Nuvem Cumulus - Cumulus cloud
| Cumulus | |
|---|---|
 Pequenos cúmulos humilis que podem ter desenvolvimento vertical perceptível e bordas claramente definidas.
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| Abreviação | Cu |
| Símbolo |  |
| Gênero | Cumulus (pilha) |
| Espécies |
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| Variedade |
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| Altitude | 200–2.000 m (1.000–7.000 pés) |
| Classificação | Família C (baixo nível) |
| Aparência | Montes de nuvens fofas de baixa altitude com aparência de algodão. |
| Nuvem de precipitação ? | Pelotas incomuns de chuva , neve ou neve |
As nuvens cumulus são nuvens que têm bases planas e são frequentemente descritas como "fofas", "semelhantes a algodão" ou "fofas" na aparência. Seu nome deriva do latim cumulo- , que significa pilha ou pilha . As nuvens cumulus são nuvens de baixo nível, geralmente com menos de 2.000 m (6.600 pés) de altitude, a menos que sejam a forma cumulus congestus mais vertical . As nuvens cumulus podem aparecer por si mesmas, em linhas ou em aglomerados.
As nuvens cumulus costumam ser precursoras de outros tipos de nuvens, como o cumulonimbus , quando influenciadas por fatores climáticos como instabilidade , umidade e gradiente de temperatura. Normalmente, as nuvens cúmulos produzem pouca ou nenhuma precipitação, mas podem se transformar em congestionamentos ou nuvens cúmulos-nimbos. As nuvens cumulus podem ser formadas a partir de vapor d'água, gotículas de água super-resfriada ou cristais de gelo, dependendo da temperatura ambiente. Eles vêm em muitas subformas distintas e geralmente resfriam a Terra refletindo a radiação solar que chega. As nuvens cumulus fazem parte da categoria maior de nuvens cumuliformes de convecção livre, que incluem as nuvens cumulonimbus. O último tipo de gênero às vezes é categorizado separadamente como cumulonimbiforme devido à sua estrutura mais complexa que frequentemente inclui um topo cirriforme ou bigorna. Há também nuvens cumuliformes de convecção limitada que compreendem estratos (baixa étage ), altocumulus (meio-étage) e cirrocumulus (alto-étage). Esses três últimos tipos de gênero às vezes são classificados separadamente como estratocumuliformes.
Formação
As nuvens cumulus se formam por convecção atmosférica à medida que o ar aquecido pela superfície começa a subir. Conforme o ar sobe, a temperatura cai (seguindo a taxa de lapso ), fazendo com que a umidade relativa (UR) aumente. Se a convecção atingir certo nível, a umidade relativa chega a cem por cento e a fase "úmida-adiabática" começa. Nesse ponto, ocorre um feedback positivo: como a UR está acima de 100%, o vapor de água se condensa, liberando calor latente , aquecendo o ar e estimulando mais convecção.
Nesta fase, o vapor d'água se condensa em vários núcleos presentes no ar, formando a nuvem cumulus. Isso cria a forma fofa de fundo plano característica associada às nuvens cúmulos. A altura da nuvem (de baixo para cima) depende do perfil de temperatura da atmosfera e da presença de quaisquer inversões . Durante a convecção, o ar circundante é arrastado (misturado) com o térmico e a massa total do ar ascendente aumenta. A chuva se forma em uma nuvem cumulus por meio de um processo que envolve dois estágios não discretos. O primeiro estágio ocorre depois que as gotículas se aglutinam nos vários núcleos. Langmuir escreve que a tensão superficial nas gotículas de água fornece uma pressão um pouco mais alta na gota, aumentando a pressão do vapor em um pequeno valor. O aumento da pressão resulta na evaporação dessas gotículas e na condensação do vapor de água resultante nas gotículas maiores. Devido ao tamanho extremamente pequeno das gotículas de água em evaporação, este processo torna-se amplamente sem sentido depois que as gotículas maiores cresceram para cerca de 20 a 30 micrômetros , e o segundo estágio assume. Na fase de acreção, a gota de chuva começa a cair e outras gotas colidem e se combinam com ela para aumentar o tamanho da gota de chuva. Langmuir foi capaz de desenvolver uma fórmula que previa que o raio da gota cresceria sem limites dentro de um período de tempo discreto.
