O Estado do Tempo

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Actualmente, não são poucos os que gostam de discutir as variações climatéricas, não fosse o estado do tempo ser o principal tema de conversa de toda a gente… A ironia nisto é que muitas dessas pessoas nem sabem responder às questões mais básicas sobre os fenómenos climatéricos que podem presenciar todos os dias, ou algumas vezes por ano. Terão legitimidade para discutir sobre algo muito mais complexo como são as variações climatéricas? É discutível, mas não o será aqui. Irei antes responder a algumas das questões mais básicas sobre os fenómenos climatéricos mais comuns.

Porque é que existe vento?

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O vento, como sabem, é ar em movimento. A principal razão pela qual existe vento é pelo simples facto de o planeta ter movimento de rotação. Não, não pensem já que então o vento se sente exactamente no sentido contrário ao movimento de rotação, por o ar não estar “pegado” à Terra, e então ficar em repouso, e nós como seguimos o movimento da Terra, levamos com o ar que ficou parado. Na verdade ele está bastante “pegado” à Terra pela gravidade, caso contrário não teríamos atmosfera. A rotação é importante para a criação de vento, porque existe Sol. Como sabem, o ar quente expande (daí os balões de ar quente voarem, pois o ar quente ao expandir torna-se mais leve que o restante ar, como expliquei no artigo sobre o Balão de Ar Quente). Assim, a parte da Terra que está exposta ao Sol terá o seu ar a expandir, levando a que este crie fluxos de ar para regiões mais frias, de modo a igualar a pressão. É claro que o movimento do vento torna-se muito mais complexo que isto, devido ao facto de a Terra ter rugosidade, bem como devido ao facto de existirem os oceanos. (Além disto, também se tem que considerar que as regiões tropicais têm uma exposição solar mais longa, o que cria outros fluxos “perpendiculares”. Naturalmente, estou a simplificar muito. A ideia básica é que o vento se produz devido a diferenças de pressão, as quais advêem de diferenças de temperatura.)

Porquê e como é que se formam as nuvens?

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Uma nuvem é constituída por água (líquida), podendo também conter pequenas porções de gelo, bem como ainda pequenas percentagens de impurezas (vindas da poluição, por exemplo). Em resposta ao porquê, convém perceber que estamos num planeta com grande parte da sua superfície constituída por água (cerca de dois terços). Contrariamente à ideia errónea de algumas pessoas: obviamente que não obtemos vapor de água a partir de água líquida apenas se elevarmos a temperatura acima de 100ºC. Se assim fosse, mais valia meterem a roupa a secar dentro do forno, já que a temperatura ambiente raramente ultrapassa os 60ºC no nosso planeta. É claro que além do processo de ebulição da água (que é a referida transição dos 100ºC), também existe o processo de evaporação, o qual, apesar de ser muito mais lento, também consegue transformar a água líquida em vapor (para quem se estiver a questionar sobre a razão de tal acontecer, deverá lembrar-se que a água líquida é constituída pelas suas moléculas de H2O, as quais “passeiam” pela região que a água ocupa com uma dada velocidade – na verdade essa velocidade obedece a uma estatística que nos diz que a maioria das moléculas tem uma velocidade próxima da velocidade média de todas as moléculas e que está diretamente relacionada com a temperatura à qual está o líquido. No entanto, existem sempre moléculas que têm uma velocidade muito maior, bem como muito mais pequena, do que essa média; assim, as que têm uma velocidade muito maior que a média, podem estar em condições de ultrapassar a tensão superficial do líquido e “fugir” dele – pode-se dizer que esta molécula evaporou! Quando tentam arrefecer o vosso café soprando-lhe, estão, na verdade, a retirar as moléculas mais quentes que se encontram próximas da superfície, deixando ficar as mais frias, conduzindo ao arrefecimento do café – logo, quanto maior for a superfície da chávena, mais efectivo será esse fenómeno. No caso do mar, o vento pode funcionar no sentido do nosso sopro, mas mesmo sem vento, como a superfície de água na Terra é enorme, é evidente que teremos sempre muita água a evaporar). O vapor de água irá subir na atmosfera, e como à medida que se sobe na atmosfera se fica mais frio, o vapor de água irá condensar, formando nuvens. (Se o leitor se estiver a questionar: porque é que quando se sobe na atmosfera se fica mais frio? Está-se mais perto do Sol, logo dever-se-ia ficar mais quente! Está-se mais perto do Sol, mas numa razão insignificante – em cerca de 150 milhões de quilómetros, adicionar dez quilómetros, ou mesmo cem quilómetros, é insignificante. A razão prende-se pelo facto de que ao se subir, o ar torna-se mais rarefeito (a pressão diminui), logo o próprio ar retém menos calor para nos fornecer a nós. Além disso, o mar funciona como uma panela quente. Se aproximarmos as mãos de uma panela com água quente, sentimos o calor, se afastarmos, deixamos de sentir, porque o ar é mau condutor térmico – nesta analogia, o fogo que aquece a panela é o Sol; a analogia não é perfeita, porque não “simula” o facto de o ar se tornar rarefeito).

