29 maio 2013

Prever a meteorologia em Montanha (Parte 3)

Porque costuma estar pior tempo nas montanhas?

Se quisermos uma resposta simples e breve a esta pergunta ela será a de que as montanhas estão à altitude das nuvens. No entanto esta resposta não deixa de ser uma verdade muito vaga, pelo que convém desenvolver um pouco mais o tema.
Num mesmo maciço, as vertentes não beneficiam do mesmo tipo de clima. As cotas a partir das quais começa a encontrar-se a neve são muito diferentes, isto para não falar da vegetação, que é um excelente indicador também revelador desta quantidade de variações. A orografia também tem um papel importante nos fenómenos climáticos locais.



O que mais nos pode interessar saber da atmosfera referente às montanhas? Duas coisas fundamentais que por sua vez explicam três diferentes consequências:

1. A atmosfera atenua as variações de temperatura na superfície do globo, o que quer dizer, que torna mais lento o seu aquecimento e arrefecimento.

Primeira consequência: as variações de temperatura, que são um dos factores que intervêm nas mudanças de tempo, são muito mais bruscas nas montanhas (onde a espessura da atmosfera é menor) do que nas zonas situadas ao nível do mar.

2. A atmosfera filtra os raios solares e retém aproximadamente metade da sua energia. No entanto a eficácia desse filtro atmosférico não é uniforme, uma vez que decresce com a altitude (numa menor espessura de camada de ar existe menor pressão atmosférica).


Segunda consequência: Nas montanhas, o ar filtra muito menos energia solar do que na costa, e tanto menos energia quanto mais alta seja a montanha, pelo que o terreno e a nossa pele estarão muito mais expostos a essa radiação. Se a isto adicionarmos a refracção dos raios solares sobre  a neve e a ausência de vapor de água nos ambientes secos de montanha, o efeito multiplica-se.

Terceira consequência: Os raios solares quando se apresentam bastante oblíquos (quando o Sol está baixo sobre o horizonte) perdem mais energia que os verticais (quando o Sol está sobre as nossas cabeças), e que atravessam uma espessura menor de atmosfera antes de tocar no solo. Isto explica porque é que na planície o Sol aquece menos pela manhã do que ao meio-dia. No entanto, e pelo mesmo motivo, as montanhas aquecem-se primeiro do que as terras baixas (porque recebem em primeiro lugar as radiações uma vez que têm uma menor espessura de atmosfera). Além disso, as ladeiras montanhosas, orientadas a Este (Sol nascente) aquecem-se logo desde a manhã pois oferecem um plano perpendicular aos raios o que se verifica muito antes do que nos vales circundantes.

Para os meteorologistas, as montanhas constituem as áreas preferidas de observação, devido à quantidade de fenómenos que se pode observar em espaços relativamente pequenos.


NUVENS
  

Quando o ar fica saturado de humidade, o aumento do vapor de água, ou o arrefecimento da massa saturada ao elevar-se, provoca a condensação em forma de gotas minúsculas de água ou gelo sobre as diminutas partículas flutuantes na atmosfera formando, assim, as nuvens. Conhecer a forma das nuvens e identificá-las é de grande utilidade na hora de fazer o prognóstico das possíveis mudanças de tempo e interpretar correctamente os boletins meteorológicos. As nuvens identificam-se pela sua forma e pela altura a que normalmente se formam. 


O aspecto exterior de uma nuvem, de uma forma geral,  pode ser identificado da seguinte forma:

. Uma nuvem de gelo apresentará um aspecto liso e fibroso.

. Uma nuvem de água terá perfis mais arredondados e em forma de algodão.

No entanto, as nuvens de água nem sempre apresentam este aspecto, devido a vários factores.


As nuvens cobrem sempre, aproximadamente, metade da superfície terrestre. A sua luminosidade é determinada pela quantidade de luz reflectida, difundida e transmitida pelas partículas que as constituem. Assim:

. Uma nuvem iluminada directamente pelo Sol, é branca brilhante.