Descrição
Foi descoberto que a densidade da água líquida dentro de uma nuvem cumulus muda com a altura acima da base da nuvem, em vez de ser aproximadamente constante em toda a nuvem. Na base da nuvem, a concentração era de 0 grama de água líquida por quilograma de ar. Conforme a altitude aumentou, a concentração aumentou rapidamente para a concentração máxima perto do meio da nuvem. A concentração máxima encontrada foi de até 1,25 gramas de água por quilograma de ar. A concentração diminuiu lentamente conforme a altitude aumentou até a altura do topo da nuvem, onde imediatamente caiu para zero novamente.
As nuvens cumulus podem se formar em linhas que se estendem por 480 quilômetros (300 milhas) de comprimento, chamadas de ruas de nuvens. Essas ruas nubladas cobrem vastas áreas e podem ser interrompidas ou contínuas. Eles se formam quando o cisalhamento do vento causa circulação horizontal na atmosfera, produzindo as longas ruas tubulares de nuvens. Eles geralmente se formam durante sistemas de alta pressão , como após uma frente fria.
A altura em que a nuvem se forma depende da quantidade de umidade na térmica que forma a nuvem. O ar úmido geralmente resulta em uma base de nuvem mais baixa. Em áreas temperadas , a base das nuvens cúmulos está geralmente abaixo de 550 metros (1.800 pés) acima do nível do solo, mas pode variar até 2.400 metros (7.900 pés) de altitude. Em áreas áridas e montanhosas, a base da nuvem pode ter mais de 6.100 metros (20.000 pés).
As nuvens cumulus podem ser compostas de cristais de gelo , gotículas de água , gotículas de água super-resfriada ou uma mistura deles. As gotículas de água se formam quando o vapor de água se condensa nos núcleos e podem então se aglutinar em gotículas cada vez maiores. Em regiões temperadas, as bases de nuvens estudadas variaram de 500 a 1.500 metros (1.600 a 4.900 pés) acima do nível do solo. Essas nuvens estavam normalmente acima de 25 ° C (77 ° F), e a concentração de gotículas variou de 23 a 1.300 gotículas por centímetro cúbico (380 a 21.300 por polegada cúbica). Esses dados foram obtidos do crescimento de nuvens cumulus isoladas que não estavam precipitando. As gotículas eram muito pequenas, variando até cerca de 5 micrômetros de diâmetro. Embora gotas menores possam estar presentes, as medições não foram sensíveis o suficiente para detectá-las. As menores gotas foram encontradas nas porções mais baixas das nuvens, com a porcentagem de gotas grandes (em torno de 20 a 30 micrômetros) aumentando dramaticamente nas regiões superiores da nuvem. A distribuição do tamanho das gotículas era ligeiramente bimodal por natureza, com picos nos tamanhos de gotículas pequenas e grandes e uma pequena depressão na faixa de tamanho intermediário. A inclinação era quase neutra. Além disso, o tamanho de gota grande é aproximadamente inversamente proporcional à concentração de gota por unidade de volume de ar. Em alguns lugares, as nuvens cumulus podem ter "buracos" onde não há gotículas de água. Isso pode ocorrer quando os ventos rasgam a nuvem e incorporam o ar ambiental ou quando as fortes correntes descendentes evaporam a água.
Subformulários
As nuvens cumulus vêm em quatro espécies distintas, cumulus humilis , mediocris , congestus e fractus . Essas espécies podem ser organizadas na variedade, cumulus radiatus ; e pode ser acompanhado por até sete características suplementares, cumulus pileus , velum , virga , praecipitatio , arcus , pannus e tuba .
A espécie Cumulus fractus é irregular na aparência e pode formar-se no ar puro como um precursor do cumulus humilis e dos tipos de espécies maiores do cumulus; ou pode se formar na precipitação como o recurso suplementar pannus (também chamado de scud ), que também pode incluir stratus fractus de mau tempo. As nuvens Cumulus humilis parecem fofas e achatadas. As nuvens cumulus mediocris são semelhantes, exceto pelo fato de terem algum desenvolvimento vertical. As nuvens cúmulos congestus têm uma estrutura semelhante a uma couve-flor e elevam-se na atmosfera, daí o seu nome alternativo "cúmulos gigantescos". A variedade Cumulus radiatus se forma em faixas radiais chamadas de ruas de nuvens e pode compreender qualquer uma das quatro espécies de cúmulos.