Porque é que chove?

chuva

Ou seja, porque é que a água se lembra de cair “às vezes”, tendo em conta que o que a faz cair, que é a gravidade, está sempre igualmente presente? De certo modo é semelhante a terem um copo com água e começarem a colocar terra (em pó) sobre a água. A terra será capaz de ficar em suspensão na água, no entanto, se continuarem a adicionar terra, chegar-se-á a um ponto em que a tensão superficial da água já não será capaz de manter mais terra, pelo que começarão alguns grãos a mergulhar em direcção ao fundo do copo. Na nuvem passa-se algo de semelhante: há uma densidade crítica de água que a nuvem pode conter (para uma dada temperatura).

Mas já agora: Porque é que chove mais no Inverno que no Verão?

Para além de ser conveniente para o pessoal ir à praia, a verdade é que no verão também chove bastante, a chuva não chega é a cair-nos em cima. Estando o clima muito seco (devido ao calor), a chuva evapora antes de cair no solo.

E, por fim, a trovoada – de onde vem isso?

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Na verdade, a causa primordial de existirem trovoadas ainda não é bem compreendida. Não quero, por isso, expor as várias teorias que existem, vou limitar-me ao básico: os relâmpagos que podem ver são descargas eléctricas. Para haver uma descarga eléctrica é necessário haver a criação de pólos de cargas diferentes (a criação destes pólos é que tem origem controversa) – sendo que os pólos, como é evidente pelo que vemos, são as nuvens e o solo. O relâmpago ao passar pelo ar tem uma temperatura de cerca de 30 000ºC, o que conduz a uma maior pressão do ar (como já referido), levando a que o mesmo expanda bruscamente a velocidades que podem até ser superiores à velocidade do som, criando então uma chamada onda de choque – é uma onda “mecânica”, ou seja, é som, por isso ouvimos, e damos-lhe o nome de trovão.

P.S.: As imagens, claro, são uma ironia.

21 comentários

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  1. Olá, boa noite!

    Muitíssimo obrigado pela atenção e pelas respostas completas, e de uma forma que dá para entender muito bem!

    Obrigado!

  2. Como nessa notícia que li:

    https://br.noticias.yahoo.com/video/mulher-entra-em-desespero-ao-101400363.html

    – Apesar do aquecimento, alguns derretimentos e quedas dos icebergs são comuns?
    – Pode provocar tsunami, inundações, ou outra coisa pior?

    Li alguns comentários dessa matéria, falando sobre o que tem que preocupar é com o aquecimento, tsunami.

    – Isso é preocupante sim, mas é como eles comentam mesmo, ou é muito pessimismo ou pessoas que dizem qualquer coisa para assustar?

    – Esse derretimento e aquecimento é algo que acontece gradualmente, ou podemos ter problemas por agora, num futuro mais perto ou mais distante?

    Obrigado!

    1. Depende do que entende por “comum”, mas sim, vai acontecendo… E não, não tem nenhuma dessas consequências. Não dá inundações devido ao motivo que referi em cima, e não têm dimensão suficiente para criarem ondas perigosas, a menos que, tal como no vídeo, se esteja bastante próximo…

      Ainda é difícil de prever como é que o aquecimento global irá progredir. A consequência mais óbvia que devemos observar durante as nossas vidas é um aumento do nível do mar (em média, pois em alguns sítios a praia até pode aumentar, claro). Além disso, fenómenos meteorológicos perigosos (como ciclones e afins) podem ocorrer mais frequentemente (mas penso que ainda não há certezas sobre este aspecto). Por outro lado, há todo um grande conjunto de acontecimentos “secundários”, como a imigração de animais, que irá colocar em risco inúmeros habitats. A vida não está preparada para se adaptar a mudanças tão rápidas, pelo que as extinções vão aumentar. Os mosquitos de áreas mais equatoriais poderão também trazer graves problemas. Mas enfim, muito do que se diz é especulação, e ainda se está a tempo, pensa-se, de controlar o aquecimento global e as suas consequências. Na minha opinião, o maior problema está mesmo na questão dos habitats que estão em risco, que poderá trazer imensas consequências adversas para nós, muitas das quais poderemos nem saber prever neste momento.

