Em uma área com mais nuvens, o mais frio, ar mais denso sob eles, causado pela chuva, se estende para baixo e para fora da nuvem. Uma frente de rajada é formada, e colide com frentes de outras nuvens. O ar é subsequentemente forçado para cima, e uma nova nuvem é formada pelo ar que sobe. Crédito:Søren Granat
Compreender o tempo e as mudanças climáticas é um dos desafios mais importantes da ciência hoje. Um novo estudo teórico do Professor Associado Jan Härter no Instituto Niels Bohr, Universidade de Copenhague, apresenta um novo mecanismo para a auto-agregação de nuvens de tempestade, um fenômeno pelo qual nuvens de tempestade se agrupam em densos aglomerados. O pesquisador usou métodos da ciência da complexidade e os aplicou a pesquisas anteriormente estabelecidas em meteorologia sobre o comportamento de nuvens de tempestade. O estudo agora está publicado em Cartas de pesquisa geofísica .
A vida e a morte de uma nuvem de tempestade
Quando o sol aquece a superfície do oceano, caloroso, o ar úmido sobe da superfície do oceano, formando alto, nuvens colunares de tempestades que atingem alturas de aproximadamente 12 km e medem tipicamente apenas alguns quilômetros de diâmetro. Como essas nuvens produzem chuva, parte dele evapora e resfria a área local sob a nuvem.
A circulação inicial de ar que forma a nuvem é interrompida e a nuvem se dissipa. Se fosse assim tão simples, este deve ser o fim da nuvem de tempestade. Contudo, o ar denso abaixo da nuvem precisa se equilibrar com o ar menos denso ao seu redor:"O ar frio é mais denso, e se espalha para longe da nuvem. Frentes de rajada são formadas, que pode colidir com frentes de rajadas de outras nuvens. Como consequência, o ar sobe, e novas nuvens são produzidas. Isso significa que as áreas onde há muitas nuvens, são mais propensos a gerar nuvens adicionais, "Jan Härter explica (Ilustração 1).
"Áreas com menos nuvens apresentam maior redução de nuvens. À medida que a energia precisa entrar no sistema, e uma vez que a energia vem da luz do sol, há um limite para o tamanho que os pedaços de nuvem podem crescer - então colocamos uma restrição em nosso modelo. O resultado é que os clusters de nuvem se formam, com regiões sem nuvens no meio. Isso também é visto em observações para o oceano tropical. "
Combinando teoria com fenômenos do mundo real
A construção de modelos é puramente teórica, mas ainda consegue explicar fenômenos. “É um argumento teórico, uma sugestão de mecanismo que agora pode ser testado. Agrupamento de nuvens de tempestade foi observado no mundo real, mas ainda carece de uma explicação científica. Se compararmos dois casos extremos, onde uma nuvem é criada, ele acaba se fechando. Então, a mecânica estatística diz que não ocorrerá auto-agregação convectiva. Comparando este com outro modelo onde duas nuvens criam outra, agregação pode ocorrer. Isso é basicamente o que o modelo teórico pode fazer. Esse tipo de auto-organização é extremamente interessante e pode ocorrer em uma variedade de sistemas, da biologia ao magnetismo. "
A meteorologia tropical é, devido à forte interação das nuvens com a irradiação solar ali, relevantes para as mudanças climáticas. Mais aglomeração em um clima futuro pode afetar o quanto o oceano aquece, em relação à taxa observada hoje. A previsão de aglomeração de nuvens de tempestade pode afetar o clima na Dinamarca também, e eventos bastante recentes na Dinamarca, com inundações inesperadas, esgotos inundados e porões, e os danos à infraestrutura levantaram questões sobre a origem dessas inundações repentinas. Uma compreensão mais profunda de como as nuvens interagem pode lançar uma nova luz sobre a ocorrência de tais inundações.