As características suplementares do cúmulo são mais comumente vistas com a espécie congestus. Nuvens cúmulos virga são nuvens cúmulos que produzem virga (precipitação que evapora no alto), e cúmulos praecipitatio produzem precipitação que atinge a superfície da Terra. Cumulus pannus compreende nuvens fragmentadas que normalmente aparecem abaixo da nuvem cumulus-mãe durante a precipitação. As nuvens cumulus arcus têm uma frente de rajada e as nuvens cumulus tuba têm nuvens em funil ou tornados . Nuvens cumulus pileus referem-se a nuvens cumulus que cresceram tão rapidamente a ponto de forçar a formação de pileus sobre o topo da nuvem. As nuvens Cumulus Velum têm um véu de cristal de gelo sobre o topo crescente da nuvem. Existem também cataractagênitos cumulus. Estes são formados por cachoeiras.
Previsão
Nuvens cumulus humilis geralmente indicam bom tempo. As nuvens cúmulos mediocris são semelhantes, exceto que têm algum desenvolvimento vertical, o que implica que podem crescer em cúmulos congestos ou mesmo nuvens cúmulos- nimbos , que podem produzir chuvas fortes, raios, ventos fortes, granizo e até tornados . As nuvens cúmulos congestos , que aparecem como torres, muitas vezes se transformam em nuvens de tempestade cúmulos- nimbos . Eles podem produzir precipitação. Os pilotos de planadores muitas vezes prestam muita atenção às nuvens cúmulos, pois podem ser indicadores de correntes de ar ascendentes ou térmicas abaixo que podem sugar o avião para o alto - um fenômeno conhecido como sucção de nuvens .
Efeitos no clima
Devido à refletividade, as nuvens resfriam a Terra em cerca de 12 ° C (22 ° F), um efeito causado principalmente por nuvens estratocúmulos. No entanto, ao mesmo tempo, eles aquecem a Terra em cerca de 7 ° C (13 ° F), refletindo a radiação emitida, um efeito em grande parte causado por nuvens cirrus . Isso resulta em uma perda líquida de 5 ° C (9,0 ° F). As nuvens cumulus, por outro lado, têm um efeito variável no aquecimento da superfície terrestre. As espécies de cúmulos congestos mais verticais e o gênero de nuvens cúmulos- nimbos crescem alto na atmosfera, carregando umidade consigo, o que pode levar à formação de nuvens cirros. Os pesquisadores especularam que isso poderia até mesmo produzir um feedback positivo, onde o aumento da umidade atmosférica superior aquece ainda mais a Terra, resultando em um número crescente de nuvens cúmulos congestos transportando mais umidade para a atmosfera superior.
Relação com outras nuvens
As nuvens cumulus são um gênero de nuvem de baixo nível de convecção livre juntamente com o estratocúmulo de nuvem convectiva limitada relacionado. Essas nuvens se formam do nível do solo a 2.000 metros (6.600 pés) em todas as latitudes. As nuvens Stratus também são de baixo nível. No nível médio estão as nuvens altas, que consistem na nuvem estratocumuliforme de convecção limitada altocumulus e na nuvem estratiforme altostratus. Nuvens de nível médio se formam de 2.000 metros (6.600 pés) a 7.000 metros (23.000 pés) em áreas polares, 7.000 metros (23.000 pés) em áreas temperadas e 7.600 metros (24.900 pés) em áreas tropicais. A nuvem de alto nível, cirrocumulus, é uma nuvem estratocumuliforme de convecção limitada. As outras nuvens neste nível são cirrus e cirrostratus. Nuvens altas formam 3.000 a 7.600 metros (9.800 a 24.900 pés) em altas latitudes, 5.000 a 12.000 metros (16.000 a 39.000 pés) em latitudes temperadas e 6.100 a 18.000 metros (20.000 a 59.100 pés) em latitudes tropicais baixas. As nuvens cúmulos nimbos, como os cúmulos congestos, estendem-se verticalmente em vez de permanecerem confinadas a um nível.
Nuvens cirrocúmulos
As nuvens cirrocúmulos se formam em manchas e não podem projetar sombras. Eles geralmente aparecem em padrões regulares de ondulação ou em fileiras de nuvens com áreas claras entre eles. Os cirrocúmulos são, como outros membros das categorias cumuliforme e estratocumuliforme, formados por processos convectivos . O crescimento significativo dessas manchas indica instabilidade em grandes altitudes e pode sinalizar a aproximação de condições climáticas mais desfavoráveis. Os cristais de gelo no fundo das nuvens cirrocúmulos tendem a ter a forma de cilindros hexagonais. Eles não são sólidos, mas tendem a ter funis escalonados saindo das extremidades. Em direção ao topo da nuvem, esses cristais tendem a se agrupar. Essas nuvens não duram muito e tendem a se transformar em cirros porque, à medida que o vapor d'água continua a se depositar nos cristais de gelo, eles eventualmente começam a cair, destruindo a convecção ascendente. A nuvem então se dissipa em cirros. Nuvens de cirrocúmulos vêm em quatro espécies que são comuns a todos os três tipos de gênero que têm características convectivas limitadas ou estratocumuliformes: estratiforme , lenticular , castellanus e floccus . Eles são iridescentes quando as gotículas de água super-resfriadas constituintes têm quase o mesmo tamanho.
