Trovoada

Uma tempestade (derivada do sufixo francês antigo -age minério , que significa "  vento  ") é uma perturbação atmosférica de origem convectiva associada a um tipo particular de nuvem : o cumulonimbus . Esta última é uma extensão vertical elevada , gera chuvas fortes a fortes, descargas elétricas de raios acompanhadas de trovões . Em casos extremos, a tempestade pode produzir tempestades de granizo , ventos muito fortes e, raramente, tornados .

Tempestades podem ocorrer em qualquer estação do ano, desde que haja condições de instabilidade e umidade . O maior número encontra-se nos trópicos e sua frequência diminui em direção aos pólos onde ocorrem apenas excepcionalmente. Em latitudes médias, o número varia com a estação.

Mecanismo de treinamento

Termodinâmica

Tal como acontece com as chuvas , as tempestades se formam em uma massa de ar instável quando há uma grande reserva de calor e umidade de baixo nível na troposfera e ar mais seco e frio em altitudes mais elevadas. Uma parcela de ar mais quente do que a convecção circundante. Enquanto não estiver saturado, sua temperatura muda de acordo com a taxa adiabática seca . A partir da saturação, o vapor d'água contido na parcela de ar se condensa de acordo com as leis da termodinâmica , o que libera calor latente e sua variação de temperatura com a pressão é então chamada de taxa pseudo-adiabática . A aceleração ascendente continua, até que o gráfico atinja um nível em que sua temperatura seja igual à do ar circundante. Em seguida, ele começa a desacelerar e o topo da nuvem é alcançado quando a partícula atinge a velocidade zero.

A Energia Potencial de Convecção Disponível (EPCD) para este tipo de nuvem é maior do que para uma chuva torrencial e permite o desenvolvimento de topos de nuvens que atingirão uma altitude maior . Isso é importante porque as gotas que sobem na corrente ascendente perdem elétrons por colisão, como em um acelerador Van de Graff. Um pico mais alto permite atingir uma temperatura inferior a −20  ° C necessária para dar um grande número de cristais de gelo. Estes últimos são os melhores produtores e portadores de carga, o que permite uma diferença de potencial suficiente entre a base e o topo da nuvem para exceder o limite de decomposição do ar e fornecer relâmpagos .

Com exceção das regiões equatoriais, o período mais ativo é do final da primavera ao início do outono, pois é quando a atmosfera está mais quente, úmida e instável. Porém, se a instabilidade é de altitude, não tem nada a ver com a época do ano, então a passagem de uma frente fria no inverno em latitudes médias pode causar trovoadas.

Gatilhos

A potencial instabilidade do ar não é o único critério, geralmente requer um gatilho. Por exemplo, a passagem de uma frente fria , uma onda meteorológica curta ou o aquecimento diurno . Tal gatilho pode atuar na superfície ou em altitude, então tempestades podem se desenvolver perto do solo ou ser baseadas em níveis médios da atmosfera:

Tempestade de massa de ar

Tempestades de massa de ar referem-se à convecção por aquecimento em uma massa de ar uniforme. O cisalhamento do vento com a altitude é zero ou baixo o que dá trovoadas unicelulares , geralmente isoladas. Como o movimento das tempestades de massa de ar depende apenas dos ventos superiores, se não houver vento, as tempestades permanecerão quase estacionárias. Eles podem se desenvolver como resultado do aquecimento diurno frequentemente acompanhado por um efeito local que produz uma certa zona de convergência . De fato, mesmo se uma massa de ar tiver propriedades de temperatura e umidade relativamente uniformes horizontalmente, a topografia pode alterar localmente essas propriedades.

O efeito local pode ser uma elevação orográfica , uma depressão barométrica baixa ou uma brisa . Por exemplo, o ar próximo à superfície de um lago é mais úmido do que no interior. Consequentemente, durante a temporada de verão, não é incomum que tempestades se formem perto de uma costa ligeiramente inclinada e acompanhem a progressão da frente de brisa. Portanto, pode ser difícil prever em qual área as tempestades se formarão, assim como prever onde a primeira bolha se formará em um caldeirão cheio de água e pegará fogo.

