicando ao longo dele serão de extrema ajuda para esse público também.

Nuvens Cumulus

As nuvens se formam quando o ar esfria até o ponto de orvalho, que é a temperatura na qual o ar não consegue mais manter todo o seu vapor de água. A essa temperatura, o vapor de água se condensa para formar gotículas de água líquida, que observamos como uma nuvem. Para que todo esse processo aconteça, o ar precisa ser forçado a subir na atmosfera ou o ar úmido precisa entrar em contato com uma superfície fria.

A gente precisa sempre lembrar que nuvens não são feitas de vapor d’água, uma vez que o vapor d’água é um gás e não conseguimos visualizar a maioria dos gases em situações normais. As nuvens são feitas de gotinhas d’água e/ou cristais de gelo!

Em um dia ensolarado, a radiação solar aquece a superfície da Terra, que por sua vez aquece o ar logo acima dela. Este ar aquecido sobe por convecção e forma as nuvens Cumulus. Muitos chamam as nuvens Cumulus de “nuvens de bom tempo”.

Nuvens Cumulus parecem bolinhas de algodão ou pipocas. Se você olhar atentamente para um céu cheio de nuvens Cumulus, poderá notar que todas as nuvenzinhas possuem bases planas, todas no mesmo nível de altura.

Nuvens Cumulus (Cu): reparem na base delas, que é reta e todas as nuvens possuem base na mesma altura. Fonte da imagem: WMO

Na altura da base dessas nuvens, o ar que estava no nível do solo e subiu para formar a nuvem chegou a temperatura do ponto de orvalho.

As nuvens Cumulus são chamadas de nuvens de “bom tempo” não por acaso. Elas não estão associadas a chuva, pelo menos não à chuva imediatamente, já que nuvens Cumulus podem aumentar de tamanho ao longo do dia e tornarem-se nuvens Cumulonimbus (Cb) no final da tarde e as nuvens Cb são nuvens de tempestade. Esse processo é bem comum no verão, são as tais chuvas de verão.

Mais uma imagem mostrando as bases de nuvens Cumulus. As nuvens Cumulus ainda podem receber um segundo nome dependendo de seu tamanho: Cumulus humilis (pequena), Cumulus mediocris (média) e Cumulus congestus (grande). Cortesia de Wikimedia Commons

Nuvens Cumulonimbus

Nuvem Cumulonimbus (Cb). Fonte da imagem: WMO

As nuvens Cumulus não produzem chuva, mas elas podem aumentar de tamanho ao longo do dia, conforme mencionei anteriormente.  Isso é comum no verão, com os Cumulus matinais se desenvolvendo em nuvens Cumulonimbus profundas, que são responsáveis por aquelas tempestades de fim de tarde.

Perto de sua base, as nuvens Cumulus são bem definidas, mas quando vão se desenvolvendo verticalmente vão ficando com contornos cada vez mais “finos”. Essa transição indica que a nuvem não é  feita apenas de gotículas de água, mas também de cristais de gelo. Quando rajadas de vento sopram gotas de água para fora da nuvem, elas evaporam rapidamente no ambiente mais seco, dando às nuvens de água uma borda mais definida. Por outro lado, cristais de gelo transportados para fora da nuvem não evaporam rapidamente, dando uma aparência fina, desfiada.

Os Cumulonimbus (Cb) geralmente têm a parte superior plana. Dentro do Cb, o ar quente sobe por convecção. Ao fazê-lo, ele esfria gradualmente até atingir a mesma temperatura da atmosfera circundante. Chega um nível em que o ar não consegue mais subir e se espalha, dando o aspecto de “bigorna” às nuvens Cb.

Nuvem Cb (Cumuloninbus) e observem o aspecto de bigorna (mais larga na base e no topo e mais estreita na parte central). Fonte da imagem: Wikimedia Commons

Nuvens Cirrus

Sobre as nuvens Cirrus (Ci), vale a pena ver esse post:

O que vou falar será um resumo/complemento do que falei no post do link acima.

Cirrus (Ci) são nuvens altas, localizadas em alturas acima de 10km. São nuvens bem finas, compostas inteiramente por cristais de gelo. Nuvens Cirrus são “carregadas” horizontalmente pelos ventos da alta atmosfera, por isso muitas vezes apresentam um aspecto desfiado e chegam a lembrar uma forma de “gancho” quando estão submetidas a correntes de vento em velocidades diferentes.

Nuvens Cirrus uncinus: nome dado a nuvem Cirrus quando apresenta esse aspecto que lembram ganchos. Imagem de Wikimedia Commons

Nuvens Cirrus em geral não apresentam precipitação no nível do solo. É até importante mencionar que podem produzir precipitação que não chega no solo. Vários tipos de nuvem podem apresentar precipitação que não chega no solo e normalmente essas nuvens possuem o termo virga em seu nome, para ressaltar esse característica de precipitação que não chega ao solo.

Cirrocumulus castellanus com virga. Cirrocumulus também é uma nuvem alta, como Cirrus que estamos discutindo. O termo castellanus é para ressaltar o pequeno desenvolvimento vertical que lembra pequenas torres. E o virga é o termo utilizado para representar uma nuvem que produz precipitação que não chega no solo. A virga pode estar presente em Cirrocumulus, Altocumulus, Altostratus, Nimbostratus, Stratocumulus, Cumulus e Cumulonimbus. Fonte da imagem: WMO

Porém em algumas situações, em altitudes ou latitudes altas, nuvens Cirrus podem produzir um pouco de chuva no nível do solo.

