METEOROLOGIA SINÓTICA
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
INSTITUTO DE ASTRONOMIA, GEOFÍSICA E CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS
TIPOS DE NUVENS E SUA RELAÇÃO COM O QUADRO SINÓTICO
Nebulosidade
  • Aglomeração de um grande número de gotículas de água e/ou cristais de gelo;
  • Diâmetro das gotículas varia de 5 a 15 mícrons;
  • Importância do conhecimento e observação de nuvens, pois as características da atmosfera estão refletidas na forma, quantidade e estrutura das nuvens;
  • A formação da nuvem ocorre quando parte do vapor d’água contido na atmosfera se transforma no estado líquido ou sólido e para isso;
  • Ar saturado ou próximo à saturação;
  • Presença de um número suficiente de núcleos de condensação ou aerossóis, ao redor dos quais se fixa o vapor por condensação ou sublimação;
  • Resfriamento por levantamento ou por acréscimo de umidade;
  • O processo mais comum de resfriamento é quando o ar sobe e, por diminuição da pressão atmosférica, se expande;
  • Movimento horizontal contra a topografia;
  • Ar próximo ao solo que se aquece por contato com a superfície, fica mais leve e sobe;
  • Encontro de massas de ar quentes e frias;
  • Observações demostraram que as nuvens se encontram, geralmente numa faixa de altitudes que varia segundo a posição latitudinal:

Estágio
Região tropical
Região temperada
Região polar
Baixo
superf. a 2 km
superf. a 2 km
superf. a 2 km
Médio
2 a 8 km
2 a 7 km
2 a 4 km
Alto
6 a 18 km
5 a 13 km
3 a 8 km
   

Classificação internacional quanto a forma e a altura
  • cumulus e cumulonimbus, normalmente com as bases no estágio baixo e quando bem desenvolvidos, seus topos atingem os estágios médio e alto.
  • stratocumulus e stratus, no estágio baixo;
  • nimbustratus, no estágio médio, comumente estendendo-se aos demais estágios;
  • altostratus, no estágio médio, comumente estendendo-se ao alto;
  • altocumulus, no estágio médio;
  • cirrus, cirrocumulus e cirrostratus, no estágio alto;

