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Na vida de uma Cumulonimbus formada por convecção a partir de uma massa de ar, estão usualmente presentes 3 fases (com duração de, em média, 15 a 30
minutos cada):
Nascimento: as correntes ascendentes de ar levam à formação de uma nuvem Cumulonimbus. Surgem as primeiras cargas de água, mas ainda não
ocorrem relâmpagos. No topo da nuvem o processo de crescimento de cristais de gelo começa a produzir grandes partículas de precipitação.
Maturidade: o crescimento vertical atinge o seu máximo e o topo da nuvem fica achatado com a forma característica de uma bigorna (ou anvil). Usualmente isto dá-se quando o ar
ascendente encontra uma inversão de temperatura estável (por exemplo, o ar mais quente da tropopausa - divisa entre a troposfera e a estratosfera). Os ventos predominantes em altitude começam a
espalhar Cirrus a partir do topo da nuvem. As bases dianteiras ficam mais baixas e os raios começam a ocorrer em toda a
extensão da nuvem.
No interior da nuvem a turbulência é intensa e irregular, com equilíbrio entre correntes ascendentes e descendentes. O peso das partículas de precipitação já é suficiente para contrariar as correntes ascendentes e começam a cair, arrastando o ar em volta consigo. À medida que as partículas de precipitação caem nas regiões mais quentes da nuvem, o ar seco presente no ambiente entra na nuvem e pode originar a evaporação dessas partículas. A evaporação esfria o ar, tornando-o mais denso e pesado.
É todo este ar frio que cai através da nuvem com a precipitação que forma a corrente descendente de ar que, quando bate na superfície, pode se espalhar para os lados, formando uma frente de
rajada que vai deslocando e substituindo o ar mais quente da superfície. Nesta fase a trovoada produz ventos fortes, raios e precipitação forte.
Dissipação: a nuvem começa a se espalhar para os lados, em camadas, e as correntes frias descendentes tornam-se predominantes. O ar frio substitui o ar mais quente da superfície,
desligando os movimentos ascendentes dentro da trovoada. Nesta fase só há correntes descendentes fracas e fraca precipitação. Sobram apenas muitas Cirrus,
Altostratus e Cirrostratus que podem até contribuir, com a sua sombra, para diminuir o aquecimento da superfície.
As tempestades são mais comuns no período da tarde, quando o aquecimento diurno da terra pelo Sol deixa a parte inferior da troposfera instável. Às vezes, algumas tempestades podem se formar quando a atmosfera superior torna-se fria, devido à aproximação de uma perturbação de ar superior. Neste caso, as tempestades podem se formar a qualquer hora do dia, mesmo quando não tenha havido aquecimento diurno da terra.
Uma exigência absoluta, no entanto, é que tem que haver vapor de água suficiente para alimentar a tempestade. Este é o combustível para ela. Enquanto a tempestade usa esse combustível, ele é
convertido em precipitação.
Tipos de tempestades
As nuvens de tempestade podem se apresentar de dois modos: isoladas (também conhecidas como tempestades isoladas ou tempestades locais), ou em grupos, formando tempestades organizadas. Estas
últimas costumam ser mais severas e apresentar chuvas e ventos mais intensos, além de granizo.
Tempestades ocorrem mais sobre os continentes do que sobre os oceanos, e são normalmente mais frequentes durante à tarde (máxima ocorrência entre 16 e 18 horas locais), embora ocorram em todas as horas do dia. Sobre as montanhas, o máximo de ocorrência tende a acontecer mais cedo, em torno da uma hora da tarde.
A frequência de tempestades em um dado local depende de vários fatores, entre eles a topografia, a latitude, a proximidade de massas de água, a continentalidade e a presença de diferentes sistemas meteorológicos. Uma pequena percentagem das tempestades que ocorrem todo ano é considerada como tempestades severas.
Em geral, tempestades severas estão associadas a tempestades organizadas e apresentam uma ou mais das seguintes características: granizo (partícula
de gelo com forma arredondada, com alguns centímetros), tornado e ventos fortes. Embora os raios não sejam
considerados como uma das características para definir uma tempestade severa, a maioria das tempestades severas está associada a um grande número de raios.
Tempestades acompanhadas da ocorrência de granizo no solo costumam ser chamadas de tempestades de granizo.
Tempestades acompanhadas de tornados costumam ser chamadas de tempestades tornádicas. Tornados se formam em regiões da
tempestade com vários quilômetros de extensão, onde existem fortes movimentos de rotação, denominadas de regiões mesociclônicas. Tempestades severas também costumam produzir correntes de ar
descendentes de alta intensidade (em alguns casos, velocidades superiores a 100 km/h) conhecidas como rajadas (bursts) e micro-rajadas (microbursts).
Rajadas possuem em geral extensão de até dez quilômetros e duram de uns poucos minutos a algumas dezenas de minutos. Micro-rajadas são rajadas de curta duração (entre 5 e 15 minutos) e que afetam regiões de poucos quilômetros de extensão (tipicamente de 1 a 3 km). Atualmente não existem estatísticas sobre a frequência de ocorrência de micro-rajadas no mundo.
Um aspecto importante associado às tempestades multicelulares, supercelulares e tempestades organizadas é a existência, na região da atmosfera onde elas se formam, de um gradiente vertical dos ventos, o cisalhamento de vento. A presença deste gradiente faz com que as correntes descendentes de ar tendam a ocorrer em uma região distinta das correntes ascendentes de ar, com isto permitindo que a tempestade persista por um período de tempo mais longo que uma tempestade unicelular.
