Saiba mais sobre as nuvens

Quando você olha para cima, talvez veja alguns coelhinhos voando pelo céu, seguidos por uma frota de veleiros em regata. Por fim, a visão de algumas das nuvens carregadas que surgem repentinamente pode pôr fim a uma tarde de contemplação do céu.
Assim, de onde exatamente vêm essas nuvens, e como elas produzem chuva, granizo e neve? Antes que passemos a ver como funcionam as nuvens, vamos primeiro aprender mais sobre os diferentes tipos de nuvens que vemos flutuando pelo céu.

Basicamente, as nuvens se diferenciam em termos de altitude e forma. O trabalho de classificação teve como pioneiro o estudioso Luke Howard, no começo do século 19. Com base em seu trabalho, as nuvens são classificadas de duas maneiras. A melhor maneira de compreender o sistema é examinar as raízes latinas das palavras.

Os principais tipos de nuvens são:

•    Cúmulos (o que significa “pilha” ou “monte”): lisas no fundo e com topos elevados e cônicos
•    Estratos (o que significa “camadas”): curtas e espalhadas por grandes distâncias
•    Cirros (o que significa “cacho de cabelo”): finas e com filamentos espetados
•    Nimbos (o que significa “chuva” ou “nuvem chuvosa”): grande probabilidade de gerar precipitações

Essas nuvens não se assemelham muito, mas todas se formam por meio dos mesmos passos básicos. Neste artigo, aprenderemos sobre o processo, e também sobre como nuvens produzem chuva e por que se pode ver grandes nuvens azuladas em certos locais, no crepúsculo.

Tipos de nuvens

Nuvens de alto nível 
As nuvens de alto nível portam tipicamente o prefixo “cirro”, e incluem cirros, cirro-cúmulos e cirro-estratos. Estes últimos podem cobrir o céu com uma capa leitosa, mas ainda assim permitir a passagem de alguma luz solar ou lunar. As nuvens cirro-estratos podem ser uma camada tão fina que só se torna possível detectá-las devido ao halo que lançam em torno do sol ou da lua. Os cirro-cúmulos em geral criam padrões semelhantes a bolas de algodão, nos céus. Também podem se posicionar em grupos que geram a impressão de ondas. Os cirros surgem como tiras brancas e delicadas ou como leques que se curvam conforme a direção do vento, o que pode ser útil para determinar os padrões do ar. O nível mais baixo das nuvens elevadas em geral é encontrado a altitudes de entre seis e 12 quilômetros da superfície da Terra

Os cirros normalmente são nuvens de alto nível

Nuvens de nível médio
As nuvens de nível médio em geral portam o prefixo “alto”, como os alto-cúmulos e alto-estratos. Os alto-cúmulos aparecem ou como mantos de pequenas nuvens redondas ou como bandas paralelas de nuvens. Ainda que semelhantes às nuvens cirro-cúmulos, as alto-cúmulos se formam em altitudes mais baixas e mostram sombreamento em suas superfícies texturizadas. Os alto-estratos em geral consistem de uma camada sólida e espessa de nuvens que não permitem a passagem de luz suficiente para a formação de sombras, na superfície. O nível mais baixo das nuvens de altitude média em geral fica entre dois e seis quilômetros da superfície

Nuvens de baixo nível
As porções inferiores das nuvens mais baixas em geral são encontrados a altitudes de menos de dois quilômetros, e podem incluir cirros, estrato-cúmulos e estratos [fonte:Tarbuck]. Os estratos dão ao céu uma aparência nublada, e podem se assemelhar a nevoeiro. Os cúmulos de bom tempo são fofos e grandes e muitas vezes podem ser vistos nos dias de céu azul. Eles apresentam contornos bem definidos que criam a impressão de diferentes formas. Os estrato-cúmulos são baixos e disformes, em geral apresentando lacunas frequentes que permitem a passagem da luz do sol ou da lua. Elas podem estar presentes sobre áreas extensas, em forma difusa, e se assemelham aos cúmulos comuns, mas com limites menos definidos.

Nuvens desenvolvidas verticalmente
Também conhecidas como nuvens de múltiplas camadas, elas incluem os nimbo-estratos (escuros e baixos) e os cúmulos-nimbos (grandes e associados a temporais). Algumas pessoas consideram os nimbo-estratos como nuvens de baixa altitude, mas porque elas podem se estender verticalmente até os limites da média altitude, nós a incluímos nesta categoria.

Como se formam as nuvens

Para compreender como as nuvens se formam, precisamos recuar um pouco e examinar os processos de evaporação e condensação. Imagine uma banheira de pássaros do lado de fora de sua casa em um dia quente. Quando a temperatura ambiente é alta, as moléculas de água (H₂O) têm alta energia e podem se mover mais, expandindo a distância entre elas. Mais moléculas deixarão a massa de líquido do recipiente e se tornarão vapor de água no ar. Em um dia frio, as moléculas têm menos energia e são menos capazes de se separar da massa mais ampla da água (em um dia muito frio, as moléculas em geral se contraem para sua forma sólida, o gelo, e não tem o nível de energia calórica necessária para promover uma separação). Pode-se observar esses processos ocorrendo, nos dois primeiros casos. Mas no primeiro deles, o resultado é evaporação, em termos líquidos, enquanto no segundo é condensação. Outros fatores podem afetar esses desfechos, mas para nossos propósitos vamos nos concentrar apenas na temperatura.
À medida que as moléculas de água alternam entre as fases vapor, sólido e líquido, elas se movem pelo ar, ainda que não possamos vê-las. No entanto, quando uma massa de ar se resfria rapidamente e atinge a saturação, existe a chance de que vapor de água se condense e apareça como nuvem. Isso poderia ocorrer devido a diferentes fatores, como terreno que pressione essa massa na direção de ar mais frio acima (o que se chama impulso orográfico), ou talvez porque ela tenha penetrado em uma frente fria.