      Uma fonte à partida credível é o Neil Degrasse Tyson, o qual poderá ver no youtube a falar do aquecimento global e das suas consequências:
      https://www.youtube.com/results?search_query=Neil+Degrasse+Tyson+global+warming

      Cumprimentos,
      Marinho

  3. Olá, bom dia!

    Alguém me disse que esse frio de agora se deve a derretimento das geleiras, então vem esse frio todo, que depois que essa frente fria passar não será tão frio. Segundo informações de pessoas da área, que trabalham com áreas da ecologia, geografia, etc.

    Com o tempo, depois das geleiras terem derretido, não terá mais frio assim, e não terá mais inverno como antes por causa do aquecimento, isso daqui há uns 10 anos, e o inverno não será suficiente para esfriar a temperatura que será alta.

    Disse também que o nível do mar no Rio de Janeiro já aumentou, e em outros lugares também.

    – Bom, sabemos sobre o aquecimento global e o derretimento, mas, essa informação que ouvi procede, ou seja, é verdadeira? E não terá mais inverno mesmo como antes, e isso daqui há dez anos?

    – E sobre o aumento do nível do mar? Ouvi também que a temperatura dos oceanos e praias estão mais frias. É verdade?

    – Essas variações de temperatura, o frio se devem a massa polar e o derretimento das geleiras que vêm para cá mesmo? Funciona assim?

    Obrigado pela atenção!

    1. Olá Robert,

      O nível da água sobe quando o gelo que está sobre a Terra (montanhas, por exemplo) derrete, e não aquele que está no mar. Se colocar um cubo de gelo dentro de um copo de água, vai ver que o nível da água sobe, claro. Mas depois, à medida que o gelo derrete, o nível não sobe, isto porque o gelo sólido ocupa mais espaço que a água líquida, de tal modo que a quantidade de água vinda do gelo ocupa o mesmo espaço que a parte do gelo que estava submersa (abaixo do nível da água no copo).
      Esta é apenas uma nota que deverá ter em conta, pois não sei a que se referia quando mencionou “geleiras”.

      Outro aspecto importante é que o aquecimento global dá-se nas temperaturas médias do ano, e não em estações específicas. Assim, é perfeitamente possível e plausível continuar a ter invernos frios por muitos anos (certamente mais que 10 anos).

      O nível do mar está a subir efectivamente devido ao gelo que derrete das montanhas, como referi em cima. Quanto à temperatura da água, a nível local esta depende sempre de correntes marítimas. Quanto a tornar-se mais fria a nível geral, sinceramente não estou a par disso.

      Infelizmente, não lhe posso dizer muito mais, porque não sou um especialista no tema. Este é em particular um tema difícil, porque existem muitas fontes de informação contraditória. É por isso preciso ter um especial cuidado com as fontes.

      Cumprimentos,
      Marinho

  4. Excelente artigo. E, além das explicações para algumas questões comuns, ainda tem algumas ideias para experiências. Ficamos à espera de mais 😀

    1. Obrigado. 🙂

    • Walber Brasil on 17/02/2014 at 13:07
    • Responder

    Professor, é verdade que o raio sai de dentro da terra e não do céu como muitos pensam?

    1. Ambas as hipóteses são possíveis (e ainda se pode ter raios entre nuvens, ou ainda raios “dentro” de uma só nuvem, que forme pólos distintios).

  5. sobre a origem do vento está confuso. No inicio do texto refere que a causa do vento é a “rotação da Terra”, e no final do mesmo parágrafo diz que é devido a “diferenças de temperatura”.