Essas tempestades, portanto, têm as seguintes características:

  • Forma-se à tarde ou no início da noite em terra, no verão quente e úmido. À noite, quando o solo esfria, o ar se estabiliza nas camadas inferiores e a atividade das tempestades cessa;
  • Para se formar perto de áreas costeiras, quando a massa de ar frio se move sobre a superfície mais quente da água. Situação que pode ocorrer em qualquer estação do ano e dar, por exemplo, uma tempestade de neve  ;
  • Para formar por ascendência orográfica se um fluxo de ar úmido e instável é levantado por uma cadeia de montanhas em brisas de montanha . Nesse caso, essas tempestades se alinham ao longo do lado de barlavento da cordilheira e duram enquanto o fluxo de ar as alimenta.
Tempestade frontal

Se houver uma frente, principalmente uma frente fria , esta produz um elevador que serve para desencadear e organizar a convecção. As tempestades produzidas serão frontais ou pré-frontais, dependendo de sua posição ao longo ou na frente da frente. Como há um corte de vento ao se aproximar de uma frente, as tempestades podem ser de vários tipos: multicelulares, supercélulas, linha de rajada,  etc. de acordo com a instabilidade do ar e a variação dos ventos com a altitude. Como essas tempestades são mais organizadas e geralmente têm mais energia de convecção potencial disponível (EPCD), elas costumam causar fenômenos graves, como granizo ou vento (veja Fenômenos Associados ).

Altitude trovoada

Em um sistema meteorológico de grande escala (denominado sinóptico ), pode acontecer que o ar frio seja encontrado no solo, interrompendo a convecção, mas que na altitude o ar permaneça instável. Isso ocorre principalmente na oclusão de uma depressão em seu estágio maduro ou antes de uma frente quente em instabilidade simétrica condicional . Isso também pode acontecer resfriando os topos das nuvens durante a noite. A convecção pode chegar a formar tempestades nessas condições.

Classificação

As tempestades são classificadas em várias categorias de acordo com a energia potencial convectiva disponível (EPCD) e cisalhamento do vento com a altitude:

  • tempestades unicelulares ou unicelulares;
  • tempestades multicelulares;
  • tempestades supercelulares;
  • sistema convectivo de mesoescala incluindo:
    • linha de grãos;
    • derecho;
    • complexo convectivo de mesoescala;
    • tempestade em série ou em V.

Tempestade comum e pulsante

Uma tempestade de célula única ou de célula única é o tipo mais comum, por isso é chamada de tempestade "comum". Pode estar associada a fortes aguaceiros e rajadas de vento. As chuvas quase nunca são torrenciais e as quedas de grandes pedras de granizo são extremamente raras. Quando isso acontece, é denominado tempestade “pulsante”, pois surge e se dissipa como um impulso repentino. Nas regiões áridas do mundo, a evaporação pode ser tal que a chuva não atinge o solo e forma virga sob os cúmulos - nimbos .

O meteorologista americano Horace R. Byers foi o primeiro a descrever a dinâmica do ciclo de vida dessas tempestades em 1948, seguindo um programa de estudos in situ do fenômeno: a formação dominada pela corrente ascendente na nuvem, o estado maduro onde uma corrente descendente se forma perto o primeiro, como resultado da precipitação decrescente e dissipação dominada por uma corrente descendente enfraquecida.

A tempestade unicelular é caracterizada por baixa energia (EPCD de 500 a 1000  J / kg ) com pouca ou nenhuma mudança nos ventos com a altitude. Portanto, o ciclo de vida de cerca de 30 a 60 minutos dessas tempestades é caracterizado por uma corrente ascendente mais ou menos forte e vertical. No início, estamos na presença de cúmulos mediocris que se fundem para formar um cúmulus em brotamento (ou cúmulos congestos) com o início da precipitação dentro dele. Quando os cristais de gelo se formam no topo da nuvem, esse congesto, por definição, torna-se um cúmulonimbus calvus . Aparecem então os primeiros fenômenos elétricos que caracterizam as tempestades.

No estágio maduro, uma bigorna se forma no topo da nuvem, que então leva o nome de bigorna de cúmulo-nimbo capillatus . Essa bigorna é causada pelo espalhamento da nuvem em função da inversão da temperatura na tropopausa e da presença de fortes ventos nesta altitude. No entanto, o núcleo da precipitação na nuvem, que fica a uma grande altitude, começa a ser muito pesado para a corrente ascendente suportá-lo. A chuva misturada com pequenas pedras de granizo começa então a descer ao solo, o que em breve causará dissipação.

Na verdade, essa precipitação desce na corrente ascendente e evapora parcialmente pelo resfriamento do ar que a rodeia. Este último então se torna mais frio do que o ambiente e, por impulso negativo de Arquimedes , acelera em direção ao solo. Gradualmente, a corrente descendente se intensifica e substitui a corrente ascendente. Após a chuva, a tempestade unicelular rapidamente se dissipa, criando uma área mais fria ao seu redor. A frente de rajada gerada pela tempestade pode atuar como um gatilho para outras tempestades a jusante.