A evaporação do oceano também auxilia na formação das nuvens

Além disso, a formação de nuvens acontece com facilidade quando o vapor de água tem algo a que se apegar, o que permite que ele alterne para suas fases líquida ou sólida. Diversas partículas podem desempenhar essa função. Usualmente conhecidas como núcleos de condensação ou núcleos de congelamento (e também conhecidas como aerossois ou nucleadores), o nome diz praticamente tudo que se precisa saber, caso você conheça átomos. Tipicamente, coisas como partículas de poeira, de sal marinho ou de fuligem de queimadas servem como nucleadores, e gotículas de água ou cristais de gelo se formam em torno delas. Estudos demonstram que bactérias – especificamente certas bactérias vegetais - também podem servir como ponto focal para a condensação.
As nuvens são, em essência, imensas coleções de pequenas gotículas de água e de moléculas de água cristalizadas. As diferentes formas, texturas e outros traços das nuvens dependem em larga medida das condições sob as quais se formam e posteriormente desenvolvem. Por exemplo, temperatura, umidade e altitude são todos fatores que afetam a formação de nuvens.
Mas como as nuvens se movem e terminam por desaparecer? A diferença entre o ar existente dentro de uma nuvem e o ar que a cerca determina o movimento da nuvem. Por exemplo, uma cunha frontal ocorre quando uma nuvem que é parte de uma massa de ar mais quente encontra uma massa de ar mais frio. A massa mais quente provavelmente se verá forçada a subir por sobre a massa fria. Quando isso acontece, em geral surge chuva na porção frontal da área de contato.
Isso nos conduz à questão da dissipação das nuvens, ou, mais precisamente, de sua evolução. Em geral, as nuvens simplesmente se transformam de um tipo a outro. Se continuarmos com o exemplo acima, a frente onde as duas massas colidem poderia fazer com que os cúmulos à deriva se transformassem em nimbo-estratos (gerando precipitação). Enquanto o ar quente continuasse em ascensão, essas nuvens evoluiriam para a forma de alto-estratos, e depois cirro-estratos, chegando por fim à forma de cirros. Com o avanço do padrão climático, a massa de ar poderia chegar a um ponto no qual as nuvens se dissipariam. Mas seria apenas questão de tempo para que o vapor de água formasse nova nuvem, levando ao recomeço do processo. 

Nuvens raras

Além dos tipos de nuvens já mencionados, existem alguns outros que oferecem interessantes obras-primas para contemplação celeste.
As nuvens raras incluem nuvens lenticulares e as nuvens capuz, ambas exemplos de impulso orográfico, como explicado anteriormente. As nuvens lenticulares, que apresentam camadas e um padrão arredondado que as faz parecer piões ou panquecas, são formadas pelo efeito do terreno sobre o movimento do ar. As nuvens capuz, que mascaram os topos de montanhas, são formadas por processo semelhante.
As esteiras de fumaça são outro tipo de nuvem rara. Depois que aviões a jato expelem fumaça de suas turbinas, formam-se esteiras de fumaça por onde passaram. Elas surgem quando o ar frio da atmosfera superior congela os vapores lançados pela turbina do avião. Essas nuvens desaparecem rapidamente depois que o jato se vai.

Nuvens raras

A mais fascinante das nuvens raras é provavelmente a nuvem noctilucente, ou nuvem polar mesosférica (este último termo se aplica para quem as vê do espaço). A palavra “noctilucente” vem de “noite” e “luz”, e de fato só se pode vislumbrar uma dessas raras nuvens ao crepúsculo, quando elas exibem um intenso brilho azulado nas porções superiores de nossa atmosfera.
Talvez o mais intrigante sobre as nuvens noctilucentes é que elas provavelmente não existem há muito tempo. Os primeiros exemplos avistados surgiram alguns anos depois da erupção do Krakatoa, em 1883; e muita gente acredita que os vulcões e as nuvens noctilucentes estejam relacionados. A violenta explosão do Krakatoa lançou partículas de cinza, poeira e umidade a altitudes incríveis – até 80 km - e as nuvens começaram a se desenvolver.
Quando os efeitos mais amplos da erupção do Krakatau começaram a se atenuar, nos cinco anos posteriores à explosão, muita gente supunha que as nuvens noctilucentes também desapareceriam. Mas elas continuam a existir, e a se espalhar. Muitos estudiosos consideram que o Krakatau pode ter sido o gatilho, mas que existem outros elementos que as preservam ainda hoje.
Os possíveis fatores que contribuem para as nuvens noctilucentes incluem:

•    Ônibus espaciais: o vapor de água expelido pela espaçonave poderia fornecer umidade às nuvens (como no caso das esteiras de fumaça dos jatos).
•    Poluição: a poluição causada pela Revolução Industrial pode ter fornecido núcleos de condensação para o desenvolvimento das nuvens.Os efeitos do aquecimento global envolvem redução de temperatura nas porções mais distantes da atmosfera.
•    Meteoroides: o influxo quase constante de minúsculas partículas dos meteoroides pode contribuir também para a formação de nuvens.
Se você não está com a cabeça nas nuvens e quiser saber mais sobre o assunto, siga os links da página seguinte.