    1. Supostamente está explicado no meio qual a relação entre as duas coisas. O movimento de ar vem de diferenças de temperatura. Mas depois pode-se perguntar: porque existem diferenças? Serão sempre iguais os gradientes? Não, a começar pelo simples facto de a Terra rodar, o que significa que a área exposta ao Sol, e que aquece mais, vai variando, o que cria sempre movimentações de ar. (Daí não me ter focado muito no facto de as zonas tropicais serem mais quentes que os pólos, porque poderia pensar-se que isso é constante e que portanto poderia haver uma situação de equilíbrio; supondo que a variação das estações do ano era suficientemente lenta.)

        • rp on 18/02/2014 at 16:05

        Posso então concluir que o Vento é causado, em ultima analise, pelas diferenças de temperatura provocadas pelo Sol?
        Porque imaginando uma Terra sem rotação, haveria vento na mesma certo?

      1. Sim, o vento é ar em movimento, sendo que a principal razão para que o ar se mova é que hajam diferenças de pressão, as quais são consequência de diferenças de temperatura.
        Numa Terra sem rotação e sem estações do ano, a temperatura em cada local da Terra poderia tender para uma constante (tomando em consideração todas as simplificações necessárias), pelo que as diferenças de pressão também tenderiam para uma constante, e logo, depois de alcançada a situação de equilíbrio, não haveria vento.
        Foi por isto que eu falei no princípio em rotação e em diferenças de temperatura. Se por um lado a diferença de temperatura permite que hajam as diferenças de pressão necessárias para haver movimentação de ar; por outro lado é necessário que o “sistema” não seja estável, para que não tenda para uma situação de equilíbrio e fique aí “parado”. Assim o movimento periódico da Terra garante que nunca seja alcançado um equilíbrio, pelo que existe sempre vento.

  6. Excelente Q & A 🙂

    E aprendi algumas coisas 🙂

    Por exemplo, não fazia ideia que no Verão chovia bastante, mas que estamos limitados pela nossa percepção (sempre o antropocentrismo) daquilo que chega ao solo…

    1. Obrigado. 🙂

      Neste caso é um “antropocentrismo” justificável, na minha opinião. 🙂

    • Graciete Virgínia Rietsch Monteiro Fernandes on 14/02/2014 at 00:56
    • Responder

    Interessante, eu já ter posto a mim própria esse problema “porque não caiem as nuvens quando não chove”?
    E as respostas de Marinho Lopes elucidaram-me perfeitamente.
    Obrigada!!!

    1. Ainda bem, se tiver outras dúvidas, não hesite em colocar. 🙂

    • José Simões on 06/02/2014 at 01:07
    • Responder

    Como são mais pequenas demoram mais tempo a cair? Nisso não acredito eu. Atire duas pedras ao ar, de tamanho diferente e veja.

    Ainda se pode ir buscar a explicação do atrito, as penas caem mais depressa que as pedras, na atmosfera. Não se aplica porque as gotas maiores ou menores têm a mesma densidade. Mas mesmo que se aplicasse, o atrito é muito pequeno quando a velocidade é muito pequena.

    Fica o vento vertical. Mas porque existe esse vento vertical, mesmo debaixo das nuvens?

    1. José Simões, proponho-lhe a seguinte experiência simples: encha um copo com água e depois atire o conteúdo ao ar. Vai ver que a água cai rapidamente. Se, porém, usar algo para borrifar a água (como por exemplo um borrifador daqueles para limpar os vidros), as gotículas de água irão cair a uma velocidade menor. No caso das pedras, teria que comparar uma pedra com areia para observar algo semelhante. E sim, isto tem a ver com o atrito, claro. Não se trata de comparar densidades, mas sim áreas de “arrastamento”: a gotícula pequena tem uma área suficientemente grande para que a força de atrito seja maior do que para as gotículas maiores, que embora tenham uma área maior, são também mais pesadas, vencendo mais facilmente o atrito.

      Quanto ao porquê se existir o vento vertical, suponho que a principal razão seja diferença de temperatura: o ar quente sobe.

    • José Simões on 05/02/2014 at 17:27
    • Responder

    A pergunta é “porque é que as nuvens não caiem quando não chove”. Afinal são constituídas por partículas que têm peso…

    1. Boa questão, José Simões. Na verdade essas partículas caem, mas como são muito pequenas, demoram muito tempo a cair (mais de 1 dia), além disso, existem também correntes de ar (vento) verticais que as impedem de cair. Mas claro, se as partículas “crescerem” o suficiente (“agarrando” mais moléculas de água e outras impurezas), então poderão vencer a resistência do ar e desse vento, e acabam por cair mesmo, na forma de chuva.

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