. A nuvem é cinzenta e azulada se recebe a luz azul do céu.

. Ao entardecer, a luz de poente proporciona faixas amarelas, laranja ou vermelhas, às nuvens.

. Quando existe Lua, as nuvens iluminadas directamente por esta, são brancas, e as que não o são, tornam-se cinzentas ou negras, quase invisíveis.

. Uma nuvem espessa deixa passar menos luz e a sua base apresenta-se cinzenta.


A observação das nuvens começa pela identificação do género de nuvens sobre a maior percentagem de céu visível, à disposição. Esta primeira tarefa que requer um grande treino, completa-se com o cálculo da quantidade de nuvens. Para tal, agrupam-se mentalmente, de um lado a zona ocupada por nuvens e do outro a zona limpa de nuvens. Se imaginarmos o céu dividido em 8 partes, observaremos quantas partes estão ocupadas por nuvens. 


Deste modo, se o céu estiver limpo podemos dizer que existem “0” partes. Pelo contrário, se estiver totalmente coberto podemos dizer que existem “8” partes. Se soubermos previamente qual o género de nuvens e alguns dos fenómenos que lhes estão associados, conseguiremos realizar certas previsões a curto prazo.

Além de determinar o género e a quantidade de nuvens, por vezes, também é importante observar a direcção de deslocamento das nuvens, pois é um indicador da direcção do vento. Por vezes, quando nos situamos num vale, observa-se uma rápida deslocação das nuvens e no entanto não notamos grande vento na superfície onde nos encontramos. Este detalhe indica-nos a forte velocidade dos ventos nos cumes, o que nos alertará sobre a inconveniência de realizar determinadas actividades a essas altitudes. Outras vezes podemos observar nuvens a diferentes altitudes que se movem em diferentes direcções, o que nos indica uma certa tendência para o pioramento da meteorologia.

As nuvens classificam-se internacionalmente em 10 tipos, englobados em três grandes grupos, segundo a altitude a que se encontram (altas, médias e baixas). Esta classificação tradicional deve-se ao farmacêutico inglês Luke Howard, a qual foi realizada no início do século XIX.

De seguida vamos tentar fazer uma breve abordagem aos diferentes tipos de nuvens, segundo a sua forma ou aspecto e altitude:


Nuvens altas (mais de 5 km de altura) São um grupo constituído por 3 tipos de nuvens que começam  os seus nomes por “cirro” e são geralmente formadas por cristais de gelo. São nuvens pouco opacas, pelo que são pouco visíveis com a luz diurna e mais visíveis com a luz de começo e do final do dia. Básicamente, são originadas por um deslizamento ascendente de uma massa de ar sobre outra, situando-se o ar frio e turbulento nas camadas altas onde se produzem ventos fortes:

Cirros (Ci): Nuvens isoladas brancas e filamentosas em forma de plumas, franjas, novelos, fileiras ou cabeleiras, bancos ou faixas estreitas brancas ou quase brancas, com um aspecto fibroso ou sedoso e sem densidade. Não produzem sombras. Costumam ser presságio da passagem de uma perturbação do tipo frente quente na zona do observador, ou mais a Sul (transformação de tempestade no sentido contrário às agulhas do relógio) por influência de outros factores. Estas nuvens, por si só não são de chuva. Se estiverem isoladas e se desfizerem devagar, são inofensivas. Se se deslocam na cabeça de um sistema nubloso e se tornarem espessas, são sinais de mau tempo e se têm tendência a converter-se em cirroestratos ou altoestratos, o mau tempo estará eminente.




Cirrocúmulos (Cc) São nuvens de escassa densidade, têm aspecto de flocos de algodão ou finos sulcos de areia na praia, brancas, sem sombras próprias, constituídas por elementos muito pequenos em forma de grãos, ligados ou não e dispostos mais ou menos regularmente. A maioria dos elementos têm largura aparente inferior a um grau. O tamanho aparente pode-se medir por comparação com a largura do nosso dedo mindinho. Assim, quando colocamos o braço estendido e o dedo abrange cada uma das bolas de nuvem isso significará que p tamanho desses elementos será de um grau. Geralmente, este tipo de nuvens anunciam que a perturbação está a passar pelo Norte.





