Chuva, neve e nível de congelamento

Milhões de gotículas de nuvem precisam se unir para formar uma única gota de chuva.

Por que a maioria das nuvens nunca produz chuva

Olhe para cima em um dia com nuvens de bom tempo e você estará vendo toneladas de água que nunca chegarão até você. As gotículas das nuvens são minúsculas, geralmente com cerca de 0.02 mm de diâmetro, e caem tão devagar que as suaves correntes ascendentes que sustentam a nuvem bastam para mantê-las ali. O USGS explica que uma gota precisa crescer até que sua velocidade de queda supere a corrente ascendente para conseguir sair da nuvem como precipitação.

Crescer não é simples. Uma gota de chuva contém tanta água quanto milhões de gotículas de nuvem. Em nuvens quentes, as gotículas crescem por colisão e coalescência: gotas maiores caem um pouco mais rápido, encontram as menores e se unem. Em nuvens com temperaturas abaixo do congelamento, há uma via mais rápida, o processo de Bergeron. Cristais de gelo e gotículas super-resfriadas ficam lado a lado, e os cristais crescem à custa das gotículas. Eles caem como neve e muitas vezes derretem no caminho, virando chuva. Grande parte da chuva nas latitudes médias começa como neve.

Gotas de chuva não têm forma de lágrima

Desenhos mostram gotas de chuva em forma de lágrima, mas o USGS descreve algo diferente. Gotas com raio menor que cerca de 1 mm são arredondadas. Ao crescerem, o ar que as empurra por baixo achata a base e, com 2 a 3 mm de diâmetro, elas parecem um pão de hambúrguer. Com cerca de 4 a 5 mm, a depressão na base se abre como um paraquedas, e a gota se rompe em gotas menores. É por isso que gotas de chuva nunca chegam ao tamanho de bolas de gude.

Chuva ou neve? Acompanhe o nível de 0 °C

O ar geralmente esfria com a altitude. Na atmosfera padrão usada pela NASA, a queda é de cerca de 6.49 °C por quilômetro. Assim, se a temperatura ao nível do mar é 15 °C, o nível de 0 °C fica a cerca de 15 ÷ 6.49 ≈ 2.3 km; a 5 °C, cai para cerca de 0.8 km. A neve que cai de cima dessa altura derrete ao atravessá-la. Quando o nível de 0 °C chega ao chão, a neve chega sem derreter. Observe a montanha no modelo: a cobertura branca aumenta e diminui quando você altera a temperatura, porque apenas o terreno acima do nível de 0 °C permanece coberto de neve.

O ar real nem sempre segue o padrão. Às vezes, uma camada quente fica acima de ar frio próximo ao chão. A neve que derrete em uma camada quente pode voltar a congelar em pelotas de gelo antes de chegar ao chão. Se as gotas permanecerem líquidas abaixo do ponto de congelamento, congelam ao tocar superfícies frias, produzindo chuva congelante. Os meteorologistas acompanham essas camadas de perto, pois uma diferença de um ou dois graus decide entre uma estrada molhada e uma pista de patinação.

Em média, o mundo recebe cerca de 980 mm de precipitação por ano, considerando oceanos e continentes juntos, segundo a NOAA. A distribuição é muito desigual. O USGS observa que, em 2017, a Colômbia recebeu cerca de 3240 mm, enquanto o Egito recebeu cerca de 18 mm. Uma conversão útil: 1 mm de chuva sobre 1 metro quadrado equivale exatamente a 1 litro de água.