Aula Nuvens 2018

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NUVENS Uma nuvem é o resultado da aglomeração de um

grande número de gotículas d’água, cristais de gelo ou a mistura de ambos. Em geral, as nuvens são sustentadas por correntes ascendentes na atmosfera e, apesar de parecerem flutuar, os elementos que as compõem caem lentamente em relação ao ar circundante.

O diâmetro das gotículas que constituem as nuvens é muito pequeno, variando de 5 a 15, com um valor médio de 10. A união de várias destas gotículas

origina um número menor de gotas maiores que se precipitam em relação ao solo, quando vencem pelo

próprio peso, as correntes ascendentes. De acordo com o diâmetro, essas gotas recebem o nome de chuvisco ou chuva.

A formação de uma nuvem se dá quando uma parte do vapor d’água contido na atmosfera passa para a fase líquida ou sólida. Para que tal transformação se realize é preciso que existam determinadas condições como: a) Número suficiente de núcleos de condensação ou aerossóis (partículas em suspensão na atmosfera, núcleos higroscópicos), ao redor dos quais se fixará o vapor por condensação ou sublimação; b) O ar deve estar saturado ou próximo à saturação. A condensação contínua, exige algum meio de suprimento contínuo de vapor d’água, a fim de manter a saturação.

A maioria das nuvens se forma devido aos movimentos verticais.

Vapor  líquido (condensação, evaporação) Líquido  sólido (congelamento, fusão) Vapor  sólido (sublimação)

As trocas de fase da água têm um papel primordial na microfísica da nuvem. As trocas acima, da esquerda para a direita são de primordial importância meteorológica.

Na atmosfera existem muitos tipos de núcleos de condensação; alguns deles se umidecem a umidades

inferiores a 100% e são responsáveis pelo aparecimento de névoas. Os núcleos relativamente grandes podem crescer até o tamanho de gotículas. Uma característica importante

da atmosfera é a de conter núcleos de condensação suficientes para a formação de nuvens quando a UR alcança 100%.

Para que haja a formação de gelo na nuvem é preciso que existam núcleos de congelamento (gelo) e a temperatura seja inferior a 0C. Nas nuvens pode existir

água a temperaturas abaixo de zero grau (água subresfriada). Para o congelamento da água pura é preciso que a temperatura seja inferior a -40C. O número de núcleos de congelamento é bem menor que o número de núcleos de condensação.

Para facilitar o estudo da distribuição dos gêneros

de nuvens com a altitude dividimos a atmosfera em 3 camadas, cujos limites são apenas convencionais e variam

do pólo para o Equador. O limite inferior da camada baixa é a superfície da

Terra, lembrando, porém, que não são classificados como nuvens os conjuntos de partículas de natureza hídrica

quando justapostos à superfície. Por convenção, a parte da atmosfera na qual estão presentes as nuvens foi dividida

em 3 estágios ou camadas: Baixa, Média e Alta.

CAMADAS

Regiões polares

Regiões temperadas

Regiões tropicais

Alta

De 3 a 8 km

De 5 a 13 km

De 6 a 18 km

Média

De 2 a 4 km

De 2 a 7 km

De 2 a 8 km

Baixa

Da superfície até 2 km

Da superfície até 2 km

Da superfície até 2 km

Cada estágio está definido pelo conjunto dos níveis em que as nuvens se apresentam mais freqüentemente, tendo-se, portanto:

Nuvens altas (camada superior) Cirrus (Ci) Cirrostratus (Cs) Cirrocumulus (Cc) Nuvens médias (camada média) Altocumulus (Ac) Altostratus (As) Nimbostratus (Ns) Nuvens baixas (camada inferior) Stratus (St) Stratocumulus (Sc) Além dessas, existem as nuvens de grande desenvolvimento vertical que possuem suas bases na camada inferior, mas penetram na camada média e alta com freqüência. Cumulus (Cu), Cumulonimbus (Cb).

Denominamos NEBULOSIDADE total a fração da abóbada

celeste encoberta por todas as nuvens presentes no céu na hora da observação, a um mesmo nível. A nebulosidade é expressa em oitavos de céu encoberto e, para isso, o observador dividi a abóbada celeste em oito partes iguais. Podemos observar também, a nebulosidade parcial restrita

apenas a um gênero ou grupo de gêneros. Neste caso, as partes do céu coberto por outras nuvens são consideradas como se não existissem.

De acordo com dados de satélite (Winston, 1969) a nebulosidade média da Terra é de 45%, portanto, 45% da radiação solar incidem sobre nuvens.

