Convecção e meteorologia

Convecção é um termo que se ouve frequentemente em meteorologia. Em meteorologia, descreve o transporte vertical de calor e humidade na atmosfera, normalmente de uma área mais quente (a superfície) para uma mais fria (no ar).

Da sua cozinha para o ar

Antes de nos debruçarmos sobre a convecção atmosférica, vejamos um exemplo com o qual poderá estar mais familiarizado - uma panela de água a ferver. Quando a água ferve, a água quente no fundo da panela sobe à superfície, originando bolhas de água aquecida e, por vezes, vapor à superfície. O mesmo acontece com a convecção no ar, exceto que o ar (um fluido) substitui a água.

Etapas do processo de convecção

O processo de convecção começa ao nascer do sol e continua da seguinte forma:

• A radiação do sol atinge o solo, aquecendo-o.
• À medida que a temperatura do solo aquece, aquece a camada de ar diretamente acima dele através da condução (a transferência de calor de uma substância para outra).
• Uma vez que as superfícies estéreis, como a areia, as rochas e o pavimento, aquecem mais rapidamente do que o solo coberto por água ou vegetação, o ar à superfície e próximo dela aquece de forma desigual. Como resultado, algumas bolsas aquecem mais depressa do que outras.
• As bolsas que aquecem mais rapidamente tornam-se menos densas do que o ar mais frio que as rodeia e começam a subir. Estas colunas ou correntes de ar ascendentes são designadas por "térmicas". À medida que o ar sobe, o calor e a humidade são transportados para cima (verticalmente) na atmosfera. Quanto mais forte for o aquecimento da superfície, mais forte e mais alto na atmosfera se estende a convecção. (É por esta razão que a convecção é especialmente ativa nas tardes quentes de verão).

Após a conclusão deste processo principal de convecção, há uma série de cenários que podem ocorrer, cada um dos quais forma um tipo de tempo diferente. O termo "convectivo" é muitas vezes adicionado ao seu nome, uma vez que a convecção "inicia" o seu desenvolvimento.

Nuvens convectivas

À medida que a convecção prossegue, o ar arrefece à medida que atinge pressões atmosféricas mais baixas e pode chegar ao ponto em que o vapor de água nele contido se condensa e forma (adivinhou) uma nuvem cúmulos no seu topo! Se o ar contiver muita humidade e estiver bastante quente, continuará a crescer verticalmente e transformar-se-á num cúmulo-nimbo ou num cumulonimbus.

As nuvens cumulus, cumulus altas, cumulonimbus e Altocumulus Castellanus são todas formas visíveis de convecção. São também exemplos de convecção "húmida" (convecção em que o excesso de vapor de água no ar ascendente se condensa para formar uma nuvem). A convecção que ocorre sem formação de nuvens é designada por convecção "seca". (Exemplos de convecção seca incluem a convecção que ocorre em dias de sol, quando o ar está seco, ou a convecção que ocorre no início do dia, antes de o aquecimento ser suficientemente forte para formar nuvens).

Precipitação convectiva

Se as nuvens convectivas tiverem gotículas suficientes, produzirão precipitação convectiva. Em contraste com a precipitação não-convectiva (que resulta quando o ar é levantado pela força), a precipitação convectiva requer instabilidade, ou a capacidade de o ar continuar a subir por si próprio. Está associada a relâmpagos, trovões e rajadas de chuva forte. (Os eventos de precipitação não-convectiva têm taxas de precipitação menos intensas, mas duram mais tempo e produzem uma precipitação mais estável).

Ventos convectivos

Todo o ar que sobe por convecção tem de ser equilibrado por uma quantidade igual de ar que se afunda noutro local. À medida que o ar aquecido sobe, o ar de outro local flui para o substituir. Sentimos este movimento de equilíbrio do ar como vento. Exemplos de ventos convectivos são os foehns e as brisas marítimas.

A convecção mantém-nos frescos enquanto habitantes da superfície
Para além de criar os fenómenos meteorológicos acima mencionados, a convecção serve outro propósito - remove o excesso de calor da superfície da Terra. Sem ela, calcula-se que a temperatura média do ar à superfície da Terra seria de cerca de 51° C, em vez dos actuais 15° C.

Quando é que a convecção pára?

Só quando a bolsa de ar quente e ascendente arrefece até à mesma temperatura do ar circundante é que pára de subir.