A maioria das tempestades severas se forma em uma atmosfera com um forte gradiente vertical dos ventos. Tempestades multicelulares e supercelulares associadas a tornados costumam se formar em uma atmosfera onde o gradiente vertical dos ventos possui um forte componente de vorticidade (movimento giratório).
A altura atingida pelo topo das nuvens de tempestade em seus diversos estágios depende principalmente da latitude geográfica. Em regiões de média para altas latitudes, o topo das nuvens de tempestade raramente ultrapassa 8 km de altura, ao passo que em regiões de média para baixas latitudes (latitudes abaixo de 45 graus), o topo em geral ultrapassa 10 km e pode alcançar altitudes de mais de 20 km.
A maior incidência de nuvens de tempestade com topos em torno de 20 km parece ocorrer no norte da Austrália, Indonésia e Nova Guiné. A altura da base das nuvens de tempestade tende a acompanhar a altura do topo, variando de 1 a 4 km.
Tempestades isoladas multicelulares frequentemente apresentam células em diferentes estágios. Já os complexos convectivos, durante sua vida, parecem passar por estágios semelhantes àqueles de uma nuvem isolada de tempestade. Durante sua fase de desenvolvimento, podem provocar tornados. Em seu estágio maduro, costumam produzir intensa precipitação.
Tempestades organizadas, também chamadas de sistemas convectivos de mesoescala, são um fenômeno muito comum. Em geral, elas tendem a ser maiores do que as tempestades isoladas e duram mais tempo. Alguns tipos particulares destes sistemas são as linhas de tempestades, as linhas de instabilidade e os complexos convectivos de mesoescala. Os demais sistemas recebem o nome genérico de aglomerados de tempestades.
Tempestades organizadas costumam apresentar duas regiões distintas: uma região convectiva e uma região estratiforme. A região convectiva é caracterizada por forte convecção e grande altura do topo da nuvem, enquanto a região estratiforme situa-se na parte posterior da nuvem, em relação ao seu movimento, e caracteriza-se como uma camada de nuvens de grande extensão horizontal (centenas de quilômetros) e menor altura de topo (semelhante a uma extensa bigorna).
Linhas de tempestade são formadas por tempestades individuais que se movem próximas umas das outras sem interagirem entre si, arranjadas segundo uma linha.
Diferentemente de uma linha de tempestades, as nuvens de tempestade em uma linha de instabilidade interagem entre si, sendo conectadas pela região estratiforme. Linhas de instabilidade podem se estender por centenas de quilômetros. Normalmente essas linhas produzem ventos muito fortes e algumas vezes fracos tornados, e são geralmente formadas perto da interface entre uma massa de ar úmida e quente, e uma massa de ar fria.
Diferentemente das tempestades isoladas, raramente permanecem estacionárias. Devido ao deslocamento do sistema, à medida que as nuvens vão se dissipando, novas nuvens vão sendo formadas de forma que a tempestade pode durar várias horas.
Complexos convectivos de mesoescala são os maiores membros dos sistemas convectivos de mesoescala. Eles são sistemas quase circulares com diâmetros típicos de 300 a 400 km, contendo em seu
interior centenas de tempestades interligadas. Duram em média de 10 a 12 horas e ocorrem principalmente à noite, embora em certas ocasiões possam regenerar-se, durando vários dias.
Por se moverem, em geral, lentamente (típicas velocidades de 20 a 40 km/h) podem afetar uma região por um longo período de tempo. Evidências indicam que um só complexo convectivo pode ser responsável por até 50% da densidade de raios anual de uma dada região.
Ao longo de sua vida, um tipo de tempestade pode evoluir para um outro tipo. Por exemplo, linhas de tempestades podem evoluir para linhas de instabilidade. Estas por sua vez, podem se dividir em
tempestades supercelulares.
Finalmente, as tempestades podem se agrupar em sistemas de dimensões em escala sinótica. São as tempestades tropicais (ou ciclones) e as
tempestades extratropicais. Tais sistemas atingem dimensões de centenas a milhares de quilômetros, costumam apresentar ventos superiores a 300 km/h, podem durar vários dias e possuem uma
estrutura que se caracteriza por bandas de tempestade, com larguras de algumas dezenas de quilômetros, que se movem em torno de uma região central de forma quase circular, denominada de "olho do
sistema".
Devido a suas dimensões, elas são afetadas pela rotação da terra, de tal modo que tendem a girar no sentido horário no hemisfério sul, e anti-horário no hemisfério norte. Devido ao seu alto grau de organização, tais tempestades são associadas aos níveis de precipitação muito maiores que quaisquer outras tempestades. Tempestades tropicais com ventos na região central maiores que 100 km/h são também conhecidos como furacões.
Furacões podem atingir até 2000 km de diâmetro e costumam se formar nos oceanos e migrarem para os continentes. Seu olho tem uma forma quase circular, com um diâmetro de 10 a 30 km. Quanto menor o olho do furacão, maior é sua intensidade. Ao atingirem os continentes, costumam provocar tornados.
Cerca de 50 furacões ocorrem por ano. Cerca de 70% deles se formam nos oceanos, entre 10 e 20 graus ao norte e ao sul do Equador, em regiões onde a temperatura superficial da água excede 27°C. Diferentemente das tempestades tropicais, as tempestades extratropicais são formadas a partir dos gradientes de temperatura da atmosfera em regiões de médias latitudes e possuem um diâmetro médio em torno de 3000 km.
Célula isolada Multicélula Supercélula
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Fontes:
http://to-campos.planetaclix.pt/ind.htm
http://www.inpe.br/webelat/homepage/menu/infor/tempestades/tipos.php
http://www.inpe.br/webelat/homepage/menu/infor/tempestades/evolucao.php
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