Nuvens altocúmulos
Altocumulus são nuvens de nível médio que se formam de 2.000 metros (6.600 pés) de altura a 4.000 metros (13.000 pés) em áreas polares, 7.000 metros (23.000 pés) em áreas temperadas e 7.600 metros (24.900 pés) em áreas tropicais. Eles podem ter precipitação e são comumente compostos de uma mistura de cristais de gelo, gotículas de água super-resfriada e gotículas de água em latitudes temperadas. No entanto, a concentração de água líquida quase sempre era significativamente maior do que a concentração de cristais de gelo, e a concentração máxima de água líquida tendia a estar no topo da nuvem, enquanto o gelo se concentrava no fundo. Os cristais de gelo na base das nuvens altocumulus e na virga foram encontrados para ser dendritos ou conglomerados de dendritos enquanto agulhas e placas residiam mais para o topo. Nuvens altocúmulos podem se formar por convecção ou por elevação forçada causada por uma frente quente . Como Altocumulus é um tipo de gênero de convecção limitada, ele é dividido nas mesmas quatro espécies que o cirrocumulus.
Nuvens estratocúmulos
Uma nuvem estratocumuliforme é outro tipo de nuvem estratocumuliforme. Como as nuvens cúmulos, elas se formam em níveis baixos e por convecção. No entanto, ao contrário das nuvens cúmulos, seu crescimento é quase completamente retardado por uma forte inversão . Como resultado, eles se achatam como nuvens estratos, dando-lhes uma aparência em camadas. Essas nuvens são extremamente comuns, cobrindo em média cerca de 23% dos oceanos e 12% dos continentes da Terra. Eles são menos comuns em áreas tropicais e comumente se formam após frentes frias . Além disso, as nuvens estratocúmulos refletem uma grande quantidade da luz solar incidente, produzindo um efeito de resfriamento líquido. Nuvens de estratocúmulos podem produzir garoa , que estabiliza a nuvem, aquecendo-a e reduzindo a mistura turbulenta. Sendo uma nuvem de convecção limitada, o estratocúmulo é dividido em três espécies; stratiformis, lenticularis e castellanus, que são comuns aos gêneros estratocumuliformes superiores.
Nuvens cumulonimbus
As nuvens cumulonimbus são a forma final de crescimento das nuvens cumulus. Eles se formam quando as nuvens cúmulos congestos desenvolvem uma forte corrente ascendente que impulsiona seus topos cada vez mais alto na atmosfera até atingirem a tropopausa a 18.000 metros (59.000 pés) de altitude. As nuvens cumulonimbus, comumente chamadas de nuvens de tempestade, podem produzir ventos fortes, chuvas torrenciais, relâmpagos, rajadas, trombas d' água , nuvens em funil e tornados. Eles geralmente têm nuvens de bigorna .
Nuvens em forma de ferradura
Uma nuvem em ferradura de curta duração pode ocorrer quando um vórtice em ferradura deforma uma nuvem cumulus.
Extraterrestre
Algumas nuvens cumuliformes e estratocumuliformes foram descobertas na maioria dos outros planetas do sistema solar. Em Marte , o Viking Orbiter detectou cirrocúmulos e nuvens estratocúmulos formando-se por convecção principalmente perto das calotas polares. A sonda espacial Galileo detectou nuvens cumulonimbus massivas perto da Grande Mancha Vermelha em Júpiter . Nuvens cumuliformes também foram detectadas em Saturno . Em 2008, a espaçonave Cassini determinou que as nuvens cumulus próximas ao pólo sul de Saturno faziam parte de um ciclone com mais de 4.000 quilômetros (2.500 mi) de diâmetro. O Observatório Keck detectou nuvens cúmulos esbranquiçadas em Urano . Como Urano, Netuno tem nuvens cumulus de metano. Vênus, no entanto, não parece ter nuvens cúmulos.
Veja também
Notas
Referências
Notas de rodapé
Bibliografia
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