Cirroestratos (Cs): Nuvens de gelo em forma de finos véus nebulosos resplandecentes e esbranquiçados, de aspecto fibroso ou liso, que cobrem grande parte do céu e dão origem a auréolas solares ou lunares. Estratificadas e altas, frequentemente esta formação avisa uma calorosa frente de uma tempestade e situa-se na cabeça de uma perturbação, ainda que não seja eminente.




Nuvens médias (de 2,5 a 7 km de altura, são de dois tipos), apresentam uma de estrutura líquida. No entanto alcançam facilmente o limite com as nuvens altas, pelo que também podem conter cristais de gelo que as identificam claramente. Ao contrário das nuvens altas, estas são opacas ou muito translúcidas:

Tipos de nuvens médias:


Altostratos (As): Aparecem como densos e extensos véus fibrosos ou estriados, de cor cinza ou azulada, cobrindo total ou parcialmente o céu dando-lhe um aspecto sombrio. Através destas o sol ou a lua vêem-se vagamente, como através de vidro fosco. Os altostratos não produzem fenómenos de halo. Anunciam mau tempo. Se ficarem muito cinzentas, deixarão cair algumas gotas de água ou flocos de neve. É frequente precederem a uma perturbação, pois nascem do deslizamento lento e ascendente de uma massa de ar húmido sobre a outra.




Altocúmulos (Ac): Possuem uma estrutura similar à dos Cc, mas com as bolas maiores. para calcular o seu tamanho aparente, teremos que estender o braço sendo então necessário utilizar o equivalente a três dedos mindinhos (em termos médios) para as poder cobrir. São nuvens que parecem formadas por flocos brancos ou grisalhos com partes sombreadas e dispostas em grupos que seguem uma ou duas direcções, constituídas por lâminas, massas globulares, rolos, etc, às vezes parcialmente fibrosos ou difusos, ligados ou não. Quando passam pela frente do sol ou da lua, originam coroas circulares coloradas de azul, amarelo e vermelho. Após alguns dias de bom tempo anunciam chuva próxima. Se aparecem com tempo chuvoso indicam melhorias.





Nuvens Baixas (altura inferior a 2,5 km, são de três tipos):


Cúmulos (Cu): Estas são nitidamente as nuvens mais fáceis de identificar à primeira vista. São nuvens isoladas, brancas e densas de textura de algodão e de contornos nítidos. A sua base é quase plana e o cimo em forma de cúpula apresentando protuberâncias arredondadas como espuma espessa. Quando o seu desenvolvimento é considerável, desenvolve-se verticalmente em forma de montículos, cúpulas, torres, etc, cuja região superior toma muitas vezes o aspecto característico da couve-flôr. As posições iluminadas pelo Sol são quase sempre de um branco brilhante, enquanto a base é realmente sombria e sensivelmente horizontal. Por vezes estas nuvens são esfarrapadas e acompanhadas de chuveiros. Geralmente aparecem isoladas e são sinal de bom tempo.






Estratos (St): São nuvens pouco espessas, como o seu nome indica. São de uma camada nebulosa uniforme de côr cinza plúmbeo de base bastante uniforme, é das 10 nuvens classificadas a que evolui mais baixo, ao ponto de se confundir com nevoeiro, mas sem tocar o solo. Estas nuvens têm o seu desenvolvimento mais horizontalmente do que vertical. Quando se vê o Sol através da camada, o contorno é nítido. Por vezes os estratos apresentam-se sob a forma de bancos esfarrapados. A precipitação, quando existe, é sob a forma de chuvisco. São nuvens típicas de tempo chuvoso.