VISIBILIDADE É a distância máxima a qual são visíveis os objetos, e pela claridade com que se percebem seus detalhes.

Desenvolvimento de Nuvens

Os movimentos verticais mais importantes que ocorrem na atmosfera são:

convecção, ascensão turbulenta, ascensão orográfica e ascensão lenta sobre vasta área.

CONVECÇÃO

Fase cúmulo do desenvolvimento de uma nuvem

Fase madura do desenvolvimento de uma nuvem

Fase dissipação do desenvolvimento de uma nuvem

Material particulado 

É o material em suspensão na atmosfera;  Também conhecido como aerosol;  Existe como líquido ou sólido na atmosfera;  Tem dimensões microscópicas ou submicroscópicas, porém, maiores que as dimensões moleculares. 

Podem ser:  finos, com um diâmetro menor que 2,5µ;  Grossos, com um diâmetro maior que 2,5µ;  Encontram-se presentes, principalmente, próximo à superfície.

Material particulado 

Sua quantidade depende de circunstâncias locais;



Alguns são núcleos higroscópicos, ou seja, possuem afinidade com moléculas de água, sendo importantes para a formação de nuvens e precipitação;



Pode ser de origem natural, antrópica, primária ou

secundária.

Fontes naturais Erupções vulcânicas  Erosão

do solo pelo vento

 Incêndios

 Cristais

florestais

de sal da água do mar

 Poeira

cósmica

Fontes naturais Fontes naturais

Gases

Vulcões

Dióxido de Enxôfre (SO2)

Ações biológicas em pântanos

Ácido sulfídrico (H2S)

Incêndios florestais

Monóxido de carbono (CO)

Decomposição biológica

Amônia (NH3)

Processos biológicos

Hidrocarbonetos (CH4)

Vulcões

Tempestade de areia

Fontes antrópicas Indústrias Queimadas Transporte Geração

de energia (carvão mineral, petróleo) Atividades agrícolas

Emissão automotiva

Emissões industriais

Geração de energia

Queimadas

Importância do material particulado 

Absorção e reflexão de radiação solar;



Cor do céu;



Formação de névoas, nevoeiros e nuvens;



Precipitação (núcleos de condensação).

Absorção e reflexão da radiação solar 

O material particulado atua como obstáculo à radiação solar;  A radiação solar, antes propagada em uma única direção, passa a se dispersar;  Essa dispersão de energia é denominada espalhamento (e = λ-4);  A natureza do espalhamento depende do tamanho das partículas e do comprimento da onda incidente.

TIPOS DE NEVOEIROS •Nevoeiro de radiação • Nevoeiro de advecção •Nevoeiro de evaporação

•Nevoeiro de precipitação Nevoeiros Frontais

NEVOEIRO

PRECIPITAÇÃO

O que é uma nuvem??? De

acordo com a WMO a definição de nuvem é: ► “um agregado visível de partículas de água ou gelo ou ambos em suspensão na atmosfera.”

O que é uma nuvem??? Então... ►Nuvens não passam de incontáveis gotículas de água ou partículas de gelo ou ambos em suspensão na atmosfera, ou seja, acima da superfície da Terra.

Como as nuvens são formadas??? 3 condições são essenciais para a formação de uma nuvem: ► presença suficiente de vapor d’água ►processo de resfriamento

►núcleos, em torno do qual as gotas d’água podem se formar.

Como as nuvens são formadas??? Os processos pelos quais as nuvens podem ser formados são: ► convecção ► convergência

► elevação topográfica ► levantamento frontal

Como as nuvens são formadas??? ► Convecção: A convecção se dá através de uma transferência de calor da superfície para a atmosfera (fluxo de calor latenteevaporação e condensação da água). Se a camada superior da atmosfera for pouco instável, o crescimento vertical será restrito e será formado cumulus de bom tempo ou estratocumulus.

Como as nuvens são formadas??? ► Convecção: Se a camada é mais instável, o crescimento vertical poderá prosseguir, formando-se cumulus congestus ou cumulunimbus, que já poderão dar origem a chuva.

Como as nuvens são formadas??? ►Convergência: Quando há uma convergência de ar chegando na horizontal em uma região, o ar é forçado a elevar-se porque não pode ir para baixo. É o que acontece nas regiões de baixa pressão, cujo ar converge a partir das regiões circundantes.

Como as nuvens são formadas??? ►Convergência: Este fenômeno tende a resultar na formação de nuvens do tipo cirrostratus, pois 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.