Tempestades multicelulares

Como a força e a direção dos ventos aumentam com a altitude de forma linear, a corrente ascendente convectiva não está mais na mesma posição que a corrente descendente com precipitação. Isso produz uma frente de rajada que se afasta do núcleo de precipitação e empurra para trás a zona de subida. Uma precipitação saliente, portanto, geralmente se forma no quadrante sudoeste da célula-mãe no hemisfério norte, à medida que os ventos de superfície predominantes vêm dessa direção. À medida que a frente de explosão se dissocia da célula inicial ao longo do tempo, formando células-filhas, a multicélula forma uma linha de tempestades em diferentes estágios de desenvolvimento.

Cada célula dura de 30 a 60 minutos, mas a linha de tempestade pode durar horas. A estrutura de radar deste tipo de tempestade é caracterizada por saliências na parte sudoeste de uma linha de eco forte e essas saliências parecem se mover nessa direção conforme a linha se move a 30 ° e 70% do caminho. Velocidade do vento na camada onde tempestades ocorrem.

Em geral, o EPCD é médio neste tipo de tempestade, ou seja, entre 800 e 1.500  J / kg . Dependendo da energia e da umidade disponíveis, este tipo de tempestade pode produzir fortes rajadas de vento, aguaceiros, granizo e, raramente, breves tornados . A gravidade desses efeitos também depende da rapidez com que a linha se move. Por exemplo, uma linha de movimento lento pode causar muito mais chuva em um lugar, enquanto uma linha de passagem rápida aumentará as rajadas de descida .

Tempestades Supercell

Conforme o cisalhamento do vento gira com a altitude, um fortalecimento do movimento vertical sob a corrente ascendente e a sincronização entre a frente da corrente descendente e a corrente ascendente podem ser percebidos. Além disso, se a energia potencial convectiva disponível subir acima de 1.500  J / kg , a corrente ascendente permitirá uma extensão vertical muito grande (até mais de 15  km ).

Isso dá células independentes de tempestades em um equilíbrio estável entre a entrada e a saída de correntes que lhes permitem viver por muito tempo. Eles podem produzir granizo grande, ventos destrutivos e chuvas torrenciais. Além disso, se um cisalhamento de vento de superfície horizontal for transformado em um vórtice vertical pela corrente ascendente, essas supercélulas podem produzir tornados se a rotação for acentuada pela corrente descendente.

Na imagem certa, uma representação de tal cúmulo-nimbo que inclui:

  • Uma bigorna se forma na tropopausa, que é uma barreira para o desenvolvimento vertical da nuvem. Ele se estende para longe da célula original, empurrado por ventos horizontais muito fortes;
  • Um cume em cúpula estratosférica, conhecido como cume protuberante , que se projeta acima da bigorna onde está a corrente ascendente e indica que é forte o suficiente para superar a inversão de temperatura na tropopausa  ;
  • De mammatus sob a bigorna, protuberâncias nubladas formadas pelo ar frio da altitude descendente por flutuabilidade negativa na nuvem. Eles são um sinal de instabilidade;
  • De nuvens de flanco que se formam na borda;
  • No flanco traseiro direito, atrás da precipitação, um tornado sob a nuvem- parede .

Do ponto de vista do radar, é possível notar uma abóbada sem ecos (denominada abóbada de ecos fracos ) em secção vertical (imagens opostas à direita), onde a forte corrente de ar permite que goteje a humidade das parcelas. para condensar apenas em um nível muito alto. Isso resulta em uma seção horizontal ( PPI ou CAPPI ) de um eco de gancho de baixo nível (parte esquerda da imagem) para a imagem do radar e um forte gradiente de refletividade próximo ao gancho. Do ponto de vista da circulação de ar, as áreas em azul na figura da esquerda mostram por onde o ar desce neste tipo de nuvem dando rajadas no solo, as correntes descendentes dos flancos dianteiro e traseiro . No flanco traseiro, a corrente descendente interage com a corrente ascendente (amarelo) e é aqui que os tornados podem ocorrer.

Os experimentos também mostraram que a densidade dos raios dentro de uma tempestade de supercélulas resulta em um buraco relâmpago na corrente ascendente e na abóbada de ecos fracos.

Tipos

Existem quatro tipos de tempestades supercelares, classificadas de acordo com a intensidade da precipitação ou sua extensão vertical:

  •  Supercélula clássica : esta é a forma mais típica de uma supercélula descrita acima.
  • Mini-supercélula (LT para Low Topped em inglês):
caracterizado por uma altura de tropopausa mais baixa e geralmente um EPCD (Energia Potencial Convectiva Disponível) mais moderado. Eles geralmente ocorrem em condições atmosféricas mais frias, como primavera e outono. O cisalhamento e a presença de um mesociclone estão, por outro lado, muito presentes porque o cisalhamento do vento é então mais importante. Eles também são chamados de micro-supercélulas.
  • Supercélula de baixa precipitação (LP para baixa precipitação ):
característicos de lugares mais secos, como as pradarias canadenses e as grandes planícies americanas, eles têm uma base muito alta acima do solo e uma grande extensão vertical, mas sua dimensão horizontal é pequena. A taxa de precipitação vista no radar, dentro e sob a nuvem, é baixa e muitas vezes é difícil ver uma rotação. No entanto, pode haver uma queda de grandes pedras de granizo que geram poucos ecos de radar. A coluna de chuva é separada da área de rotação e da área de granizo. Essas células de tempestade podem fornecer todos os elementos violentos mencionados acima, mas o mais provável é granizo.
  • Supercell high precipitation (HP High Precipitation em inglês):
eles se formam em um ambiente rico em umidade. Eles são mais estendidos horizontalmente, sua base é mais frequentemente obscurecida pela chuva e as áreas de chuva, granizo e rotação muitas vezes não são distinguidas. Eles geralmente causam chuvas torrenciais, correntes descendentes e tornados fracos a moderados, mas são muito perigosos porque os tornados estão em uma supercélula HP embutida no coração da precipitação, tornando o tornado quase invisível. Granizo é menos provável lá.

Sistema convectivo de mesoescala

Um sistema convectivo de mesoescala (SCM) é um conjunto de tempestades que se espalham ao longo do tempo, em linha ou em zonas, para formar entidades que podem ocupar várias dezenas a algumas centenas de quilômetros de comprimento ou diâmetro ( mesoescala ). Esses sistemas climáticos são frequentemente associados a condições climáticas severas, pois as intensas tempestades que os compõem podem produzir chuvas torrenciais causando inundações , ventos superiores a 90  km / he, às vezes, granizo intenso . Esses fenômenos, mesmo que geralmente tenham uma vida útil mais curta do que os produzidos pelas depressões sinóticas , ainda afetam grandes áreas devido ao deslocamento do sistema.

A American Meteorological Society especifica que a dimensão horizontal desses sistemas deve ser de pelo menos 100  km e que a convecção atmosférica deve ser intensa. O termo SCM, portanto, designa uma classe em vez de um tipo específico de tempestade; classe que consiste em: linha de rajada, derecho, grão arqueado, complexo convectivo de mesoescala, ciclones tropicais e qualquer conjunto de tempestades mais ou menos organizadas.

Linhas de grão e derecho

Quando tempestades isoladas se agrupam em uma linha e esta linha se move com o vento médio na atmosfera, é uma linha de rajada, cujo extremo é o derecho . Tal linha produz uma frente de rajada que se organiza em uma linha à frente da convecção. É reforçado pela subsidência da corrente de jato de nível médio que é puxada para baixo em direção ao solo. Na verdade, a entrada deste último na nuvem traz o ar frio e seco do ambiente que está em equilíbrio negativo de acordo com o impulso de Arquimedes.

A seção horizontal através de tal linha, no topo da imagem, portanto, mostra fortes gradientes de refletividade (taxa de precipitação) na frente da linha. Na parte inferior, existe um corte horizontal onde os entalhes atrás da linha lhe dão uma forma ondulada. Esses entalhes são criados onde o spray seca a precipitação conforme ela desce. Geralmente, há reformas de tempestades a montante da linha principal com a rajada de vento descendente. A seção vertical mostra que as tempestades são seguidas por uma zona contínua e menos intensa associada à precipitação estratiforme e à posição do jato de nível médio descendo em direção ao solo.

Dependendo do EPCD e do cisalhamento do vento com a altitude, uma linha de instabilidade dará ventos mais ou menos fortes ao longo da linha. Esses ventos podem ser devastadores. As chuvas torrenciais duram pouco tempo ao cruzar a linha, mas quantidades significativas podem persistir na parte estratiforme posterior. Outros fenômenos violentos, como granizo e tornados, são mais raros.

Complexo convectivo de mesoescala

Complexo de tempestades geralmente se formando no final do dia devido a tempestades esparsas. Atinge seu pico durante a noite, pois se organiza como uma grande área circular. Eles são definidos como tendo:

  • Topo das nuvens com temperatura abaixo de -32  ° C e uma área de aproximadamente 150.000  km 2 .
  • Duração de mais de 6 horas.
  • A proporção dos diâmetros norte-sul e leste-oeste deve se aproximar de 1.