Estratocúmulos (Sc): São constituídos por grandes massas de nuvens bastante espessas, pelo que a sua coloração é escura, cinzenta e/ou esbranquiçada, quase sempre com porções escuras constituídas por massas em mosaico, glóbulos, rolos, etc, de aspecto não fibroso ligados ou não. Apresentam-se normalmente como um imenso lençol ou colchão de algodão (no entanto com algumas abertas). Apesar do seu aspecto ameaçador e da sua extensão quase nunca originam precipitação, mas podem evoluir para nimbostratos. São nuvens geralmente ligadas a perturbações passadas ou próximas e são típicas de uma entrada de ar húmido oceânico sobre uma zona continental.






Nuvens de grande desenvolvimento (Com base entre os 800 e os 1500 m de altura) São 2 tipos de nuvens.

Chegamos finalmente aos dois colossos que sempre precipitarão na forma que lhes convier (água, neve, etc). Ainda que a sua base coincida com a base das nuvens baixas, estas alcançam niveis superiores. O objectivo de uma boa interpretação das nuvens em geral, será evitar encontrarmo-nos na montanha debaixo de algum deste tipo de nuvens.


Assim, existem dois tipos de nuvens nesta categoria e são elas:

Nimbostratos (Ns): São as nuvens características da chuva que cobrem ordinariamente todo o céu dando-lhe um aspecto triste e sombrio. Formam uma capa amorfa de cor cinzenta escura de bordos quebrados, dos quais ao longe se vê por vezes cair a chuva como uma cortina. O aspecto torna-se difuso pela queda mais ou menos contínua de chuva ou neve, que na maioria dos casos alcança o solo. É suficientemente espessa em todos os pontos para ocultar o Sol (centenas de quilómetros). Por baixo da camada existem frequentemente nuvens baixas esfarrapadas, ligadas ou não a ela. O seu aspecto geral, mantem-se vaporoso o que é motivado pelas continuas precipitações. É a típica nuvem de chuva de frente quente, que devido às suas características origina uma precipitação de gotas muito finas, lenta mas contínua no tempo e no espaço.




Cumulonimbos (Cb): De todos os fenómenos meteorológicos que têm lugar na montanha, estas nuvens, sem dúvida, são a maior manifestação de poder que nos pode chegar do céu. São massas de nuvens de grandes dimensões com cumuliformes firmes que se elevam em forma de montanhas ou de torres e cuja parte superior é de estrutura fibrosa e assemelhando-se a uma bigorna. Ainda que a base da nuvem seja baixa, o seu cume pode alcançar 10 km ou mais. Quando a nuvem alcança o seu apogeu produz-se a precipitação em forma de chuva de água, neve ou granizo, podendo originar tempestades de grandes proporções e com aparato eléctrico. Estão compostas de água em todas as suas manifestações líquidas, sólidas ou gasosas e as suas precipitações são de carácter violento, próprias de uma tempestade.





De uma forma genérica, pode-se  dizer que as nuvens baixas que sobressaem nas montanhas são indicadoras de bom tempo e de uma situação anticiclónica com garantias de persistência. As nuvens altas em movimento podem anunciar a chegada de uma perturbação. As nuvens alongadas em forma de peixe e cor acinzentada cobrindo as montanhas, anunciam prováveis tempestades durante o dia. A acumulação de nuvens baixas com forte desenvolvimento vertical, originam a formação de uma tempestade.


Independentemente das nuvens classificadas, convém recordar que cada região montanhosa tem peculiaridades que influenciam a formação das chamadas nuvens orográficas. Estas nuvens são produzidas pela detenção ou elevação das massas de ar, que ao verem-se obrigadas a flanquear as montanhas, permanecem ligadas aos acidentes que as originam.



As nuvens distinguem-se em três tipos gerais:


. Nuvens formadas a barlavento que cobrem os cumes e se desfazem ao descer por sotavento. Produzem-se com pouco vento e muita húmidade.

. Nuvens formadas após a passagem pelos cumes. Fazem-no com vento forte , têm forma lenticular e podem coexistir com as anteriores.