Como as nuvens são formadas??? ►Elevação topográfica: Quando os ventos horizontais são barrados numa montanha, o ar é forçado a subir. Se o ar que se eleva esfriar até à temperatura de orvalho, o vapor de água condensa e pode formar uma nuvem orográfica.

Como as nuvens são formadas??? ►Elevação topográfica: O tipo exato de nuvem depende da altura do obstáculo topográfico, da umidade e estabilidade do ar: → pequenas elevações(2000m): altocumulos

Como as nuvens são formadas??? ►Levantamento frontal: Numa frente, o encontro entre massas de ar com diferente temperatura e umidade faz com que o ar mais quente ascenda por cima do ar frio que, como é mais denso, tende a ficar perto do solo.

Como as nuvens são formadas??? ►Levantamento frontal: →Frente Fria: O ar frio eleva o ar quente à sua frente e este vai esfriando à medida que é obrigado a subir. Desde que seja suficientemente úmido, o ar quente condensa formando cumulos e depois cumulunimbus.

Como as nuvens são formadas??? ►Levantamento frontal: →Frente Fria: Os ventos em altas altitudes sopram no topo dos cumulunimbus e geram cirrus e cirrustratos que anunciam a frente que se aproxima. Depois que a frente passa, pode aparecer alguns cumulus de bom tempo (cumulus humilis).

Como as nuvens são formadas???

Como as nuvens são formadas??? ►Levantamento frontal: →Frente Quente: O ar quente é menos denso que o ar frio. A massa de ar quente sobe em cima da massa de ar mais frio. Muitas vezes, uma camada de cirrus é observada a mais de 1000 km à frente da frente quente (≈ 48 horas antes dela chegar).

Como as nuvens são formadas??? ►Levantamento frontal: →Frente Quente: Então, surgem cirrustratus e altostratus. Logo depois aparecem nuvens tipo stratus e nimbustratus. Quando a frente passa, observa-se cumulus de bom tempo. As nuvens mais pesadas (cumulus e cumulunimbus), embora sejam mais comuns nas frentes frias, podem também ocorrer com frentes quentes.

Como as nuvens são formadas???

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens Há 10 tipos de nuvens, que se diferem em:

► nuvens baixas ► nuvens médias ► nuvens altas

► nuvens com desenvolvimento vertical

Tipos de Nuvens ► nuvens baixas: →Nimbostratus (Ns): são nuvens densas, cinzentas e com precipitação. Formam-se em massas de ar com alguma instabilidade, quando a umidade é alta e a temperatura é elevada. Estão normalmente associados a frentes quentes ou oclusas. A evaporação da água da chuva torna a visibilidade baixa, podendo formar nevoeiro, se o ar ficar saturado.

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens ► nuvens baixas: →Stratus (St): são nuvens muito baixas (de 100 a 1000m), que formam uma camada cinza, de base uniforme e com precipitação leve. Formam-se em massas de ar estável, quando a umidade é baixa e a temperatura é alta. Surge quando há nevoeiro.

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens ► nuvens baixas: →Stratocumulus (Sc): são nuvens baixas, com o topo e base planos. Podem ser brancas ou acinzentadas, dependendo do tamanho das gotículas de água e da quantidade de luz solar que as atravessa. Formam-se em massas de ar com alguma instabilidade, quando a umidade é moderada e a temperatura é baixa, e podem eventualmente precipitar. Há uma situação estável fora da nuvem (característica dos stratus) e instável dentro da mesma (característica dos cumulus). Formam-se na maioria das vezes à tarde a partir de cumulos, quando o movimento convectivo pára.

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens ► nuvens médias: →Altostratus (As): são nuvens brancas ou cinzas compostas por gotas de água ou cristais de gelo. Formam camadas como um véu ou lençol fibroso estendido. Formam-se em massas de ar estável, quando a umidade é moderada e a temperatura é alta. Anunciam frequentemente a chegada de uma frente quente e podem ser acompanhadas de alguns chuviscos ou queda de neve.

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens ► nuvens médias: →Altocumulus (Ac): são compostos por gotículas de água e são nuvens em bandas paralelas ou em massas redondas distintas, formadas por convecção e que geralmente indicam uma frente fria se aproximando. Formam-se em massas de ar com instabilidade, quando a umidade é moderada e a temperatura é alta. Em dias úmidos e quentes indicam possibilidade de chuvas com trovoadas.