Esses sistemas são comuns nas planícies americanas durante o verão. Eles derivam durante a noite no fluxo de alta altitude e principalmente causam precipitação intensa causando inundações em grandes áreas. Do final de abril a outubro de 1993 , as inundações que assolaram a bacia do rio Mississippi , dos Grandes Lagos a Nova Orleans , foram causadas em grande parte pela TLC repetidamente por várias semanas no início do verão ( inundação do meio-oeste dos EUA de 1993 )

Tempestades em V ou série

"Tempestades em forma de V" retrógradas ou em série são complexos de tempestade compostos de células individuais que se reformam mais ou menos no mesmo lugar e, em seguida, derivam para a circulação atmosférica. O nome de tempestades em forma de V vem do fato de que, visto nas imagens de um satélite meteorológico , a cobertura de nuvens de todas as tempestades parece formar um V com a tempestade mais recente como vértice. Esse tipo também é chamado de trem de ecos em inglês ( Training thunderstorms ) porque, no radar, parece uma série de vagões passando sobre trilhos.

As condições necessárias para sua formação são, portanto, alta instabilidade térmica e uma zona estacionária que serve para desencadear a convecção. Este gatilho pode ser uma frente ou calha barométrica estacionária, ou uma barreira física causando elevação de ar localmente, como uma cordilheira.

Como elas se reformam continuamente no mesmo local, as tempestades retrógradas produzem principalmente chuvas fortes, causando inundações e atividade elétrica muito alta. Fortes rajadas de vento e às vezes granizo são possíveis, mas tornados raramente. Tempestades em forma de V às vezes são associadas a episódios de Cévennes no outono no Mediterrâneo.

Fenômenos associados

As tempestades são potencialmente perigosas, pois são locais de movimentos verticais significativos, raios, ventos fortes e precipitações de vários tipos. Eles aparecem muito rapidamente e podem pegar animais e humanos de surpresa.

Relâmpago

Mesmo a tempestade mais benigna é, por definição, um raio. Esta é uma descarga elétrica pelo ar entre uma parte da nuvem e outra ou o solo. Essa descarga é feita sob alta tensão (mais de 1 × 10 9  V ), cria um plasma e causa danos se passar por um objeto. Quando o raio vai da nuvem para o solo, ele segue o caminho mais curto e, portanto, geralmente atinge o ponto mais alto deste último. Edifícios e outras construções, bem como árvores atingidas por raios, estão sujeitos a essa corrente intensa que pode causar danos significativos; abatidos, os animais e o homem muitas vezes encontram a morte.

Os relâmpagos também podem vir do solo. Isso é chamado de flash ascendente: ele aparece quando o campo elétrico no solo é intenso o suficiente para que um impacto se desenvolva do solo para a nuvem. Esse fenômeno, comum em regiões montanhosas, também pode se originar do solo de estruturas altas.

Acidentes relacionados a raios são raros com aviões e planadores . Embora possam ser atingidos, eles formam uma gaiola de Faraday que isola seus ocupantes. A corrente, portanto, segue o exterior da cabine e continua em direção ao solo ou outra nuvem. O mesmo pode ser dito de um automóvel atingido por um raio, mas não de uma motocicleta, pois o ocupante, neste caso, está exposto às intempéries e o arco elétrico pode passar por seu corpo e seguir em direção ao solo através do ar úmido. Os relâmpagos também causam ruído de rádio que pode interromper a recepção das ondas em muitas aplicações de aviação, radar e telecomunicações.

Saudar

Granizo se forma sob algumas tempestades e pode destruir plantações, danificar veículos e casas e afetar o tráfego. Aviões, planadores e dirigíveis são muito suscetíveis a danos ao passar perto dessas nuvens. Na verdade, eles não serão apenas atingidos pela nuvem, mas também a uma certa distância dela pela ejeção de granizo. Além disso, frequentemente serão maiores do que os encontrados no solo, uma vez que os dispositivos voam em um nível de temperatura em que o derretimento ainda não teve tempo de reduzir o granizo.

Neve

É uma questão de tempestade de neve quando uma nuvem convectiva se forma no inverno em ar muito instável e dá precipitação de neve acompanhada por manifestações elétricas como trovões e relâmpagos. Este fenômeno é relativamente raro, mas pode ser encontrado em uma massa de ar muito frio e, portanto, polar, encontrando áreas mais quentes e úmidas. Esses movimentos das massas de ar podem criar correntes instáveis ​​formando nuvens cúmulos-nimbos de fraca extensão vertical. Tempestades de neve são descritas como pancadas de neve acompanhadas por atividade elétrica seguida por trovões. Esses tipos de tempestades são vistos no meio do inverno ou durante chuvas.

Movimentos verticais intensos

É extremamente perigoso voar próximo ou sob tempestades. As correntes ascendentes sob o cumulonimbus calvus isoladas durante tempestades unicelulares às vezes são usadas com grande risco por pilotos de planador . No entanto, essas nuvens, que têm um diâmetro de alguns quilômetros, podem ter correntes ascendentes de 10 a 15  m / s que sugam o planador para dentro da nuvem. Se o planador não estiver equipado para vôo por instrumentos (IFR), o piloto perde toda a referência visual e o planador pode rapidamente entrar em uma postura perigosa. À medida que se dissipam, o ar se torna muito estável perto dos restos da nuvem, então não há correntes ascendentes e a região se torna inutilizável para pilotos de planador.