Baixas
  • Cumulus (Cu)
    • nuvens isoladas, geralmente densas e de contornos bem definidos, desevolvendo-se verticalmente em forma de mamilões, domos ou torres.
    • quando iluminado pelo sol apresenta um branco bem brilhante e sua base é sensivelmente horizontal.
    • constituídos principalmente por gotículas de água, podem apresentar cristais de gelo nos topos.
    • pode apresentar diferentes estágios de desenvolvimento vertical; em regiões tropicais, os maiores exemplares provocam abundante chuva na forma de pancadas.
    • originam-se sob o efeito de correntes convectivas, associadas a consideráveis decréscimos de temperatura nas camadas baixas da atmosfera.
    • podem provir de altocumulus ou de evolução de stratocumulus e stratus (verificado frequentemente de manhã sobre os continentes).
    • algumas espécies:
      • humilis
        • massas destacadas com algum desenvovimento vertical mas aparentemente lisa no topo (quando possuem topos arredondados se chamam mediocris); quando desfeitas pela turbulência se designam fractocumulus.
        • tem marcado crescimento diurno sobre o continente, desenvolvendo-se até o meio da tarde e decaindo depois; sobre a costa ou sobre o oceano ocorrem frequentemente pela noite.
        • cada célula representa a camada condensada de uma corrente ascendente úmida imersa em meio claro, seco e subsidente.
        • em geral está associado com bom tempo, e sendo assim são também chamados "cumulus de bom tempo".
      • congestus
        • nuvens com considerável desenvolvimento vertical, cujos topos têm bordas protuberantes, indicando fortes ascenções (mas ainda sem exibir franjas e fibras).
        • indica uma camada úmida mais espessa do que no caso do humilis.
        • podem ter altura de topos limitados por camadas com menor lapse rate ou mesmo inversões; ou então por camadas sobrejacentes muito secas.
        • sua existência indica camadas profundas de instabilidade e favorecimento por escoamento ciclônico em altitude, geralmente acima de 500 hPa; pode ter importantes implicações no desenvolvimento de pancadas e tempestades..
      • Cumulonimbus (Cb)
        • nuvem densa e possante de grande dimensão vertical, em forma de montanha ou de enormes torres; as dimensões horizontais e verticais são tão grandes que a forma característica da nuvem só pode ser vista a longa distância.
        • uma parte da região superior e geralmente lisa, fibrosa ou estriada e quase sempre achatada; esta parte pode se desenvolver em forma de bigorna ou vasto penacho.
        • constituídos por gotículas de água em suas partes inferiores e por cristais de gelo nas superiores; pode conter grandes gotas de chuva e granizo.
        • seu aspecto é sombrio e ameaçador, habitualmente sendo acompanhado por trovões, relâmpagos e fortes pancadas de chuva.
        • sua formação está associada a cumulus bastante volumosos e desenvolvidos, sendo portanto análoga à de cumulus.
        • após a fase de cumulus congestus, ocorre o cumulonimbus calvus, quando existe um limite claro da nuvem (sem fibras ou franjas ou formações do tipo bigorna); daí para a fase madura (cumulonimbus capillatus) o desenvolvimento é bastante rápido.
        • a fase calvus implica no início de fortes pancadas, culminando no estágio capillatus.
        • pode se desenvolver de um altocumulus ou de um altostratus cujas partes superiores apresentam protuberâncias (nesse caso, sua base está bem elevada).
        • a existência de cumulonimbus implica, praticamente sempre, em intensa precipitação, forte turbulência, presença de rajadas e avanço de linhas de instabilidade.
        • podem conter granizo, que é um dos hidrometeoros mais destrutivos e também ocasionar tornados.
  • Stratocumulus (Sc)
    • camada de nuvens cinzentas e/ou esbranquiçadas, tendo quase sempre partes escuras em formas de lajes, seixos ou rolos em geral agrupados.
    • constituídos de gotículas de água, por vezes acompanhada por gotas de chuva.
    • frequentemente são observados lençóis de stratocumulus em dois ou mais níveis, simultaneamente.
    • raramente se apresentam na forma de amêndoas com contornos bem delineados ou na forma de torres com base comum.
    • pode ser espesso o bastante para ocultar totalmente o sol (opacus), bem como pode permitir a identificação da posição do sol (translucidus).
    • alguns tipos:
    • cumulogenitus: formam-se frequentemente em consequência da expansão das partes superiores e medianas de cumulus ou cumulonimbus, perdurando enquanto houver o aquecimento e a inversão em pequena altitude.
    • vesperalis: pode resultar do enfraquecimento dos cumulus, no final da tarde ou à noite.
    • ambos são em geral seguidos de céu claro (durante a noite).
    • pode ser também do aumento dos elementos de um altocumulus, sendo que um stratocumulus alto é facilmente confundível com um altocumulus baixo, com a diferença básica de que o stratocumulus não produz o fenômeno de coroa.
    • estão associados a precipitação de intensidade sempre fraca, relacionado com o pequeno deslocamento vertical dentro da nuvem; frequentemente produzem diminuição da visibilidade.
  • Stratus (St)
    • camada de nuvens geralmente cinzenta, com base bastante uniforme, podendo dar lugar a chuvisco; o contorno do sol e da lua são visíveis através dessa camada, porém é mais comum estarem completamente encobertos.
    • constituído por pequeninas gotículas d’água; em temperaturas muito baixas, pequenas partículas de gelo.
    • apresenta-se sob a forma de uma camada cinzenta, de aspecto turvo e muito uniforme, cuja base é suficientemente baixa para encobrir obstáculos relativamente altos; em geral sua superfície inferior apresenta algumas ondulações.
    • stratus em camada resulta da queda da temperatura nos níveis mais baixos da atmosfera; stratus em fragmentos representam um estado transitório de curta duração da formação ou desagregação de camadas contínuas (fractostratus).
    • seu processo de formação é semelhante ao stratocumulus, entretanto com menos turbulência (associado a um campo de vento menos intenso) e consequentemente com camada limite mais rasa; assim, o topo de stratus é mais baixo do que de stratocumulus.
    • um dos mecanismos de resfriamento também deve existir.
    • ascensão orográfica, produzindo nevoeiro de encosta que é erguido por mistura.
    • resfriamento radiativo ou advectivo, ocasionando nevoeiro de radiação-advecção que é erguido por mistura.
    • evaporação por chuva, produzindo nevoeiro pré-frontal (conhecido como stratus de mau tempo).
    • pouco significado sinótico, em comparação com demais nuvens; pode servir como indicativo do limite de ar frio próximo à frente quente.

Médias
  • Nimbostratus (Ns)
    • camada de nuvens cinzentas baixas de grande extensão com base difusa, muitas vezes sombria, com espessura suficiente para ocultar completamente o sol; é também denominado altostratus opacus
    • constituído de gotículas de água, gotas de chuva, cristais ou flocos de gelo ou de uma mistura de todas; apresenta coloração cinza bem escuro e não apresenta fibras
    • nas regiões tropicais, durante intervalos de chuva, é possível observar os nimbostratus de dividirem em nuvens distintas e tornarem a se juntar rapidamente
    • resulta da lenta ascensão de camadas de ar de grande extensão horizontal, a alturas suficientemente elevadas; pode provir do espessamento de um altostratus precipitante ou da expansão de um cumulonimbus
    • produz chuva mais acentuada do que stratus
    • frequentemente denota a existência de uma frente na qual ocorre o levantamento forçado (ou dinâmicamente induzido)
    • sua evolução é de grande valia para previsão local; pode também facilitar a detecção de novos sistemas em desenvolvimento
  • Altostratus (As)
    • lençol de nuvens cinzentas ou azuladas, de aspecto estriado e fibroso, cobrindo inteira ou parcialmente o céu, com partes suficientemente finas para se avistar o sol
    • formado por gotículas de água, gotas de chuva e cristais de gelo; não apresenta halo
    • quase sempre, com grande extensão horizontal (várias centenas de km) e dimensão vertical considerável (milhares de metros)
    • pode ser composto por duas ou mais camadas superpostas em níveis próximos, muitas vezes soldadas
    • não ocorre precipitação intensa
    • pode resultar do espessamento do véu de cirrostratus ou de altocumulus precipitantes
    • principalmente nas regiões tropicais, é proveniente da expansão da parte mediana ou superior de um cumulonimbus
  • Altocumulus (Ac)
    • camada de nuvens brancas e/ou cinzentas, tendo geralmente sombras próprias (pouco acentuadas) e apresentando formas de lâminas e rolos
    • aspecto pode ser fibroso ou difuso, agrupados ou não
    • em sua maioria são constituídos por gotículas d’água, porém podem haver cristais de gelo
    • apresentam-se como lençol de grande extensão, com elementos isolados ou não, dispostos com bastante regularidade;
    • por vezes, elementos consecutivos em forma de seichos seguem uma ou duas direções, com suas bordas quase se tocando; esta configuração apresenta canais de céu claro
    • frequentemente são observados simultaneamente em dois ou mais níveis (altocumulus duplicatus), significando que esta nuvem ocorre em uma grande faixa de altitudes
    • sua formação
    • nos níveis altos, pode se dar a partir do aumento de cirrocumulus ou pode ser derivado de cumulonimbus
    • quase sempre se dá em consequência de turbulência ou convecção em níveis médios, a partir da transformação de altostratus e nimbostratus
    • do desenvolvimento de um cumulus ou stratocumulus nos níveis baixos
    • ocorre o fenômeno de coroa quando sua borda passa pelo sol e/ou lua
    • Variedades:

      • translucidus
        • relativamente fina (semi-transparente) com coloração variando de branca a cinza escuro
        • os elementos são estáveis em aparência, isto é não variam muito
        • formado pela transformação de altostratus com pequenas células de convecção própria
        • sua presença indica pequeno movimento ascendente e é mais comum não ser seguido de precipitação
      • lenticularis
        • em forma de amêndoas ou peixes continuamente em transformação e/ou ocorrendo em diferentes níveis
        • formadas por levantamento indireto em camadas estáveis (não turbulentas), na qual a camada é levemente erguida por movimentos das camadas inferiores; em geral, essas nuvens aparecem sobre montanhas onde o ar é forçado a subir
        • sua formação requere, portanto, uma camada relativamente úmida pois em camadas estáveis não há grande deslocamento vertical para grande variações de temperatura
      • radiatus
        • camadas que parecem radiar de um ponto no horizonte, em bandas paralelas, espalhando-se pelo céu, aumentando de espessura
        • basicamente sua formação é baseada no espalhamento pelo levantamento em conjunto com instabilidade desenvolvida na própria camada de nuvem, como anteriormente, porém na presença de forte cisalhamento vertical
        • tal cisalhamento é responsável pelo alinhamento das células em bandas paralelas; quanto maior o cisalhamento maior o paralelismo
        • noção da posição do jato a partir de observações deste tipo de nuvem e respectivos deslocamentos
      • cumulogenitus
        • formado a partir do crescimento vertical de cumulus, que ao atingir um nível estável não consegue subir e portanto se espalha, formando folhas de nuvens; nesses casos, em geral, houve evaporação da base da nuvem
        • geralmente associado e produzido em situações de bom tempo, na qual o céu sobre o continente passa por significativa evolução diurna
        • se foi formado pelo aquecimento diurno, é de se esperar que a nuvem se dissipe durante a noite
        • se persistir, indica que existe aquecimento por baixo e que existe inversão em altitude
      • opacus
        • envolve os seguintes casos: altocumulus em duas camadas (duplicatus) usualmente opacos e não aumentando, uma camada espessa de altocumulus não aumentando e altocumulus e altostratus presentes no mesmo nível ou em níveis diferentes
        • ocorre muito frequentemente bem próximo a altostratus ou em combinação com ele
        • geralmente indica a aproximação de um fraco distúrbio associado a pouca chuva; por si só raramente produz mais do que leves garoas
      • floccus (ou castellatus)
        • similar ao translucidus, com exceção de elementos com certo desenvolvimento vertical (embora limitado) em forma de tufos ou torres (crescem mais)
        • quando isolado de outras nuvens é comumente observado no começo do dia, antes de iniciar o ciclo diurno (isto indica que a perda radiativa no topo da nuvem durante a noite contribuiu para sua formação) e indica condições pré-tormentosas
        • sua precipitação individual é quase negligível

Altas
  • Cirrus (Ci)
    • nuvens isoladas, com textura fibrosa, em geral sem sombra própria, geralmente de cor branca e frequentemente com brilho sedoso
    • constituídos por cristais de gelo de forma delgada em faixas largas e paralelas, parecendo convergir para o horizonte
    • quase todas as formas são translúcidas, não necessariamente por sua espessura mas principalmente por sua densidade limitada devido a
    • pequena quantidade de vapor d’água disponível no nível de observação
    • pequeno número de núcleos de condensação
    • raramente apresentam halos circulares
    • formam-se da evolução da bigorna de cumulonimbus, da evolução de cirrocumulus e também da transformação de cirrostratus
    • Algumas espécies