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens ► nuvens altas: →Cirrus (Ci): indicam bom tempo e a sua direção indica a direção dos ventos em altas altitudes. Formam-se em massas de ar estável, quando a umidade e a temperatura são baixas. Podem estar associados à presença de chuviscos.

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens ► nuvens altas: →Cirrucumulus (Cc): são cirrus com algum desenvolvimento vertical. São muito finas, com uma textura regular (com um efeito ondulado com a aparência de escamas de peixe). Formam-se em massas de ar com instabilidade, quando a umidade e a temperatura são baixas. É o tipo de nuvem menos comum e forma-se geralmente a partir de cirrus ou cirrustratus.

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens ► nuvens altas: →Cirrustratus (Cs): São como um véu muito fino, esbranquiçado e transparente. Desenvolvem-se a partir dos cirrus. Formam-se em massas de ar estável, quando a umidade é baixa e a temperatura é alta.

Tipos de Nuvens ► nuvens altas: →Cirrustratus (Cs): Quando são seguidos de nuvens médias, anunciam muitas vezes, com 1 ou 2 dias de antecedência, uma tempestade que se aproxima. Por vezes são quase imperceptíveis e revelam-se apenas por um halo em volta da Lua ou do Sol, resultante da refração da luz nos cristais de gelo.

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens ► nuvens com desenvolvimento vertical: →Cumulus (Cu): Parecem bocados densos de algodão, tem uma base plana (mais escura) e contornos bem definidos. As partes iluminadas pelo Sol tem uma cor branca brilhante. Formam-se em massas de ar com instabilidade, quando a umidade é baixa e a temperatura é alta. O crescimento vertical é pequeno e raramente há precipitação.

Tipos de Nuvens ► nuvens com desenvolvimento vertical: →Cumulus (Cu): Normalmente não duram mais do que de uns 5 a 40 minutos mas, se o ar se torna mais instável e úmido e a convecção aumenta e podem crescer verticalmente ao longo de um dia (até uns 6000 metros) transformando-se em grandes nuvens isoladas, formando montes com o topo com aspecto de uma couve-flor. Passam então a ser chamados de cumulus congestus e estão normalmente associados a precipitação. Se um cumulus congestus continua crescendo verticalmente, transforma-se num cumulunimbus.

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens ► nuvens com desenvolvimento vertical: →Cumulunimbus (Cb): são muito maiores e desenvolvem-se verticalmente até grandes altitudes (com uma base a uns 300 ou 900 metros e o topo a 12000 metros ou mais) com a forma de montanhas ou torres. São alimentadas por fenômenos de convecção muito fortes. Possuem água e cristais de gelo. São caracterizadas por produzir ventos e chuvas fortes, com relâmpagos e trovões, e às vezes tornados.

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens

Tipos de Nuvens

Nuvens Raras ►As nuvens raras podem se formar de diversas formas e por diversas causas. Algumas dessas causas são conhecidas, outras não...

Mamatus ►Nuvens do tipo Mammatus podem ser indicadoras de uma formação severa ou indicar que a tempestade está perdendo força. Estas nuvens formam-se em ar descendente, em contraste da maioria das nuvens discutidas que formam-se em ar ascendente. Mammatus também podem desenvolver-se debaixo de nuvens cirrus, cirrocumulus, altostratus, altocumulus, e stratocumulus.

Mamatus

Mamatus

Mamatus

Nacaradas ►Estas são nuvens iridescentes, que acontecem com maior frequência no alto Andes (Chile) e na Antártica. As cores são reais e tem um efeito de dimensão semelhante à difração de gotas de água. Elas são geralmente vistas próximas ao sol, o que torna complicado fotografar. Possuem um brilho intenso, o que torna a vista inesquecível.

Nacaradas

Nacaradas

Castellanus ►O aparecimento precoce da Altocumulus castellanus em um dia ensolarado, pode indicar uma alta probabilidade da formação de tempestades. A nuvem Altocumulus Castellanus pode ganhar um impressionante formato de uma água-viva (jellyfish) e, por esse motivo, muitas pessoas a chamam de jellyfish clouds.

Castellanus

Castellanus

Noctilucent ►As nuvens Noctilucent ou Polar Mesopheric são consideradas as mais altas da atmosfera da Terra formadas por cristais de gelo e estão localizadas na mesosfera. Essas nuvens parecem estar iluminadas, pois refletem a luz solar à noite, o que dá uma aparência brilhante.É mais comum observá-las no verão ao norte e ao sul do Equador durante o nascer e o pôr do sol.