Alguns pilotos de planador evoluíram ao longo da linha cumulonimbus , onde as correntes ascendentes ocorrem como ao longo de uma montanha. Como uma linha de tempestades multicelulares se move, é impossível retornar ao aeródromo de partida sem cruzar a linha de tempestades e pousar em um campo é perigoso porque a tempestade produz rajadas descendentes destrutivas. Em alguns casos, os planadores podem ter sido capotados e destruídos após pousarem no campo pela linha de tempestades. Finalmente, as tempestades supercelulares são incompatíveis com a prática de planar por causa dos fenômenos extremos que podem ocorrer.

A aeronave deve evitar as tempestades pelos mesmos motivos. Isso é especialmente verdadeiro durante a decolagem e a aterrissagem, quando a velocidade da aeronave está mais próxima da velocidade de estol e uma rajada de vento ou rajada descendente pode fazer com que a aeronave estole e possa colidir devido à proximidade do solo. Em vôo, as tempestades causam turbulência incompatível com o transporte de passageiros, bem como o risco de congelamento da fuselagem e do motor. Os aviões, portanto, evitam tempestades.

Os movimentos verticais também são perigosos para os pára-quedistas , que podem ser sugados pela corrente ascendente da tempestade. Eles não são apenas lançados violentamente, mas acabam em alturas onde a temperatura está bem abaixo de zero em uma atmosfera cheia de água super - resfriada e granizo. O resultado é congelamento e hipotermia , e até mesmo a morte.

Chuva

A quantidade de chuva em uma tempestade varia dependendo do tipo, mas sempre ocorre rapidamente. Porém, o relevo da região onde cai pode influenciar no efeito do mesmo. Em áreas montanhosas, o escoamento em encostas pode causar inundações no vale por concentrar as quantidades recebidas em uma pequena área. O desmatamento e a saturação do solo vão acentuar os efeitos da chuva em uma tempestade. A chuva pode fazer com que o solo se liquefaça sob certas condições, resultando em deslizamentos de terra .

Na aviação, há exemplos de acidentes com trovoadas, incluindo o do voo 358 da Air France em Toronto ( Canadá ), em agosto de 2005 , onde a chuva parece ter causado também um hidroavião que fez com que ela perdesse a frenagem e saísse da pista.

Vento e tornado

Alguns tipos de tempestades (geralmente as mais severas) estão associadas a fortes rajadas de ventos que podem causar danos por seu início repentino, mudança na direção do vento ou aquecimento repentino. Os tornados são particularmente devastadores, mas ocorrem apenas com uma pequena proporção de tempestades.

Virga

Uma tempestade em virga , ou tempestade seca, é uma tempestade cuja base está a uma altitude bastante elevada e que domina o ar seco. É acompanhado por relâmpagos, mas a precipitação que cai sob a nuvem evapora completamente ou quase completamente no ar seco subjacente. Essas nuvens altocumulonimbus geralmente se formam em uma camada instável de nuvens em grandes altitudes, onde há umidade, em vez de crescer do solo. É por isso, que ocorrem mais frequentemente no fim do dia, ou durante a noite, quando os topos das nuvens são arrefecimento por radiação, que permite que o mais quente e de ar húmido na base a ser levantado pelo ar. Impulso de Arquimedes . Eles também podem vir de cúmulos-nimbos formados em uma região quente e úmida da superfície, mas que se movem em outra zona seca.

Normalmente, essas são tempestades unicelulares de baixa intensidade que duram pouco tempo. No entanto, a precipitação que evapora sob a nuvem resfria o ar porque a evaporação requer que o calor seja fornecido às moléculas de água. O ar resfriado sendo mais denso que o ambiente, acelera em direção ao solo e pode causar rajadas mais ou menos descendentes. Na descida, o ar se aquece por compressão adiabática e pode causar uma insolação local. Como essas tempestades ocorrem em áreas geralmente desertas (ao norte do Saara, Ásia Central, Estados Unidos) ou com vegetação esparsa, as rajadas de vento também podem causar tempestades de areia ou poeira. Os relâmpagos também podem causar incêndios no mato, que não podem ser extintos porque não chove. Tempestades secas são freqüentemente acompanhadas de intensa atividade elétrica, e podemos falar coloquialmente de "flashes de calor".

