A chuva significa todos os meteoros que caem na atmosfera e podem ser sólidos ou líquidos dependendo da composição e temperatura deste último. Este termo tempo é mais frequentemente o plural e refere-se a terra de hidrometeoros ( cristais de gelo ou gotas de água ) que, tendo sido submetido a processos de condensação e a agregação no interior das nuvens , tornou-se demasiado pesada para permanecer em suspensão na atmosfera e queda para o solo ou evapora em virga antes de alcançá-lo. Por extensão, o termo também pode ser usado para fenômenos semelhantes em outros planetas ou luas com atmosfera.
A frequência e a natureza da precipitação em uma determinada região geográfica são características importantes de seu clima . Eles dão uma contribuição essencial para a fertilidade e habitabilidade das zonas temperadas ou tropicais; nas áreas polares, eles ajudam a manter as calotas polares. A precipitação pode assumir as seguintes formas (às vezes misturadas):
LíquidoSólidoNos relatórios de observação do tempo, o tipo de precipitação é acompanhado por uma indicação de intensidade (leve, moderada ou forte), bem como uma medida de visibilidade através da precipitação. Os relatórios de observação também indicam a natureza temporal da precipitação: se sua intensidade varia rapidamente e é acompanhada por desbastes, a precipitação é chamada de aguaceiro .
A precipitação é medida em milímetros (mm) de espessura para precipitação líquida e em centímetros (cm) de espessura para neve. A precipitação também pode ser expressa como um equivalente líquido de litros por metro quadrado (L / m²), sendo as duas unidades equivalentes usando a densidade da água, ou neve derretida na água, coletada em uma área de 1 metro quadrado.
Gotas começam a se formar no ar geralmente acima do ponto de congelamento quando o ar levantado torna-se ligeiramente supersaturado em relação à temperatura ambiente. Para isso, porém, deve haver núcleos de condensação , poeira ou grãos de sal, sobre os quais se deposita o vapor d'água. A solução química resultante reduz a tensão superficial necessária para formar uma gota. Há primeiro a formação de gotas muito finas que dão a nuvem. À medida que estas gotículas subir, que passam sob o ponto de congelação, mas permanecem geralmente sobrearrefecido quando a temperatura está compreendida entre -10 o C e 0 o C . Na verdade, os núcleos congelados estão muito menos disponíveis do que os núcleos de condensação, o que deixa muito tempo durante a subida antes de encontrar um e transformar as gotas em cristais de gelo .
À medida que as gotas aumentam de diâmetro, um segundo processo deve ocorrer, a coalescência, para atingir um diâmetro suficiente para formar gotas de chuva. Na verdade, as gotículas formadas pela condensação atingem apenas algumas dezenas de mícrons no tempo normalmente necessário para dar chuva.
CoalescênciaA coalescência é o amálgama de duas ou mais gotas por colisão para formar uma maior. À medida que as gotículas crescem em velocidades diferentes, dependendo da concentração de vapor d'água, elas se movem a uma velocidade diferente que está relacionada ao seu diâmetro e à corrente ascendente. Os maiores se movendo mais devagar irão capturar os menores na subida e então quando eles não puderem mais ser sustentados pela corrente, eles irão descer e continuar a crescer da mesma maneira.
Efeito BergeronO efeito Bergeron , de seu descobridor Tor Bergeron , é o mais eficaz dos processos de formação de chuva ou snowdrop. Quando cristais de gelo eventualmente se formam por congelamento de gotículas, eles têm uma pressão de saturação mais baixa do que as gotículas circundantes. As gotículas, portanto, evaporam e o vapor d'água se deposita nos cristais.
Esses cristais também caem e se aglutinam com outros para formar flocos de neve. Eles também irão capturar as gotas por coalescência, o que as congelará se a temperatura estiver abaixo de zero grau Celsius. Se a temperatura da atmosfera estiver abaixo de zero acima do solo, haverá neve. Por outro lado, se o nível de congelamento não estiver no solo ou se houver camadas acima de zero na altitude, haverá uma variedade de tipos de precipitação: chuva, chuva congelante, granizo, etc.
Para que as gotículas de água se formem e dêem origem a uma nuvem e, em seguida, à precipitação, é necessário um mecanismo para levar o ar à saturação. A menos que o ar seja resfriado por uma advecção de ar frio ou mecanismo de transferência radiativa , como no caso da formação de névoa , isso ocorre por levantamento. Quando os hidrometeoros se tornam muito grandes para serem suportados pelo movimento vertical disponível, eles começam a cair em direção ao solo. Além de sua fase , existem, portanto, dois tipos de precipitação dependendo do mecanismo que causa o movimento vertical:
No entanto, esses dois tipos de precipitação não são mutuamente exclusivos. De fato, pode haver áreas instáveis em uma massa de chuva ou neve estratiforme, o que dará origem a aguaceiros mais fortes nesses setores. Da mesma forma, condições instáveis podem ser obtidas levantando. Por exemplo, ventos em uma encosta podem fazer com que o nível de convecção livre exceda o nível de convecção livre para o pacote de ar sendo levantado e criar uma tempestade.
Uma nuvem geralmente gera precipitação significativa quando sua espessura ultrapassa 4.000 pés (1.200 m ). Em geral, uma nuvem não gerará precipitação se a densidade da água líquida na nuvem for inferior a 0,5 g / m³.