Noctilucent

Noctilucent

Cogumelo ►Como seu próprio nome já diz, sua forma é de um grande cogumelo e é comumente associada com explosões nucleares ou vulcânicas. Formam do resultado de uma grande massa de gases quentes de baixa densidade perto do solo criando uma instabilidade.

Cogumelo

Cogumelo

Kelvin-Helmholtz ►O formato da nuvem Cirrus Kelvin Helmholtz conhecida como wave clouds, nuvens com o formato de onda são impressionantes. É uma distinta formação de nuvem que se desfaz entre um a dois minutos depois que se forma.

Kelvin-Helmholtz

Kelvin-Helmholtz

Lenticular ►Nuvem Lenticular ou discoidal possui o formato de uma lente e são confundidas com frequência com OVNI. Se formam quando o vento atinge grandes velocidades em um local relativamente plano e chegando próximo de uma montanha, o vento sobe e faz um redemoinho que dá às nuvens formas discoidais.

Lenticular

Lenticular

Lenticular

Nuvens Rolo ►Com formação horizontal as nuvens em forma de rolo estão associados a tempestades e a frentes frias. Essa é uma nuvem baixa em forma de um enorme tubo que parece estar “rolando” num eixo horizontal, sua principal característica é estar completamente separada da tempestade. Geralmente esta nuvem é o sinal da presença de uma grande coluna de ar que desce em direção ao solo.

Nuvens Rolo

Nuvens Rolo

Nuvens Rolo

Stratocumulus Cloud ►Segundo o Observatório Meteorológico em Sapporo no Japão, estas nuvens de baixa altitude stratocumulus possuem esse formato pois ficaram presas em correntes de ar de diferentes temperaturas. Apesar de não ser incomum o seu formato essa primeira fotografia mostra a sua forma, parecendo ruas ou listras.

Stratocumulus Cloud

Stratocumulus Cloud

Contrails ►Os rastros de vapor que seguem aviões através do céu resultam em padrões deslumbrantes na atmosfera. Eles são criados tanto pelo escape das aeronaves ou vórtices do fluxo de ar sobre as asas, à medida em que surgem em meio às gélidas temperaturas de grandes altitudes, e então condensam em água e gotas de gelo.

Contrails

Rocket ►Ventos de grande altitude contorcem os rastros de foguetes e suas pequenas partículas ejetadas difratam a luz do Sol em cores iridescentes, algumas vezes carregadas pelos mesmos ventos por milhares de quilômetros antes de se dissiparem.

Rocket

Arco Íris de Fogo ►Se formam quando a luz é refratada através de cristais de gelo nas nuvens do tipo cirrus. O fenômeno é muito raro uma vez que tanto os cristais de gelo quanto o Sol precisam estar orientados no mesmo alinhamento horizontal para criar o efeito.

Arco Íris de Fogo

Halo ►O halo é um fenômeno ótico que pode se formar tanto ao redor do sol como da lua. Quando a luz do sol incide sobre nuvens de cristais de gelo ocorre a refração, proporcionando que a luz seja dispersada e sejam observadas as cores que a integram, assim como em um arco-íris. Os halos ocorrem na presença de nuvens muito altas, em regra cirrus estratificados (”véu branco”) na parte mais alta da troposfera.

Halo

Bibliografia 

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http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.bigbranch.ne t/nimbostratus2.jpg&imgrefurl=http://www.bigbranch.net/stratus.htm &usg=__PLG74lq6PH5ecT3K_oRIuNF36xA=&h=407&w=610&sz=6 8&hl=ptBR&start=12&tbnid=EOSy4P4WK8t22M:&tbnh=91&tbnw=136&prev =/images%3Fq%3DNimbostratus%26gbv%3D2%26hl%3Dpt-BR http://to-campos.planetaclix.pt/nuvens1/tipos/nuvdv.htm Metheorology today A pilot´s metheorology http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://bocaberta.org/wpcontent/uploads/2008/12/cirrus-kelvinhelmholtz.jpg&imgrefurl=http://bocaberta.org/2008/12/nuvens-formacoescoloridas-impressionantes-e-raras.html&usg=__UMx1tKb_WQs3c0LeIxNls8RbtA=&h=329&w=700&sz=62&hl=ptBR&start=14&tbnid=wWytcwQogkzreM:&tbnh=66&tbnw=140&prev=/images %3Fq%3Dnuvens%2Bcirrus%26gbv%3D2%26hl%3Dpt-BR