Produção de antimatéria

Nuvens de tempestade podem produzir raios gama de alta intensidade, feixes de elétrons acelerados e até antimatéria . As medições realizadas em um plano em uma nuvem possibilitaram observar intensos pulsos de raios gama com energia de 511  keV que são a assinatura única da aniquilação de um elétron e sua contraparte antimatéria: o pósitron . Nenhum desses efeitos recebeu até agora uma explicação satisfatória.

Climatologia

Na imagem anexada, a taxa de relâmpagos , um indicador de tempestades, geralmente está relacionada à latitude e à proximidade com a umidade. As áreas equatoriais são as que apresentam maior densidade de raios, principalmente as áreas costeiras, já que as tempestades que produzem raios são geradas pela instabilidade atmosférica e baixos níveis de umidade presentes durante todo o ano. Por outro lado, latitudes médias e áreas polares só têm condições favoráveis ​​durante parte do ano.

Obviamente, as condições de escala sinóptica também organizam a convecção. Não é em todos os lugares do equador que as condições são favoráveis ​​para a formação de tempestades. Assim, a zona de convergência intertropical , para onde convergem os ventos alísios , dá o soerguimento necessário para a formação de tempestades razoavelmente contínuas, mas, ao norte e ao sul, há um movimento descendente do ar que libera o céu. Da mesma forma, as águas das correntes oceânicas frias inibem tempestades (por exemplo, a costa oeste da América do Norte e do Sul), enquanto as águas quentes as favorecem (por exemplo, a Corrente do Golfo, onde os furacões se movem ).

Nas latitudes médias, o ar é mais instável no verão, quando é possível encontrar o máximo de temperatura e umidade. Porém, mesmo no inverno, os sistemas frontais trazem em contato massas de ar frio e quente, o que pode criar as condições favoráveis ​​ao desenvolvimento de tempestades. Finalmente, efeitos locais como o regime de brisa costeira, elevação orográfica e aquecimento diferencial criarão condições localmente favoráveis ​​para a convecção.

Na França

Na França continental, as tempestades são fenômenos meteorológicos geralmente bastante frequentes, principalmente no verão, em todo o território; alguns lugares ainda permanecem mais expostos do que outros. Em geral, as tempestades são frequentemente registradas no eixo sudoeste / nordeste. Os locais mais expostos ao risco de trovoadas são os departamentos dos Pirenéus , Ródano-Alpes e as cordilheiras fronteiriças, bem como a Córsega . Em 2019, foi o município de Sermano , na Alta Córsega, o mais atingido por raios na França com 7,15 raios  nuvem-solo / km 2 . Mas, inversamente, o risco de tempestades é menor em um grande bairro do noroeste do país, em particular em direção à Bretanha e perto do Canal da Mancha .

Meio Ambiente

Tempestades como outros eventos meteorológicos ( inundação , tempestade , seca ) contribuem para a lixiviação e / ou ressuspensão de aerossóis ou a erosão de solos poluídos ou sedimentos e, portanto, para transferências de poluentes ou contaminantes no tempo e no espaço Inundações repentinas ou lixiviação de solos urbanos , estradas ou poluídas pela indústria ou agricultura geralmente não podem ser absorvidas por bacias pluviais ou estações de tratamento.

Tempestades históricas

Certas tempestades têm memórias marcantes, por exemplo:

  • na França a tempestade de Julho de 1788o que pode ser uma das causas da crise que favoreceu a Revolução Francesa . Essa tempestade de granizo de força excepcional devastou todas as safras de cereais da bacia do Loire até o Reno, passando pelo norte da França, em 13 de julho , enquanto no mesmo ano, ondas de calor e secas aumentaram. Tudo levando à perda de safras e, portanto, ao aumento dos preços dos alimentos básicos.
  • Do outro lado do Atlântico, o dilúvio de Montreal na14 de julho de 1987paralisou completamente a metrópole de Quebec de quase 2 milhões de habitantes. Nos Estados Unidos, muitos eventos de tempestade estão atraindo a atenção, incluindo os tornados de Oklahoma em 3 de maio de 1999 , que mataram 88 e um dos quais foi a força F5 com os ventos mais fortes já registrados para tal fenômeno.
  • A encosta oriental dos Andes , no centro da Argentina, sofre tempestades consideradas as mais devastadoras do mundo, muitas vezes inundando cidades e destruindo os vinhedos que se desenvolvem no país, às vezes sob enormes tempestades de granizo, às vezes atingindo o tamanho de uma toranja . Os picos tempestuosos chegam a 18 quilômetros de altitude, mas raramente causam tornados.

