O mistério “mágico” de como as gotas de água nas nuvens se transformam em chuva é revelado

Embora a nossa compreensão da meteorologia e dos sistemas naturais tenha avançado, há muito que existe um mistério sobre como pequenas gotículas nas nuvens dão origem à chuva. “Como eles podem crescer o suficiente para cair na superfície da Terra como chuva?”

Essa transformação é chamada na ciência de “gargalo na formação da chuva”. Compreender seus detalhes pode ajudar a melhorar as simulações de modelos meteorológicos e climáticos, levando a previsões melhores e mais precisas.

Previsões melhoradas são benéficas para indústrias e indivíduos por muitas razões, razão pela qual os investigadores estão sempre interessados em encontrar formas de melhorar as previsões meteorológicas. Embora alguns estejam desenvolvendo melhores previsões usando sistemas complexos de inteligência artificial, a simples compreensão da transição natural de uma gota de chuva para outra também é valiosa.

Modelagem computacional e observações em nuvem

A equipe de pesquisa aplicou modelagem computacional avançada aos detalhes dos dados de gotículas obtidos durante uma campanha de campo da NASA. Ao observarem as gotículas nas nuvens cúmulos estudadas durante a campanha, descobriram que foi o movimento turbulento do ar nas nuvens que realmente ajudou a moldar o crescimento dessas gotículas, levando à formação de chuva.

Nas simulações que levaram em conta a turbulência, a chuva se formou cerca de 20 minutos antes do que nas simulações realizadas sem o fator turbulência. Claramente, foi um fator de grande influência nos resultados da previsão, já que a massa de água da chuva foi pelo menos sete vezes maior nas simulações que incluíram turbulência.

O Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NSDF NCAR) e a Corporação Universitária para Pesquisa Atmosférica colaboraram nesta pesquisa, financiada pela NASA, pelo Departamento de Energia dos EUA e pela NSF.

"Esta pesquisa mostra que os efeitos turbulentos na coalescência das gotículas são críticos para a evolução dos tamanhos das gotículas e o início das chuvas", disse o autor principal e cientista do NSF NCAR, Kamal Kant Chandrakar. "A turbulência nas nuvens cúmulos acelera substancialmente as chuvas e resulta em quantidades muito maiores de chuva."

A transição em poucas palavras

A chuva começa quando pequenas gotas de água nas nuvens se condensam em torno de pequenas partículas, como sal ou poeira. Milhões de gotículas podem colidir umas com as outras e combinar-se para formar gotículas maiores que se tornam tão pesadas que caem da nuvem como chuva. A formação pode variar dependendo de diferentes condições, como nuvens, movimento do ar, vapor e tamanho das partículas.

Incorporar essas considerações em modelos numéricos que geram previsões e previsões meteorológicas é importante para melhorar sua confiabilidade e precisão. Também ajuda a compreender as nuvens e até mesmo os efeitos do aquecimento global, pois refletem o calor de volta ao espaço junto com o efeito Coriolis.

Referência da notícia:

Kamal Kant Chandrakar, Hugh Morrison, Wojciech W. Grabowski, and Paul Lawson “Are turbulence effects on droplet collision-coalescence a key to understanding observed rain formation in clouds?”. Proceedings of the National Academy of Sciences.