. Nuvens de altitude sobre o obstáculo. Geralmente são altocúmulos ou cirrocúmulos, formados pela existência de uma camada de ar bastante húmida acima da montanha e pouca húmidade na massa que franqueia o obstáculo. São reabsorvidas ao perder altura e ao misturarem-se com ar mais baixo e limpo.



Existe no entanto, um tipo de nuvem, que pelas suas características, merece um destaque especial e mais aprofundado, pelo que vamos então falar mais um pouco sobre:

Cumulonimbo


Denominado Cb na nomenclatura utilizada nos mapas, é a nuvem “braço de ferro” da tempestade. Na realidade, a tempestade pode ser considerada como sendo a última fase do desenvolvimento do Cb, ou por outras palavras, o momento em que este “explode”. O seu nome provém dos termos latinos cúmulo (significa - montão, que tem a ver com o seu aspecto felpudo e volumoso) e nimbo (nuvem de chuva, que se refere à sua grande dimensão). Caracteriza-se por ser uma nuvem muito densa, com uma base ampla, plana e escura, que é acompanhada por um enorme desenvolvimento vertical cumuliforme que lhe concede um aspecto grandioso, parecendo-se com uma enorme montanha nevada. 


Enquanto que o cúmulo em qualquer das suas fases de desenvolvimento, não supera os 5.000 m, o Cb chega a alcançar os 12.000 m, com uma espessura média em altura de 7 km. Como marca de identidade inequívoca, o seu cume aparece coroado de cristais de gelo que lhe proporcionam um aspecto liso e fibroso, parecido com o aspecto dos Cs e claramente diferente do que apresenta as bordas tipo couve-flor, que se forma a menor altitude. Esta última formação do Cb pode terminar com a forma de uma enorme bigorna ou um grande triângulo invertido (a sua ascensão é interrompida quando choca com uma massa de ar mais quente). A sua natureza pode ser convectiva e orográfica em simultâneo.

Os Cb assemelham-se a enormes máquinas termodinâmicas e muitos foram os homens de ciência, que no decorrer da história efectuaram estudos profundos com o objectivo de desvendar o mecanismo físico que dá vida a estes gigantes, animados por uma energia equivalente à que pode ser gerada por uma central nuclear, durante dois dias.

Como se forma o Cumulonimbo


 Inicialmente, é necessário existir um elevado nível de instabilidade atmosférica, que proporcione o aparecimento de ascendências ou movimentos verticais da massa de ar. Duas formas de instabilizar o ar, podem ser, ou o aquecimento do solo, motivado pela acção solar, ou a interrupção em altitude de uma massa de ar frio que vai esfriar lentamente o ar de cima para baixo. Como o ar não aquece directamente ao ser atravessado pela radiação solar, quanto maior for o contraste de temperatura entre a superfície (mais quente) e a altitude (mais frio), maior será a instabilidade, pelo que mais rapidamente ascenderá a massa de ar. A orografia da montanha, quando força a ascensão das massas de ar instável, é determinante para que o fenómeno seja acelerado. No entanto, ainda falta o factor definitivo: a humidade. Quanto maior for esta, ou seja, quanto maior for a quantidade de vapor de água presente na massa de ar, mais rapidamente se origina a sua saturação desta, e a sua condensação transforma-se numa nuvem de natureza orográfica e convectiva do género de um cúmulo.
Vista aérea da evolução de um cúmulo para um cumulonimbo

Em qualquer caso, e devido à sua magnitude, a tempestade, seja do tipo que for, apresenta-se com formações nublosas o suficientemente massivas e típicas para podermos falar de um “sistema nubloso”.


As montanha favorecem o desenvolvimento do Cumulonimbo

O que sucede não apenas devido à sua geomorfologia, mas também:


. Devido à humidade: o ar normalmente mais seco das montanhas é capaz de absorver uma grande quantidade de humidade e mais rapidamente do que em planícies baixas, o que ocorre por razões óbvias. Apenas necessita para o fazer, de calor suficiente.