A precipitação pode ser organizada de diferentes formas: em grandes áreas, em faixas de precipitação ou isoladas. Depende da estabilidade da massa de ar , dos movimentos verticais da mesma e dos efeitos locais. Assim, diante de uma frente quente , a precipitação será principalmente estratiforme e cobrirá várias centenas de quilômetros de largura e profundidade. Por outro lado, antes de uma frente fria ou de um ciclone tropical , a precipitação formará faixas finas que podem se estender lateralmente por grandes distâncias. Eventualmente, uma chuva torrencial ou tempestade causará precipitação por alguns quilômetros quadrados de cada vez, formando uma coluna de precipitação sob a nuvem convectiva.
ChuvaPrecipitação é o estudo dos acúmulos de chuva, neve ou qualquer outra forma de água por meio de instrumentos de medição in situ ou por telemetria. As acumulações de estado sólido são adicionadas alimentando uma geleira ou campo de neve ; o oposto é a ablação . O acúmulo de precipitações líquidas e sólidas é um dos fatores condicionantes do clima e consequentemente do desenvolvimento das sociedades humanas e, muitas vezes, uma questão geopolítica .
Vários instrumentos são utilizados na pluviometria, sendo o pluviômetro / pluviógrafo o mais conhecido. A medição pode ser realizada em várias unidades, dependendo se o tipo de precipitação é sólida ou líquida, mas é reduzida a milímetros de equivalência hídrica, ou seja, em litros por metro quadrado de superfície horizontal, para efeito de comparação.
DeposiçãoDois tipos de deposições podem ser coletados em um pluviômetro, mas raramente formam mais do que um traço de acumulação:
Nestes dois casos não podemos falar de precipitação, pois as gotículas se formam ou se depositam no solo ou objetos sem cair.
De acordo com Xuebin Zhang (2007) da Divisão de Detecção e Análise de Mudanças Climáticas do Meio Ambiente e Mudanças Climáticas do Canadá ( Toronto no Canadá ), humanos em países desenvolvidos são diretamente responsáveis por 50 a 85% do aumento na precipitação que ocorre em latitudes temperadas (40 -70 ° N). Assim, ele analisou a precipitação por faixas de latitude entre 1925 e 1999. A média aumentou 62 mm nas latitudes médias do hemisfério norte (Estados Unidos, Europa do Norte, Rússia) contra uma diminuição de 98 mm em média. Para as regiões tropicais de o hemisfério norte (Sahel, Shara). A parte humana foi confrontada com diferentes modelos (com e sem emissão de gases de efeito estufa e solos sulfatados) para chegar à conclusão citada acima. Pior de tudo, a precipitação mudou mais rápido do que o esperado, assim como o aumento do nível do mar. As projeções atuais, portanto, subestimam os riscos climáticos de longo prazo.
Na natureza, vários processos participam da propagação da atmosfera, passivamente e / ou por espécies vivas.
Semeadura naturalA precipitação pode ser desencadeada pela dispersão de poeira de iodeto de prata em uma nuvem . Isso equivale à introdução de núcleos glaciais , que acelera a formação de cristais de gelo e provoca o efeito Bergeron mencionado acima. Esta é uma forma de limitar o tamanho das pedras de granizo também criando mais competição pelo vapor de água disponível.
A técnica é muito eficaz em laboratório, mas, na natureza, sua eficácia é limitada, de acordo com Jean-Louis Brenguier, chefe do grupo de meteorologia experimental da Météo-France , a menos que gastemos somas muito grandes para seguir a nuvem durante toda a sua vida. No entanto, isso não impede que a Agência de Tecnologia Atmosférica Russa use essa técnica para dispersar nuvens sobre Moscou durante certos feriados e visitas oficiais ou para limitar a quantidade de neve.
A atmosfera de Marte é muito fina, composta principalmente de dióxido de carbono (95%), nitrogênio (3%) e argônio (1,6%), e contém traços de oxigênio , água e metano . Existem nuvens de água e dióxido de carbono que se parecem muito com nuvens cirros . Algumas nuvens são tão finas que só podem ser vistas quando refletem a luz do sol no escuro. Nesse sentido, eles estão próximos das nuvens noctilucentes da Terra. A sonda Phoenix notou cristais de gelo caindo dessas nuvens a uma altitude de 4 km e se sublimando em uma virga acima de 2,5 km .
Na atmosfera de Vênus , as chuvas de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) são frequentes, mas nunca chegam ao solo (temperatura de 470 ° C ). Eles evaporam com o calor antes de atingirem a superfície virga . O ácido sulfúrico evapora a cerca de 300 ° C e se decompõe em água e dióxido de enxofre. Da camada de nuvens, entre 48 e 58 km de altitude, essas gotas de ácido encontram temperaturas tais que eventualmente evaporam a uma altitude de cerca de 30 km , voltando então para as nuvens.
Em Titã , o satélite de Saturno, o metano passa por um ciclo semelhante ao da água na Terra . Este, na temperatura média de Titã, está no estado gasoso , mas a atmosfera de Titã é gradualmente destruída na alta atmosfera. Os compostos de carbono mais complexos, formados a partir do metano, são líquidos nessas temperaturas. Esses compostos voltam em forma de chuva e formam lagos com alguns metros de profundidade, que podem ser cobertos por blocos de gelo de amônia.
Os lagos evaporam, mas nenhum processo químico ou físico (nas condições presentes em Titã) permite que esses compostos se transformem de volta em metano. A maior parte do metano deve, portanto, originar-se da superfície ou criovulcões que o transportam para a atmosfera, onde se condensa novamente e cai novamente na forma de chuvas de metano, completando o ciclo. Isso significa que deve haver uma renovação do metano na atmosfera.
O Pólo Norte experimenta muita precipitação - provavelmente metano ou etano - no inverno. Quando a estação muda, o sul, por sua vez, experimenta essas chuvas. Essas chuvas abastecem lagos ou mares com metano ou etano líquido no pólo.