Estudo de tempestade

Tempestades são estudadas há muito tempo. Várias campanhas de medição foram realizadas nos Estados Unidos e em outras partes do mundo, como os experimentos VORTEX em Tornado Alley e o Alberta Hail Project em Alberta (Canadá). Vários pesquisadores renomados avançaram neste campo, incluindo Horace R. Byers , o primeiro a classificar os tipos de tempestade, Robert A. Houze , Charles A. Doswell III , Ted Fujita (a quem devemos a escala Fujita ) e Erik N. Rasmussen . Esses estudos usam uma variedade de sensores meteorológicos: estações meteorológicas e radares meteorológicos móveis, mesonetos , imagens de satélite meteorológico ,  etc. Esta disciplina meteorológica foi particularmente divulgada por alguns filmes de cinema e vídeos online na Internet sobre " caçadores de tempestades ", mas o verdadeiro trabalho está sendo feito por pesquisadores da universidade e do governo.

Em 2018, um projeto chamado RELAMPAGO , financiado em US $ 30 milhões e liderado por Steve Nesbitt (cientista da atmosfera da Universidade de Illinois , está - a partir de 1º de novembro - para entender melhor as tempestades na Argentina e no sul do Brasil. 160 cientistas atmosféricos, principalmente dos Estados Unidos, Argentina e Brasil, este será o maior estudo já realizado sobre tempestades fora dos Estados Unidos. Ele se beneficiará de equipamentos de caçadores de tempestades dos Estados Unidos (radar móvel ligado caminhões em particular) e será baseado em experimentos em ciências atmosféricas (sensoriamento remoto de processos de eletrificação e relâmpagos, em escalas. Também utilizará radares meteorológicos argentinos, incluindo cerca de dez radares de “ dupla polarização ” que transmitem e recebem polarizados vertical e horizontalmente ondas de rádio capazes de distinguir granizo à distância , a chuva e a neve . O projeto inclui um componente de ciência cidadã , com residentes que foram treinados na coleta e medição de granizo, bem como medição de variações nos níveis de água.

Um projeto relacionado chamado CACTI (acrônimo para Cloud, Aerosol, and Complex Terrain Interactions , ou seja, "nuvens, aerossóis e interações complexas com o terreno") se concentrará na influência de partículas atmosféricas, como poeira ou neblina, sobre o desenvolvimento de trovoadas.

De acordo com a modelagem climática atual, o aquecimento global e o marinho vão dotar a atmosfera de mais energia, o que poderia torná-la "alimentar" no mundo as tempestades mais violentas que lembram as mais poderosas das observadas na Argentina. Entender as tempestades na Argentina nos permitiria entender melhor o clima do futuro e seus riscos.

Tempestades alienígenas

Nuvens no planeta Vênus podem produzir relâmpagos como nuvens cumulonimbus terrestres. A taxa de relâmpagos é pelo menos metade da taxa de relâmpagos em terra.

Uma fina camada de nuvens de água parece existir sob a camada de amônia dentro da atmosfera do planeta Júpiter . Tempestades foram identificadas após o aparecimento de relâmpagos. A água é uma molécula polar cujas cargas podem ser separadas, que é a causa dos raios. Esses choques elétricos podem ser milhares de vezes mais poderosos do que os choques terrestres. Tempestades geradas em nuvens de água se originam do calor de dentro do planeta.

Cultura popular

Nas histórias, por seu aspecto barulhento, brutal, agressivo e amedrontador, o fenômeno da tempestade costuma ser associado a uma situação de pavor ou angústia. Além disso, o fenômeno muitas vezes ocorre à noite, o efeito do medo é acentuado.

Trovoada e flash de calor

O termo popular tempestade de calor refere-se a um caso em que um observador em um céu claro tem a oportunidade de ver uma tempestade no verão. O fenômeno não tem nada a ver com o calor, mas o fato de que está muito longe para que os trovões sejam audíveis, a existência da tempestade é então revelada a ela apenas pela visão de um raio percebido, como breves iluminações do céu ou de uma nuvem. Ele vê relâmpagos nuvem-a-nuvem ou dentro de nuvens . Os relâmpagos também são chamados de flashes de calor ou fulgurações.

Trovoada seca

Uma tempestade seca é uma tempestade que produz pouca ou nenhuma precipitação para um observador no solo. Pode ser uma tempestade com nuvens altas porque o ar é mais seco (por exemplo, nas Grandes Planícies da América do Norte). Nesse caso, a chuva que cai da nuvem pode evaporar completamente, e dar virga , ou em parte antes de atingir o solo. No entanto, os relâmpagos associados à tempestade podem atingir o solo e produzir um incêndio que não será abafado pela chuva.

Por outro lado, o relâmpago pode cair diretamente da bigorna cumulonimbus enquanto a coluna de precipitação está sob a parte principal da nuvem e para o observador a tempestade será seca. Finalmente, uma tempestade em grande altitude ou um pirocumulonimbus formado por um incêndio florestal também produzirá pouca chuva.

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Apêndices

Bibliografia

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Artigos relacionados

links externos