. Devido à insolação: desde as primeiras horas do dia os raios de Sol incidem perpendicularmente sobre as vertentes orientadas a Este, ou seja, o ar que se encontra em contacto com estas vertentes vai aquecendo desde a manhã, o que não aconteceria numa planície.

Os fundamentos físicos que originam a formação de um simples e inofensivo cúmulo às 10 horas da manhã sobre uma crista de orientação Este, e os que geram um perfeito cumulonimbo que escurece todo o vale, ao meio-dia ou antes, são os mesmos. O que diferencia as duas situações é a magnitude dos factores intervenientes e logicamente, as suas consequências. Em função do grau de instabilidade e humidade, o cúmulo das 10 horas da manhã e com uma espessura de 150 m pode:

. Engordar um pouco mais e inclusive conectar-se com as suas irmãs que se vão formando sobre as ladeiras próximas mais meridionais, à medida que o Sol se eleva e gira, e desta forma alimentando todo o conjunto através de uma actividade convectiva contínua mas ao mesmo tempo moderada, para depois se dissipar de forma pausada ao entardecer, quando o Sol se esconder e a convecção ficar neutralizada.

. Degenerar numa enorme couve-flor que ultrapassa os 3 km de espessura e libertar um aguaceiro contínuo que poderá durar até ao anoitecer.


. Converter-se num autêntico monstro com a sua característica bigorna a 12.000 m do solo, levando à sua frente tudo que se lhe depare, e facilmente continuará a investir a sua fúria pela noite dentro.



Vida própria do cumulonimbo

De facto, animado por uma energia equivalente à que pode gerar uma central nuclear, em plena carga, durante dois dias, a tempestade desencadeada pelo Cb pode prolongar-se perfeitamente para lá das horas diurnas. Como qualquer aparelho com pilhas, se estas estiverem bem carregadas, não necessitará de uma tomada que a una durante o dia à rede convectiva para continuar a funcionar durante a noite.

No processo da mudança do estado gasoso para líquido, que origina o vapor de água na condensação da nuvem, solta-se calor que liberta imensa energia, a qual contribui ainda mais para a instabilidade da massa de ar, catapultando-a novamente para cima, As micro gotas de água que se vão formando, unem-se umas às outras aumentando o seu diâmetro no meio de intensas correntes que sobem e baixam dentro e fora da nuvem. 

Quando as ascensões internas não conseguem suportar o peso das gotas de água, origina-se a precipitação. No entanto, enquanto aquelas caem, principalmente quando a massa de ar na superfície é seca e quente, estas gotas podem-se evaporar antes de chegar ao solo (por vezes observa-se uma cortina de água debaixo de um Cb que se interrompe bruscamente a uma determinada altura). Este fenómeno conhecido como “virga” origina novamente a ascensão deste vapor de água, o qual intensificará novamente os niveis de instabilidade, condensação, calor, etc. O aspecto exterior de todo este processo será o de um desenvolvimento vertical galopante, juntamente com uma base de nuvem cada vez maior, lisa e escura.

À medida que a massa de ar em constante saturação vai ganhando altura, as temperaturas negativas com as quais entra em contacto, originam que a água condensada passe ao estado semi-sólido ou sólido (gelo). Neste momento o cumulonimbo está a alcançar a sua maturidade, em que produzirá as precipitações de carácter mais violento em forma de granizo, mais ou menos suave. No entanto, uns minutos antes e durante estas precipitações, as fortes ascensões correspondem-se com não menos violentas, correntes descendentes que movem toneladas de ar frio contra a superfície terrestre. Após bater no solo, este ar espalha-se em todas as direcções, de forma intensa e tempestuosa. Este fenómeno trás como consequência, a alteração e/ou anulação de outros ventos dominantes da zona e alheios à tempestade, incluindo o regime de brisas do vale. Para se entender melhor, quer isto dizer que o Cb “explodiu” e que a tempestade se manifesta em todo o seu esplendor.


Esperamos ter sido úteis com mais esta parte deste artigo, no próximo artigo continuaremos com o mesmo tema… até lá…


Boas caminhadas

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