Como as nuvens se formam na atmosfera

As nuvens terrestres podem ser encontradas em quase toda a homosfera, que inclui a troposfera, a estratosfera e a mesosfera. Dentro dessas camadas da atmosfera, o ar pode se tornar saturado como resultado de ser resfriado ao seu ponto de orvalho ou por ter adicionado umidade de uma fonte adjacente. Neste último caso, a saturação ocorre quando o ponto de orvalho é elevado à temperatura do ar ambiente.

Resfriamento Adiabático

O resfriamento adiabático ocorre quando um ou mais dos três agentes de elevação possíveis - convectivo, ciclônico/frontal ou orográfico - fazem com que uma parcela de ar contendo vapor d'água invisível suba e resfrie até seu ponto de orvalho, a temperatura na qual o ar se torna saturado. O principal mecanismo por trás desse processo é o resfriamento adiabático. À medida que o ar é resfriado até seu ponto de orvalho e fica saturado, o vapor d'água normalmente se condensa para formar gotas de nuvem. Essa condensação geralmente ocorre em núcleos de condensação de nuvem, como partículas de sal ou poeira, que são pequenas o suficiente para serem mantidas no alto pela circulação normal do ar.

Agentes de Elevação

Um agente é o movimento convectivo do ar para cima, causado pelo aquecimento solar diurno ao nível da superfície. A instabilidade da massa de ar permite a formação de nuvens cumuliformes que podem produzir chuvas se o ar for suficientemente úmido. Em ocasiões moderadamente raras, a elevação convectiva pode ser poderosa o suficiente para penetrar na tropopausa e empurrar o topo da nuvem para a estratosfera.

A sustentação frontal e ciclônica ocorre quando o ar estável é forçado para cima nas frentes climáticas e em torno dos centros de baixa pressão por um processo denominado convergência. Frentes quentes associadas a ciclones extratropicais tendem a gerar nuvens principalmente cirriformes e estratiformes em uma área ampla, a menos que a massa de ar quente que se aproxima seja instável, caso em que cúmulos congestos ou nuvens cúmulos-nimbos geralmente estão embutidos na principal camada de nuvens precipitantes. As frentes frias geralmente se movem mais rapidamente e geram uma linha mais estreita de nuvens, que são principalmente estratocumuliformes, cumuliformes ou cumulonimbiformes, dependendo da estabilidade da massa de ar quente logo à frente da frente.

Uma terceira fonte de sustentação é a circulação do vento, forçando o ar sobre uma barreira física, como uma montanha (elevação orográfica). Se o ar é geralmente estável, nada mais do que nuvens lenticulares se formam. No entanto, se o ar ficar suficientemente úmido e instável, podem ocorrer chuvas orográficas ou trovoadas.

Resfriamento Não Adiabático

Junto com o resfriamento adiabático que requer um agente de elevação, existem três mecanismos não-adiabáticos principais para baixar a temperatura do ar até seu ponto de orvalho. O resfriamento condutivo, radiativo e evaporativo não requer mecanismo de levantamento e pode causar condensação no nível da superfície, resultando na formação de nevoeiro.

Adicionando Umidade ao Ar

Várias fontes principais de vapor d'água podem ser adicionadas ao ar como forma de atingir a saturação sem qualquer processo de resfriamento: água ou solo úmido, precipitação ou virga, e transpiração das plantas.