      • filosus (ou fibratus)
        • emaranhados de cirrus espalhando-se por todo o céu, sem aumentar em quantidade, sem formar camada contínua e não apresentando concentração em dada direção
        • representam um estágio degenerado de cirrus e portanto é observado bem distante da região de condensação do distúrbio sinótico
      • uncinus
        • cirrus em forma de ganchos ou anzóis com a característica de aumento gradual por todo o céu
        • estão relacionados com o jato de altos níveis, e o gancho indica o cisalhamento vertical do vento na altitude do jato
        • podem indicar a aproximação de frente quente; isto é geralmente certo se for seguido de cirrostratus
      • spissatus (ou nothus ou densus)
        • é originado da parte superior de um cumulonimbus ou pode ainda estar fazendo parte dele
        • geralmente indicam a aproximação de pancadas ou tempo tormentoso
  • Cirrocumulus (Cc)
    • camada fina de nuvens brancas, sem sombra própria, composta de elementos em forma de grânulos, rugas, agrupados ou não e dispostos aproximadamente de maneira regular
    • constituído por cristais de gelo quase que exclusivamente; as poucas gotículas existentes rapidamente se transformam em cristais
    • são sempre suficientemente transparentes para deixarem aparecer a posição do sol ou da lua, e podem ser observadas coroas
    • não deve ser confundido com pequenos altocumulus
    • existem todos os estágios de transição entre cirrocumulus e altocumulus, o que era esperado, uma vez que seu processo de formação é o mesmo
    • o termo cirrocumulus é usado quando a nuvem satisfaz um ou mais dos critérios
    • há conexão evidente com cirrus e cirrostratus
    • resulta de uma transformação de cirrus e cirrostratus
    • apresenta características de nuvens de cristais de gelo
    • Algumas espécies

      • stratiformis
      • lenticularis
      • castellatus
    • na região adiante de um distúrbio sinótico, em geral os cirrus estão acompanhados por cirrocumulus
    • seu significado sinótico depende da transformação que o originou, e portanto, não possui regra geral
  • Cirrostratus (Cs)
    • véu de nuvens transparente e esbranquiçado, de aspecto fibroso ou liso, cobrindo inteiramente ou parcialmente o céu e dando lugar a fenômenos de halo
    • algumas vezes a camada é tão tênue que o halo é o único indício de sua presença, e o céu fica "leitoso"
    • constituído basicamente por cristais de gelo, com bordas em geral franjadas de cirrus
    • Espécies

      • fibratus
      • nebulosus

      Ssua formação pode ser

      • ascensão lenta, a níveis bastante elevados, de camadas de ar de grande extensão horizontal
      • fusão de cirrus ou de elementos do cirrocumulus
      • pela expansão da bigorna de um cumulunimbus
      • geralmente indica a aproximação de uma frente quente e que o distúrbio está apenas entrando na área
      • a sequência de nuvens cirrus a cirrostratus e altostratus, dá a espectativa de nimbustratus e chuva
      • existem as sub-divisões
      • cirrostratus com azimute acima e abaixo de 45° para efeitos de coloração segundo a posição do sol
      • cobrindo todo o céu
      • ambas significando aproximação do distúrbio
      • não aumentando e não cobrindo todo o céu
      • ocorrem nas bordas laterais do distúrbio, nas altitudes onde o espalhamento lateral por levantamento é bem fraco
      • geralmente indica que o distúrbio está passando pelo setor mais quente (ao norte, no HS) do observador

QUESTIONÁRIO
1 - Como as nuvens podem ser classificadas?
2 - Como a estabilidade do ar influencia o desenvolvimento vertical?

3 - Como e porque a composição das nuvens variam com a altitude?

4 - Distingue as nuvens estratiformes e Cumuliformes.

5 - Selecione duas  imagens de satélite no infravermelho ( em horários diferentes!!) e detecte algumas formas de nuvem.

6 - Quais os requisitos para a formação de nuvem?

7 - Esquematize a evolução do Cumulus (do humilis até o Cb).

8 - Associe perdas radiativas (ROL) com nuvens opacas e translucidas.

Bibliografia:
Manual de Meteorologia, Ministério da Aeronáutica, Diretoria de Rotas Aéreas
Apostila Clouds do PLSD.
AULA05.PDF

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Última atualização 01-07-04