APOSTILA DE CLIMATOLOGIA - PARTE 5

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6 – CONDENSAÇÃO DO VAPOR D’ÁGUA NA ATMOSFERA E FORMAÇÃO 
DE NUVENS, ORVALHO, GEADA E NEVOEIRO 
 
6.1 – Condensação do Vapor D’Água na Atmosfera 
 
 A condensação do vapor d’água é o processo pelo qual o vapor d’água passa ao 
estado líquido por meio da liberação de calor latente. Esse fenômeno é responsável pela 
formação das nuvens e do orvalho. Ele ocorre sempre sobre uma superfície de contato, 
sendo que no caso das nuvens, a superfície de contato são partículas em suspensão na 
atmosfera chamados núcleos de condensação e no caso do orvalho, qualquer superfície 
sólida. 
 
6.1.1 – Núcleos de Condensação 
 
 Há diferentes tipos de núcleos de condensação. Geralmente são impurezas 
sólidas em suspensão na atmosfera que apresentam diferentes graus higroscópicos 
(neutros, moderadamente higroscópicos e higroscópicos), cujo raio varia de 10-4 a 10-6 
µm. A poeira em si é um núcleo neutro, porque não aglutina vapor d’água sobre sua 
superfície. Os núcleos mais abundantes são sais marinhos, que são moderadamente 
higroscópicos (a umidade relativa do ar deve girar em torno de 97 a 98% para se dar 
início à condensação). Os óxidos de enxofre e fósforo que são lançados na atmosfera 
pelas indústrias, são higroscópicos (a umidade relativa do ar pode estar a 80% para se 
dar início à condensação) e responsáveis por intensos nevoeiros. Mais recentemente os 
compostos orgânicos voláteis produzidos pelas plantas, como os terpenos, têm sido 
associados a núcleos de condensação. 
 A natureza dos aerossóis (partículas sólidas em suspensão na atmosfera) afeta 
diretamente o tempo de vida das nuvens, o tamanho e a distribuição das gotas de água 
formadas sobre os mesmos, o balanço energético na terra, pela alteração do albedo das 
nuvens. 
 
6.1.2 – Os Fenômenos da Saturação e da Condensação 
 
Uma massa de ar pode ser levada à saturação ou permanecer saturada pelo seu 
resfriamento, pela adição de vapor d’água ou pela mistura com outras massas de ar de 
temperatura menor. O resfriamento reduz a capacidade de retenção de água na forma de 
vapor a uma dada pressão, daí que, caso essa temperatura seja suficientemente baixa 
para que o teor de água presente na atmosfera se iguale àquela de sua capacidade de 
retenção, ocorre a saturação do ar. A adição de vapor à atmosfera leva à saturação no 
momento em que a quantidade de vapor atual se iguale à capacidade de retenção. 
Misturas com outras massas de ar resultam em possível saturação desde que ao final, a 
quantidade de vapor de água se iguale à capacidade de retenção na temperatura final da 
mistura. 
 Desde que existam núcleos de condensação sobre os quais o vapor d’água seja 
adsorvido, as condições atmosféricas é que determinarão se esse vapor d’água mudará 
ou não de sua fase gasosa para a líquida, dando início ao processo de condensação, 
sendo que a saturação do ar é o ponto de partida para que ocorra o processo de 
condensação que começa a ocorrer naqueles núcleos maiores. Entretanto, dependendo 
da natureza dos núcleos de condensação, estes podem se tornar ativos quando a umidade 
do ar ainda é baixa (em alguns casos de até 70%). Uma vez ativos, os núcleos de 
condensação passam a adsorver vapor d’água, aumentando de tamanho e reduzindo a 
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visibilidade, originando uma névoa úmida. De outra maneira, uma massa de ar pode ser 
levada à supersaturação sem que ocorra a condensação, quando desprovida de núcleos 
de condensação ativos, só contendo partículas sólidas em suspensão como a poeira. 
 
6.2 – Formação de Nuvens 
 
 Toda massa de ar insaturada que se eleva na atmosfera o faz reduzindo sua 
temperatura na taxa do gradiente adiabático seco (1°C por 100 m), devido ao aumento 
de volume (redução da densidade) causado pela queda da pressão atmosférica. O 
trabalho necessário para que ocorra esse aumento de volume consome energia interna 
do sistema e isso é o que determina a redução na temperatura. 
 Esse fenômeno de resfriamento por expansão adiabática é o mais importante na 
formação das nuvens. 
 Quando se atinge a temperatura tal que a quantidade de vapor d’água é igual à 
capacidade de retenção, ocorre a saturação do ar e a condensação tem início sobre os 
núcleos de condensação presentes na atmosfera. O tamanho das gotas d’água das 
nuvens que fica em torno de 2 a 20 µm, estando sujeitas à força gravitacional, ao 
empuxo e à ação das correntes ascendentes de ar. Há ocasiões em que a quantidade de 
núcleos higroscópicos é tão elevada que a saturação ocorre a uma umidade relativa em 
torno dos 70%, daí a razão pela qual se verifica maior nebulosidade naqueles locais em 
que a poluição do ar é responsável por lançar na atmosfera elementos higroscópicos 
como são os óxidos de fósforo e de enxofre. 
 O movimento vertical das massas de ar na atmosfera pode ocorrer por diferentes 
razões. O processo de convecção livre é um deles e depende, portanto, do balanço de 
radiação. Entretanto, o fenômeno da convecção forçada (ou mecânica) também pode 
ocorrer, estando este na dependência dos ventos (movimentos advectivos) e do relevo. 
Um outro fenômeno é o das frentes frias, uma vez que estas são massas de ar mais 
densas que penetram como uma cunha na atmosfera local e substituem o seu lugar nas 
camadas mais baixas elevando-as no perfil atmosférico, causando um processo de 
convecção forçada. 
 Quando o vento atua sobre uma encosta, a massa de ar sofre a ação de uma 
componente vertical, se elevando no perfil atmosférico. De acordo com o resfriamento 
adiabático, o ar dessa massa que se eleva na atmosfera pode chegar à saturação. A 
altitude em que ocorre o início da condensação é denominada de nível de condensação. 
 Existe uma equação que permite estimar a altura da base das nuvens baseada nas 
temperaturas do ar e do ponto de orvalho no abrigo termométrico pelo processo de 
deslocamento vertical (Equação 6.2.1). 
 ( )potth −×= 125 (Equação 6.2.1) 
 
