243_METEOROLOGIA_E_CLIMATOLOGIA_VD2_Mar_2006
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METEOROLOGIA E CLIMATOLOGIA
Mário Adelmo Varejão-Silva

Versão digital 2 – Recife, 2006

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De um modo geral, quando o ar saturado se expande na atmosfera (provocando con-
densação), ou não ocorre precipitação alguma, ou apenas uma parte das partículas hídricas
formadas se precipita. Por outro lado, a quantidade de calor conduzida pelas partículas que
abandonam a nuvem é pequena, quando comparada à que nela permanece. Diante disso,
costuma-se simplesmente assumir que todo o calor latente liberado continua no sistema, de-
nominando-se esse processo (de fato um modelo) de pseudo-adiabático.

Segundo Peixoto (1969) o modelo pseudo-adiabático é uma excelente aproximação dos
processos reais aos quais está sujeita a atmosfera saturada. A razão de resfriamento experi-
mentada por uma parcela de ar saturado, em movimento ascensional, é praticamente igual à
estimada através desse modelo. De fato, a massa de vapor d'água existente por unidade de
massa de ar saturado (qs) é pequena e, portanto, a quantidade de água precipitada (no estado
líquido ou sólido) é igualmente pequena, quando comparada à massa total de ar que integra a
própria nuvem.

Dada a complexidade dos processos atmosféricos que envolvem mudança de estado
da água, a razão pseudo-adiabática será obtida sem que se levem em conta os efeitos causa-
dos pelo raio de curvatura e pela concentração salina das gotas formadas. O efeito do raio de
curvatura será apreciado quando da abordagem das nuvens sob o aspecto microfísico (Capí-
tulo VIII).

Imagine-se uma amostra (parcela) de ar saturado, em que cada unidade de massa é
constituída pela mistura de qS gramas de vapor d'água com 1– qS gramas de ar seco, submeti-
da a uma temperatura T e a uma pressão atmosférica p. Para efeito de referência à umidade, à
temperatura e à pressão, será adotada a região central da parcela, exatamente para evitar os
problemas inerentes à mistura que se verifica em sua camada periférica.

Uma redução infinitesimal na temperatura, provocada por expansão (decorrente de um
deslocamento ascendente) irá causar a condensação de dqS gramas de vapor, liberando calor
latente (–LE dqS). Logo, o calor (dχ) envolvido na transição de fase será:
dχ = Tds = – LE dqS. (VI.6.1)
O sinal negativo advém do fato do calor latente (LE) ser produzido às custas de uma redução (–
dqS) da umidade específica da parcela.

Uma vez aceito que todo o calor produzido será absorvido apenas pelo ar seco (como
estatui o modelo pseudo-adiabático), é possível, partindo da equação VI.5.3, ver que:

– LE dqS = (1 – qS){cpadT – (RT/Ma)(dp/p)}. (VI.6.2)

Na última equação serão feitas as seguintes simplificações, para possibilitar sua integra-
ção:

1a no membro da direita, considera-se que 1 – qS é praticamente igual à unidade (já que
qs nunca ultrapassa a 0,04 gramas de vapor d'água por grama de ar úmido);

2a no da esquerda, ainda dentro da tolerância admissível, toma-se qS ≈ 0,622eS/p. Desta
relação (aplicando logaritmos e diferenciando) decorre: