O que é Meteorologia Física? CONFIRA!

Meteorologia física é a área da meteorologia que investiga os fenômenos atmosféricos do ponto de vista da física, descrevendo-os e explicando-os a partir de teorias e da análise de resultados experimentais.

Geralmente, os temas da meteorologia física são abordados em duas disciplinas complementares: termodinâmica da atmosfera e Dinâmica de precipitação e microfísica de gotas e cristais.

A Termodinâmica da atmosfera estuda os processos termodinâmicos e a energética dos processos e escoamentos atmosféricos. Também estuda as transformações energéticas envolvidas no escoamento do ar atmosférico em diferentes escalas, por exemplo, em grande escala, estuda a energia potencial dasmassas de ar e em mesoescala, estuda a modificação das variáveis termodinâmicas, como temperatura,pressão, umidade do ar associadas ao deslocamento vertical das parcelas de ar em escoamento na atmosfera.

Além disso, a termodinâmica da atmosfera estuda os efeitos da convecção (i.e. do transporte turbulento de calor, momento e massa) entre a superfície e a atmosfera. Contribui para o entendimento do balanço de radiação e balanço de energia atmosférico e da superfície. Investiga os fenômenos de mistura na atmosfera, descrevendo-o do ponto de vista teórico e experimental. Também tem como alvo os processo de liberação de calor latente devido à mudança de fase da água na atmosfera úmida, que ocorre durante a formaçao de gotas e cristais de gelo nas nuvens em geral, e também a liberação de calor latente dentro de ciclones tropicais ciclones tropicais (furacões, tufões, etc).

Nuvem Cumulonumbus

O estudo termodinâmico da atmosfera em geral considera a composição do ar e sua distribuição vertical, seus componentes, como gases e partículas. Além disso, os estudos se debruçam sobre as propriedades e dinâmica de parcelas de ar seco e de ar úmido, suas propriedades conservativas e sobre os efeitos da mudança de fase na dinâmica das parcelas. Para tal, estuda-se a chamada teoria da parcela (clássica e modificada). O papel do vapor de água é de fundamental importância na meteorologia. Conhecendo-se a umidade relativa do ar, ou seja, a quantidade de vapor de água contida na atmosfera em relação a quantidade máxima esperada na saturação, tem-se uma ideia do potencial atmosférico para a ocorrência de chuvas, uma vez que o vapor de água é chamado 'combustível' das tempestades e de outras formas de precipitação (por exemplo, chuviscos,garoa, orvalho).

Camadas da Atmosfera

A estrutura vertical da atmosfera é composta por diversas camadas com estrutura da estabilidade estática diferente, sendo que a troposfera é a mais próxima da superfície (entre a superfície e aproximadamente 12 km). Dentro da troposfera, a temperatura média do ar diminui com a altura sobre a superfície, predominando difusão turbulenta e escoamento turbulento em sua porção inferior e dentro das nuvens de grande desenvolvimento vertical. E a cada nova camada na vertical da atmosfera, a estrutura do gradiente vertical de temperatura (isto é, o lapse rate) se inverte. Por exemplo, na segunda grande camada, estratosfera, a temperatura aumenta com a altura, predominando difusão molecular e escoamento laminar. A temperatura aumenta na estratosfera devido a presença da máxima concentração da camada de Ozônio na altura aproximada de 30 km, e o Ozônio absorve grande quantidade de radiação solar na faixa do ultravioleta, provocando seu aquecimento.

Nuvens lenticulares

O curso de meteorologia física também trata com detalhes a dinâmica das nuvens, estudando a dinâmica das forças que acabam definindo os diferentes tipos de nuvens e sistemas precipitantes. Uma dessas forças é o empuxo associado a presença de parcelas de ar quente e úmido, flutuantes em um ambiente atmosférico mais frio e seco. A força da gravidade, isto é o peso das parcelas, e as forças de arrasto aerodinâmico também são muito importantes. A convergência do escoamento horizontal do vento também tem um papel destacado na formação das tempestades, assim como a existência de potencial de liberação de energia potencial pela troposfera. As frentes estabelecem zonas particularmente favoráveis `formação de precipitação, sobretudo definindo estensas áreas de precipitação estratiforme, nas quais se encontra imersas pequenas áraes de formação de tempestades e chuvaradas.

Já a microfísica de gotas e cristais debruça-se no estudo dos processos de formação das gotículas de nuvens, gotas de chuva, cristais de gelo, granizo e outros hidrometeoros. Esse estudo mostra a importância fundamental dos núcleos de condensação de nuvens (CCN, cloud condensation nuclei) e dos núcleos de condensação de gelo (ICN de ice condensation nuclei) para a formação de gotículas e microcristais de gelo.

Além disso, a meteorologia física estuda a propagação das ondas acústicas e da radiação eletromagnética pela atmosfera, dos processos físicos que estão envolvidos na produção das nuvens e de fenômenos atmosféricos precipitantes, da eletricidade atmosférica, que acarreta na formação dos raios. Aborda também as reações físico-químicas entre gases e/ou partículas na atmosfera, além da aeronomia, o estudo da alta atmosfera.

Abaixo indicamos um rápido vídeo sobre as diferentes classificações de nuvens