Nuvens se formam quando o vapor de água em pacotes úmidos de ar se condensa em aerossóis atmosféricos, como partículas de poeira. A transição da partícula seca para a gota de água líquida é conhecida como ativação. O limite para ativação é uma função do tamanho de um aerossol e da composição química, bem como da umidade relativa do ar local. Como o tamanho e a composição de uma determinada partícula são fixos, a ativação ocorre principalmente quando um pacote de ar atravessa um nível de saturação de água denominado supersaturação crítica.

Tipicamente, quando uma parcela de ar úmido sobe, esfria, reduzindo a capacidade do ar de conter o vapor de água e levando o pacote à supersaturação crítica. A teoria tradicional e as simulações de laboratório negligenciaram os processos dinâmicos, como turbulência, dentro do pacote e assumido que o pacote é bem descrito por uma única temperatura e umidade relativa. Contudo, observações recentes in situ sugerem que a turbulência pode criar variações de 0,1% -0,3% no valor da taxa de saturação da parcela.

Shawon et al. usou uma nova câmara de nuvem de última geração para investigar os efeitos da turbulência na formação de nuvens em laboratório. Para realizar suas investigações, eles criaram um ambiente supersaturado dentro da câmara, inicialmente desprovido de aerossóis. Ao definir a parte superior e a parte inferior da câmara para diferentes temperaturas, eles induziram o movimento turbulento do ar. Em seguida, eles injetaram partículas secas de cloreto de sódio de tamanho submicrométrico na câmara para atuar como locais de nucleação para a formação de gotículas de nuvem e observaram os resultados de estado estacionário.

Ao fixar o tamanho e a composição do aerossol, bem como a temperatura e o nível de saturação inicial da câmara, os autores isolaram o efeito da turbulência. Eles descobriram que, nessas condições, partículas de aerossol com as mesmas características físicas no mesmo pacote de ar podem ser ativadas ou não devido à variação induzida por turbulência na supersaturação local. Como a ativação ocorre quando o limite crítico de supersaturação é atingido, turbulência pode empurrar brevemente mais partículas além desse limite, resultando em frações gerais de ativação maiores.

De acordo com os autores, os efeitos da turbulência podem desempenhar um papel importante na transição entre os tipos de nuvens. Isso pode ser especialmente verdadeiro para nuvens que se movem de ambientes baseados em terra para ambientes baseados no mar, durante o qual a população de aerossóis disponíveis também muda.

Esta história é republicada por cortesia de Eos, patrocinado pela American Geophysical Union. Leia a história original aqui.