Se você começa a observar que o céu está ficando cada vez mais tomado por nuvens Cirrus, essa é uma indicação de que um sistema frontal está se aproximando. Sendo assim, é muito provável que ocorram mudanças nas condições meteorológicas em 24h-48h. O céu pode ficar gradualmente mais encoberto (com a chegada de nuvens baixas), pode chover e ocorrer queda de temperatura.

Nuvens tipo Ci (Cirrus). Fonte: WMO

Nuvens Stratus

Nuvens Stratus (St). Fonte: WMO

Stratus é uma camada de nuvem baixa contínua no céu. Quando temos situações de céu completamente encoberto, certamente estamos falando de uma camada de nuvens Stratus misturada com Stratocumulus.

Nuvens Stratus  se formam quando o ar sobe lentamente com um vento suave, trazendo ar úmido sobre uma terra fria ou superfície do mar. A nuvem Stratus é fina, então, embora as condições pareçam sombrias, a chuva é improvável e, no máximo, haverá um leve chuvisco (garoa).

Quando temos nevoeiro, temos uma nuvem do tipo Stratus (St). Quando o nevoeiro ocorre pela manhã (situação típica de inverno em partes de São Paulo e do Paraná, por exemplo), é provável que assim que ele se dissipe, um céu completamente azul e sem nuvens surja. O nevoeiro acaba impedindo que parte da radiação solar chegue até a superfície nas primeiras horas da manhã, então atrapalham a convecção de modo que nuvens tipo Cumulus não se desenvolvem ou se desenvolvem pouco.

Nuvens Lenticulares

Altocumulus lenticularis em Kamchatka, Rússia, na região dos vulcões Flat Tolbachik e Ostry. Cortesia de Shutterstock

Para saber um pouco mais sobre nuvens lenticulares, leia também o post abaixo:

As nuvens lenticulares  dão uma ideia dos movimentos extraordinariamente complicados da atmosfera. Nuvens lenticulares lisas, em forma de lente, formam-se à medida que o ar é soprado para cima e ao longo de uma cadeia de montanhas.

Em termos de classificação de nuvens, o termo lenticularis aparece como “sobrenome” das nuvens, ou seja, como um segundo nome para ressaltar uma característica importante da nuvem. Nuvens lenticularis (normalmente Altocumulus lenticularis) normalmente estão associadas com a topografia.

Depois de passar pela montanha, o ar “afunda” ao nível anterior, ou seja, a parcela de ar volta para a mesma altura que estava antes de passar pela montanha. Quando o ar afunda, aquece e o vapor d’água contido na parcela de ar evapora.

Porém parte do vapor d’água pode se manter e nesse caso a massa de ar sobe de volta permitindo que outra nuvem lenticular se forme. Isso pode levar a uma série de nuvens lenticulares, estendendo-se um pouco além da cadeia de montanhas onde ela se formou. Essa complexa interação foi registrada, por exemplo, em São José dos Campos e vizinhanças no ano passado.

Nuvem Altocumulus lenticularis sobre o Monte Ranier em Kent, Washington, Estados Unidos.

Kelvin-Helmholtz

Cirrus fluctus (Cirrus com Instabilidade Kelvin-Helmholtz). Fonte: Wikimedia Commons

Na verdade eu acredito que precisaria escrever um post apenas sobre o fenômeno Instabilidade Kelvin-Helmholtz. Eu já mencionei esse tema em dois posts (nesse e nesse), porém de maneira muito superficial.

Esse tipo de fenômeno é visível em nuvens do tipo Cirrus e o “sobrenome” dado é fluctus. Quando massas de ar em alturas diferentes se movem horizontalmente com velocidades diferentes, a situação torna-se instável. O limite entre as massas de ar começa a ondular, formando ondas maiores. As nuvens com instabilidade Kelvin-Helmholtz são raras pois só podemos ver esse processo ocorrendo na atmosfera se a massa de ar inferior contiver uma nuvem. A nuvem pode então traçar as ondas quebrando, revelando a complexidade dos movimentos que seriam invisíveis se não fosse pela presença das nuvens.

Assim como a característica lenticularis, a característica fluctus não nos ajuda a prever o estado da atmosfera nas próximas horas, porém são fenômenos interessantes que revelam a complexidade dos movimentos na atmosfera o que reflete em um dos desafios encontrados pelos meteorologistas para desenvolverem e aperfeiçoarem os modelos meteorológicos.

Cirrus fluctus. Cortesia: Wikimedia Commons

Links adicionais finais

Além dos links mencionados ao longo do texto, recomendo:

Dica de livro

O Meteorópole é afiliado da Oficina de Textos, uma editora séria que reconhecidamente conta com livros de qualidade e em português dentro de diversas áreas do conhecimento. Um livro super recomendado para quem está iniciando seus estudos em Meteorologia é Meteorologia: noções básicas, que conta com um time de autores excelentes (Rita Yuri Ynoue, Michelle S. Reboita, Tércio Ambrizzi, Gyrlene A. M. da Silva), todos professores de cursos de Meteorologia de diversas regiões do Brasil.

Hoje, o jornal em qualquer mídia apresenta e explica a dinâmica meteorológica. Embora façam parte de um sistema complexo, os fenômenos meteorológicos são apresentados nesta obra de forma simples e didática, desde os conceitos básicos de composição e estrutura da atmosfera até a previsão do tempo e do clima e as mudanças climáticas. {x}

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