Trovoada e Sistemas Convectivos

Desde uma única nuvem imponente a complexos extensos que abrangem estados inteiros, as trovoadas são os motores atmosféricos de convecção intensa, relâmpagos, chuva forte e tempo severo.

Definition

Uma trovoada é uma tempestade convectiva que produz relâmpagos e trovões, e um sistema convectivo é um conjunto organizado de tais tempestades; juntos, eles variam de células únicas de curta duração a sistemas convectivos de mesoescala de longa duração.

Scope

Este tópico abrange a estrutura e o ciclo de vida das trovoadas e a sua organização em sistemas convectivos de célula única, multicelulares, linhas de instabilidade e sistemas mesoescala maiores, incluindo o papel das correntes ascendentes, correntes descendentes, massas de ar frio e cisalhamento do vento.

Core questions

• Quais são as fases do ciclo de vida de uma trovoada comum?
• Como o cisalhamento do vento organiza as tempestades em sistemas multicelulares e de linha de instabilidade?
• Que papel desempenham as massas de ar frio e as frentes de rajada na sustentação da convecção?
• Como os sistemas convectivos de mesoescala crescem e persistem?

Key theories

Ciclo de vida da trovoada

Uma célula comum cresce através de uma fase de cúmulos em desenvolvimento, amadurece com correntes ascendentes e descendentes coexistentes e chuva forte, e depois dissipa-se à medida que a corrente descendente arrefecida pela chuva corta o fluxo de entrada que a alimentava.

Interação entre massa de ar frio e cisalhamento

A massa de ar frio arrefecida pela chuva espalha-se como uma corrente de densidade cuja frente de rajada principal eleva o ar quente de entrada, e quando a sua força é equilibrada contra o cisalhamento ambiental, novas células formam-se continuamente para sustentar as linhas de instabilidade.

Mechanisms

Uma trovoada começa quando o ar húmido e flutuante sobe num ambiente instável para formar uma nuvem convectiva profunda. À medida que a precipitação se desenvolve, o seu arrasto e o arrefecimento evaporativo criam uma corrente descendente que se espalha na superfície como uma massa de ar frio. Em cisalhamento fraco, esta corrente descendente sufoca a corrente ascendente e a célula morre, mas em cisalhamento mais forte, a frente de rajada ao longo da borda da massa de ar frio continua a elevar o ar quente, desencadeando novas células e organizando a tempestade em aglomerados multicelulares, linhas de instabilidade ou sistemas convectivos de mesoescala expansivos.

Clinical relevance

As trovoadas e os sistemas convectivos são responsáveis por inundações repentinas, ventos fortes e prejudiciais, granizo e relâmpagos, e os maiores sistemas podem produzir tempo severo generalizado, pelo que antecipar o seu desenvolvimento e organização é fundamental para a previsão e alerta de tempo severo.

History

O Projeto Trovoada, liderado por Byers e Braham no final da década de 1940, utilizando aeronaves e radar, estabeleceu a imagem moderna do ciclo de vida da trovoada; estudos subsequentes de radar e de campo, sintetizados em obras como Cloud Dynamics de Houze, revelaram a organização da convecção em linhas de instabilidade e sistemas convectivos de mesoescala.

Key figures

• Horace Byers
• Roscoe Braham
• Robert Houze

Seminal works

• markowski2010
• houze2014

Frequently asked questions

Por que a maioria das trovoadas comuns dura menos de uma hora?

Em cisalhamento fraco do vento, a própria corrente descendente arrefecida pela chuva da tempestade espalha-se por baixo da corrente ascendente e corta o fluxo de entrada quente e húmido que a alimenta, de modo que uma tempestade comum de célula única enfraquece e morre rapidamente.

O que é um sistema convectivo de mesoescala?

Um sistema convectivo de mesoescala é um grande aglomerado ou linha organizada de trovoadas que atua como um único sistema de longa duração, muitas vezes com centenas de quilómetros de extensão, capaz de produzir chuva forte generalizada e tempo severo durante muitas horas.