Em que: h = altura da base das nuvens (m), 
 t = temperatura do ar (°C), 
 tpo = temperatura do ponto de orvalho (°C). 
 
 
6.3 – Formação do Orvalho 
 
 Como já foi visto anteriormente, o orvalho é a condensação de vapor d’água 
sobre uma superfície sólida, quando essa superfície apresenta uma temperatura igual ou 
abaixo daquela da capacidade de retenção do vapor d’água (temperatura do ponto de 
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orvalho) pela massa de ar adjacente à superfície. Essa temperatura é atingida graças ao 
balanço radiação negativo, que leva ao resfriamento. 
 Existem aparelhos que medem (orvalhômetro) e que registram (orvalhógrafo) a 
quantidade de orvalho produzida. Normalmente são superfícies sobre as quais há 
deposição do orvalho, conectadas a um sistema de balança e um registrador. 
 O tempo de molhamento também é importante e sua medição é feita com o 
emprego de um registrador de molhamento, geralmente com princípio de 
funcionamento consistindo de um fio de cânhamo exposto ao ambiente sobre o qual o 
orvalho se deposita. Quando úmido, o fio se contrai e quando seco, se estica. A 
alteração no tamanho do fio é registrada num mecanismo de tambor de relojoaria 
acusando o tempo em que se dá o molhamento. 
 
6.4 – Formação da Geada 
 
 Denomina-se geada à condição atmosférica de temperaturas abaixo de 0,0°C. 
Esse fenômeno pode estar, ou não, associado à formação de gelo sobre as superfícies, 
sendo que a água que se congela nessas superfícies pode ter sido originada do orvalho, 
da chuva. Congelamento de superfícies de água livre, como por exemplo, de lagos e 
rios, ou mesmo da água canalizada nas cidades também pode ocorrer nessas ocasiões. 
 A formação do gelo pode ocorrer de três formas, dependendo da umidade 
relativa do ar. 
Quando o ar está úmido, a deposição de gelo sobre as superfícies pode ocorrer 
quando a temperatura da superfície se iguala à do pontode orvalho acima de 0,0°C, 
dando início à formação de orvalho sobre a mesma. A medida que o ar vai diminuindo a 
sua temperatura, começa a formação de gelo a partir dos 0,0°C. Entretanto, é possível 
que ocorra a igualdade da temperatura da superfície com a do ponto de orvalho a 
temperaturas abaixo de 0,0°C. Neste segundo caso, ocorre o processo de sublimação e o 
vapor d’água passa ao estado sólido sem ter passado pelo líquido, cobrindo a superfície 
com uma camada de cristais. Em ambos os casos mencionados, dá-se o nome de geada 
branca, porque efetivamente verifica-se a presença de gelo nas superfícies. 
Quando o ar está seco e a temperatura do ponto de orvalho se encontra abaixo de 
0,0°C é possível que ocorra geada sem formação de gelo. Isso ocorre quando o ar 
alcança temperaturas ao redor ou abaixo de 0,0°C sem atingir o ponto de orvalho. 
Geralmente isso ocorre devido a frentes frias de massas polares que passam pelo 
ambiente ou ficam aí estacionadas. O nome que se dá para esse tipo de geada é o de 
geada negra. 
A medição da geada é feita com a utilização de um termômetro de mínima 
instalado sobre a superfície do solo (mede-se a temperatura mínima da relva). 
Geralmente essa temperatura está em torno de 3,0°C inferior àquela observada no 
abrigo termométrico. 
 
6.5 – Formação de Nevoeiros e Neblinas 
 
 Nevoeiro é a presença de gotículas de água inferiores a 60 µm de diâmetro em 
suspensão na atmosfera que reduzem a visibilidade e que por sua pequena dimensão não 
molham os objetos porque não se chocam com eles, apenas os contornam. Por outro 
lado, a neblina tem diâmetro superior a 60 60 µm e, por essa razão, causa o molhamento 
dos objetos contra os quais se chocam. 
 Da mesma forma como foi mencionado na formação das nuvens, assim se 
formam os nevoeiros. 
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6.6 – Referências Bibliográficas 
 
Tubelis, A. e Nascimento, F.J.L. do. 1980. Meteorologia Descritiva. Fundamentos e 
Aplicações Brasileiras. Nobel, São Paulo. 374 p. 
 
Ometto, J.C. 1981. Bioclimatologia Vegetal. Agronômica Ceres, São Paulo. 425 p. 
 
Vianello, R.L. e Alves, A.R. 1991. Meteorologia Básica e Aplicações. Universidade 
Federal de Viçosa, Imprensa Universitária, Viçosa. 449 p.