Uma gota fria ou gota de ar frio designa em meteorologia um volume limitado de ar frio que é representado, em um mapa meteorológico, rodeado por isotermas fechadas. Também é conhecido como cúpula fria ou cúpula de ar frio, embora esses dois termos sejam mais gerais e possam se aplicar a massas frias capturadas sob ar mais quente (bloqueio de ar frio ) ou bolsa de ar. Ar frio em uma depressão ocluída .
O diâmetro de uma gota fria pode variar de algumas centenas a milhares de quilômetros. O ar ali é homogêneo e sem linha de frente separando-o das massas circundantes, tendo uma influência determinante no clima. A queda fria, então, leva mais frequentemente à circulação atmosférica de bloqueio, onde estamos testemunhando a formação de uma depressão na altitude. Quedas altas de frio, entre 1.000 e 10.000 m , são regiões de baixa estabilidade, enquanto baixas quedas de frio são áreas de ar relativamente estável.
Outro tipo de queda fria é aquela que surge em mesoescala sob uma tempestade ou aguaceiro quando o núcleo de precipitação e ar fresco dos níveis médios da atmosfera desce em direção ao solo: sendo mais frio que o ambiente, eles formam uma cúpula muito estável de ar frio que se espalha sob a nuvem.
A circulação atmosférica propícia à formação de uma gota fria é um vale barométrico de altitude com forte componente norte-sul. O ar frio arrastado para as regiões meridionais acaba criando uma depressão fechada em todos os níveis, nas orlas da circulação geral, e encimada por uma cúpula de ar frio.
Embora esse padrão possa ocorrer em qualquer estação, ele é encontrado principalmente na primavera e no outono, quando uma massa de ar polar é trazida para as regiões mais ao sul pela corrente de jato que se move entre 5 e 9 km de altitude. Este fenômeno ocasional pode ocorrer em qualquer lugar em latitudes médias, incluindo a Riviera Francesa , a costa mediterrânea espanhola e os Grandes Lagos da América do Norte em abril e outubro.
Se a queda estiver próxima ao solo, ocorre uma inversão de temperatura e nuvens estratiformes de baixa extensão vertical . Quando este ar passa sobre o ar mais quente de uma área de alta pressão mais ao sul ou fonte de calor local, como o mar cuja água é mais quente do que a temperatura da gota, o ar fica particularmente instável e dá nuvens convectivas .
A depressão por altitude fria pode durar de alguns dias a mais de uma semana. Pode ser absorvido pela circulação geral enquanto outra reforma no mesmo lugar alguns dias depois. A evolução e o deslocamento de uma depressão fria, como qualquer bloqueio meteorológico , são, portanto, incertos porque se trata de uma situação muito estável. Para mover ou absorver tal sistema, é necessário que o fluxo de altitude que desce em sua direção seja muito potente e bem sincronizado e / ou a atividade tempestuosa / chuvosa dentro dele misture a massa de ar na vertical. O problema é semelhante à dissipação de redemoinhos no fluxo de um rio. A gota de ar frio que o formou pode, portanto, persistir sobre uma região por um longo tempo.
Os meteorologistas desenvolveram a regra de Henry , antes do desenvolvimento dos modelos NWP , que fornecia um método para avaliar a possibilidade de formação e dissipação de depressões de corte. O desenvolvimento de modelos numéricos forneceu um método mais objetivo de previsão, mas eles há muito tendem a abrir e absorver esses sistemas para a circulação geral muito rapidamente. Melhorar as equações e resolver os modelos melhorou drasticamente a previsão de seu comportamento, com erros ainda ocorrendo com frequência. A posição da gota fria pode, portanto, ser mal estimada e as regiões de convecção atmosférica que a acompanham também.
As consequências meteorológicas variam de acordo com o tamanho da gota, sua altitude e seu tempo de vida. No caso de uma “queda de baixa altitude”, a depressão criada geralmente é fraca e se enche espontaneamente. Portanto, temos nuvens finas de baixo nível, com pouca ou nenhuma precipitação, e se dissipando.
Se a queda se estender em altitude, o fenômeno da gota pode persistir por vários dias ou até mais de uma semana, pois a depressão acima da qual se encontra a queda fria move-se lentamente e o ar é instável ali, de faixas intensas de precipitação afetarão alguns corredores. A chuva / neve pode, portanto, durar dias e localmente causar grandes acumulações causando inundações, bem como danos a casas e plantações. A saturação de solos com água também pode induzir fenômenos de solifluxão e deslizamentos de terra. Dependendo da profundidade da depressão da superfície e da força das tempestades aninhadas, os ventos podem ser fortes a fortes. Nesse caso, o fenômeno pode afetar um vasto território.
Por exemplo, uma queda de frio é responsável pelas inundações de julho de 2021 na Europa, que foram catastróficas. A depressão severa produziu um acúmulo incomum de chuvas na Alemanha, Bélgica, Holanda, Luxemburgo, França e Suíça, resultando em mais de 100 mortes em poucos dias. 154 milímetros de chuva caíram na quarta-feira14 de julhoColónia, 145 milímetros de 8 h a 20 h . Ou seja, caiu em doze horas que costuma cair em julho e agosto juntos, sabendo que não é uma região particularmente seca. Localmente, as acumulações podem ter chegado a 200 milímetros.
A massa de ar que gera uma tempestade ou aguaceiro é caracterizada por ar quente e úmido em nível baixo, enquanto que em altitude é mais seco e frio. Esse contraste instável faz com que o ar inferior se eleve em uma corrente ascendente ; a umidade condensa a partir da altitude em que a temperatura do ar atinge a do ponto de orvalho , dando saturação, para formar a nuvem e posteriormente gerar precipitação.
O núcleo da precipitação na nuvem, que está em grande altitude, acaba sendo pesado demais para a corrente ascendente suportá-lo. Em seguida, começa a descer e quando sai da nuvem, as gotículas começam a evaporar porque o ar não está saturado ali. Esta evaporação parcial ou total remove energia do ar que circunda a precipitação, que será, portanto, mais frio do que o ambiente. Este ar, apesar do aquecimento adiabático , sempre será mais frio que o ambiente, uma vez que o solo atinge o solo e forma uma gota fria sob a nuvem.
Por outro lado, o ar frio e seco de níveis médios pode ser absorvido pela nuvem. Este último está em uma temperatura mais alta porque sofreu uma transformação adiabática úmida . O ar injetado é, portanto, mais denso e deve descer. Ele sempre fica mais frio do que o ambiente durante a descida e aumenta a cúpula de ar frio criada pela precipitação.
A gota fria de mesoescala se espalha sob a nuvem e forma uma frente de rajada mais ou menos intensa. Em média, as gotas se propagam a 10 m / se duram 2-3 horas. Em simulações numéricas, chegam a 10 km de raio, quando na realidade podem se estender por 50 a 100 km .
Em casos extremos, rajadas descendentes podem ser obtidas causando sérios danos. O encontro da borda da gota com um fluxo de ar quente e úmido da superfície pode levar à formação de novas nuvens convectivas ao elevar esse ar e uma linha de nuvens chamada arcus sob uma nuvem cumulonimbus . A colisão entre várias gotas também pode desencadear a formação de novas tempestades e, assim, levar à formação de novas gotas de formas complexas.
Por fim, na própria queda, o ar é muito estável porque há ar mais frio no solo do que em altitude e isso leva a uma área aberta.