4_Umidade_Condensação_Nuvens
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4_Umidade_Condensação_Nuvens


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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO 
CENTRO DE CIÊNCIAS MATEMÁTICAS E DA NATUREZA 
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE METEOROLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UMIDADE, CONDENSAÇÃO E NUVENS 
 
 
 
 
 
 
 
POR 
 
 
 
 
 
MARIA GERTRUDES ALVAREZ JUSTI DA SILVA1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RIO DE JANEIRO, RJ 
NOVEMBRO, 1998 
 
1 Tradução com finalidade didática de: 
AHRENS, A. D. Essentials of Meteorology: an invitation to the atmosphere. West Publishing Company, New York, 1993. Cap. 4, p 73-103. 
Umidade, Condensação e Nuvens 
 
A Circulação da Água na Atmosfera 
Evaporação, Condensação e Saturação 
Umidade 
 Pressão de Vapor 
 Umidade Relativa 
 Umidade Relativa e o Desconforto Humano 
 Ponto de Orvalho 
 Medindo a Umidade 
Orvalho e Geada 
Nevoeiro 
Nuvens 
 Classificação das Nuvens 
 Identificação das Nuvens 
 Nuvens Altas 
 Nuvens Médias 
 Nuvens Baixas 
 Nuvens de Desenvolvimento Vertical 
 Algumas Nuvens Raras 
Sumário 
Palavras Chaves 
Questões de Revisão 
 
 
Vimos anteriormente que na nossa 
atmosfera a concentração do gás invisível vapor 
d\u2019água é normalmente menor do que uns poucos 
porcentos de todas as moléculas da atmosfera. 
Ainda assim o vapor d\u2019água é extremamente 
importante por sua transformação em partículas de 
nuvens \u2013 partículas que crescem e caem para a 
superfície na forma de precipitação. O termo 
umidade é usado para descrever a quantidade de 
vapor d\u2019água no ar. Para a maioria de nós um dia 
úmido significa alta umidade. Entretanto, existe em 
geral mais vapor d\u2019água em um dia quente e \u201cseco\u201d 
do Deserto de Saara do que em um dia polar frio e 
\u201cúmido\u201d da Nova Inglaterra, o que faz surgir uma 
pergunta: O ar do deserto tem uma umidade mais 
alta? Como veremos mais adiante, a resposta a 
esta questão é sim e não, dependendo do tipo de 
umidade (ou do tipo de medida de umidade) que 
estamos falando. 
 Assim, para que se entende melhor o 
conceito de umidade, começaremos este capítulo 
examinando a circulação da água na atmosfera. 
Depois vamos olhar as diversas maneiras de se 
expressar a umidade. Finalmente, investigaremos 
as várias formas de condensação, incluindo orvalho, 
nevoeiro e nuvens. 
 
A Circulação da Água na 
Atmosfera 
 
 Dentro da atmosfera existe uma circulação 
sem fim de água. Já que os oceanos ocupam cerca 
de 70% da superfície da terra, podemos pensar na 
circulação como começando nos oceanos. Ali, a 
energia do sol transforma enormes quantidades de 
água líquida em vapor d\u2019água em um processo 
chamado de evaporação. Os ventos transportam 
então o ar úmido para outras regiões, onde o vapor 
se transforma em líquido formando nuvens, em um 
processo chamado de condensação. Sob certas 
condições, as partículas líquidas (ou sólidas) da 
nuvem podem crescer em tamanho e cair na 
superfície como precipitação \u2013 chuva, neve ou 
granizo. Se a precipitação cai sobre os oceanos, a 
água está pronta para recomeçar seu ciclo 
novamente. Se, por outro lado, a precipitação cai 
sobre o continente, uma grande parte da água 
retorna ao oceano em uma jornada complexa. Este 
ciclo de movimento e transformação das moléculas 
da água de líquido para vapor e de novo para líquido 
é chamado de ciclo hidrológico. Na forma mais 
simplificada deste ciclo, as moléculas da água 
viajam do oceano para a atmosfera depois para a 
terra e finalmente para o oceano. 
 A figura 4.1 ilustra a complexidade do ciclo 
hidrológico. Por exemplo, antes da chuva atingir o 
solo, uma porção dela se evapora retornando ao ar. 
Parte da precipitação pode ser interceptada pela 
vegetação, onde ela evapora ou pinga para o chão 
depois que a chuva cessa. Uma vez na superfície, 
uma porção da água infiltra-se no solo através de 
pequenas aberturas no solo e nas rochas, formando 
os lençóis subterrâneos. Aquela parte que não se 
infiltra permanece em poças ou escoa para os rios, 
achando assim seu caminho de volta para o oceano. 
Mesmo a água subterrânea se move vagarosamente 
as vezes emergindo na superfície, só para evaporar 
ou ser carregada pelos rios na direção dos oceanos. 
 Sobre os continentes, uma considerável 
quantidade de vapor é adicionada à atmosfera 
através da evaporação no solo, lagos e rios. Mesmo 
as plantas fornecem umidade através de um 
processo chamado de transpiração. A água 
absorvida pelo sistema de raízes das plantas se 
move para cima através do tronco e emerge da 
planta através de numerosas aberturas do lado de 
 
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baixo das folhas. Ao todo, a evaporação e a 
transpiração das áreas continentais chegam a quase 
15% dos quase 1,5 bilhões de galões de vapor 
d\u2019água que evaporam anualmente para a atmosfera; 
os restantes 85% evaporam dos oceanos. A massa 
total de vapor d'água estocada na atmosfera em um 
dado momento soma pouco mais do que o 
suprimento de uma semana de precipitação sobre o 
todo o planeta. Já que esta quantidade varia pouco 
de dia para dia, o ciclo hidrológico é super eficiente 
fazendo a circulação da água na atmosfera. 
 
Evaporação, Condensação e 
Saturação 
 
 Para se obter um quadro um pouco diferente 
da água na atmosfera, suponha que examinemos a 
água em um "becher" similar ao mostrado na figura 
4.2(a). Se fossemos capazes de ampliar a superfície 
da água por cerca de um bilhão de vezes, veríamos 
as moléculas da água bastante próximas umas das 
outras, gingando e movendo-se ao redor. 
Poderíamos ver também que as moléculas não 
estariam movendo-se todas com a mesma 
velocidade \u2013 algumas estariam se movendo mais 
rapidamente que outras. Lembre-se o que foi dito na 
Unidade 3, de que a temperatura da água é a 
medida da velocidade média de suas moléculas. Na 
superfície, as moléculas com velocidade suficiente 
(e movendo-se na direção correta) irão 
eventualmente se desprender da superfície líquida e 
penetrar no ar acima da água. Estas moléculas, 
mudando do estado líquido para o estado de vapor, 
estão evaporando. Enquanto algumas moléculas 
estão deixando o líquido outras estão retornando. 
Essas que retornam estão condensando na medida 
que estão mudando do estado de vapor para o 
estado líquido. 
 Quando se coloca uma cobertura no 
"becher" (figura 4.2b), depois de um certo tempo o 
número total de moléculas escapando do líquido 
(evaporando) será balanceado (equilibrado) pelo 
número de moléculas que retornam (condensando). 
Quando existe esta condição, dizemos que o ar está 
saturado de vapor d\u2019água. Para cada molécula que 
evapora, uma deve condensar, e nenhuma perda 
líquida de molécula de vapor ou de líquido ocorre. 
 Se movermos a cobertura do "becher" e 
soprarmos no topo da água, algumas moléculas 
contidas no ar serão levadas para longe, criando 
uma diferença entre o número real de moléculas de 
vapor e o número total necessário para a saturação. 
Isto vai evitar a saturação e permitirá que haja uma 
intensificação na evaporação. O vento, portanto, 
intensifica a evaporação. 
 A temperatura da água também influencia a 
evaporação. Se mantivermos todas as demais 
condições, a água quente irá evaporar mais 
rapidamente do que a água fria. A razão para este 
fenômeno é que, quando aquecida, as moléculas da 
água aumentarão suas velocidades. À grandes 
temperaturas, uma fração maior de moléculas têm 
velocidade suficiente para vencer a tensão 
superficial da água e escapar para o ar acima da 
superfície. Consequentemente, quanto mais quente 
a água, maior a taxa de evaporação. 
 Se pudéssemos examinar o ar sobre a água 
na figura 4.2(a) veríamos as moléculas de água 
movendo-se livremente e chocando-se umas com as 
outras assim como com suas vizinhas, as moléculas 
de oxigênio e nitrogênio. Veríamos também que 
misturadas com as moléculas de ar estariam