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Fenômeno litorâneo - células de Benard

Notícia enviada em 28/04/2014
por Rodolfo Bonafim - São Paulo/SP
Muitos já me perguntaram, especialmente moradores da capital paulista que frequentam as praias da Baixada Santista, por que mesmo a previsão do tempo indicando tempo bom, em algumas situações - capital e interior contam com ar seco, e no litoral, tempo ensolarado, porém, de repente, o vento começa a soprar moderadamente do quadrante sudeste do mar para o continente e nuvens encobrem boa parte do céu e nada mais nada menos, surge uma inesperada pancada rápida, chuva leve ou meros chuviscos...

Bem, explico que isso pode ocorrer em boa parte do ano, principalmente depois da passagem de uma frente fria, quando na sua retaguarda, ar mais frio e úmido traz muitas nuvens e alguma chuva ocasional e relativamente rápida.... Mas, no começo do outono, esse é um fenômeno mais comum de ocorrer no litoral...

Tratando o fenômeno de um ponto de vista mais profundo, essa ocorrência por incrível que pareça, tem a ver até com defeitos de películas de tintas ou com células de convecção criadas ao se fazer molho de tomate para macarronada...

As células de Bènard

Henri Bènard, cientista francês, descobriu em 1900, que o aquecimento de uma fina camada de líquido pode causar estruturas estranhamente ordenadas. Quando o líquido é uniformemente aquecido por baixo, um fluxo constante de calor se move a partir do fundo para o topo do líquido. O fluido em si está em repouso e o calor é transmitido apenas por condução, que é um mecanismo de transmissão do calor, molécula por molécula, como ocorre comumente nos metais, como por exemplo, o aquecimento inicial de uma extremidade de uma barra de ferro, cujo fluxo de calor se transmitirá até a outra extremidade da barra....

No entanto, se a diferença de temperatura entre a parte superior e na parte inferior atinge um valor crítico, o fluxo de calor é substituído por uma convecção térmica, no qual o calor é transmitido pelo movimento coerente de um grande número de moléculas. Neste ponto, um padrão muito surpreendente ordenada de células hexagonais, do tipo colméia de abelhas aparece, na qual o líquido aquecido eleva-se através do centro das células, enquanto o líquido frio desce pelas paredes dessas células. Como o sistema move-se para longe do equilíbrio termodinâmico, surge o referido padrão ordenado hexagonal.... Isto parece contradizer o Princípio da Termodinâmica, o qual ",prega", a desorganização dos sistemas físicos ao longo do tempo. Mas não, pois trata-se de um exemplo de auto-organização com o que, milhões de moléculas se movem coerentemente para formar células de convecção hexagonais, devido ao alto contraste de temperaturas!!

“Simples” como ferver água na chaleira!

Próximo ao fogo, a água a ser fervida está obviamente ais quente e perto da superfície está mais fria (ou menos quente) até que a água começa a ferver. Não é mais só o calor que sobe pela coluna de água. A água mais quente é menos densa e sobe para a parte de cima da coluna de água da chaleira. Já a água da superfície é mais fria e densa, e desce para o fundo da panela. Forma-se então um movimento de convecção (a água sempre desce por um lado e sempre sobe pelo outro). É literalmente uma ",cachoeira", de água menos quente e um ",geiser", de água mais quente, que se alimentam um do outro: quando o ",geiser", chega à superfície da coluna de água, transfere calor para o ar e a água esfria... E finalmente, é o que tem ocorrido logo após passagem da mais recente frente fria sobre a Baixada Santista (desde sexta-feira, dia 25 de abril de 2014): na retaguarda da frente, uma massa de ar polar (anticiclone pós-frontal ou alta pressão migratória) em contato com a as águas superficiais do oceano, que em relação a esta massa, estão mais aquecidas, acabam formando nuvens cumuliformes, que não conseguem se desenvolver verticalmente a ponto de se tornarem cúmulos-nimbos, espécie de nuvens de trovoadas e aguaceiros e granizo. À semelhança da água em processo de fervura na chaleira, a água do mar se resfria, porém aquece um pouco o ar, que sofre certo levantamento, porém, por causa da alta pressão que força um movimento descendente, não se permite formar os cúmulos-nimbos de trovoadas, somente um tipo de cúmulos rasos, que precipitam apenas chuva leve ou chuviscos, por vezes, uma pancada muito rápida e nada mais. Na verdade, formam-se nuvens do tipo ",Células de Bènard, que os ventos marinhos empurram para o continente...

Isso só prova que a leis físicas são válidas tanto para pequenos e grandes sistemas....

A chuva leve das ",Células de Bènard (cúmulos rasos) na Baixada Santista:

O auge dessas nuvens rasas ocorre geralmente a partir do meio-dia, por isso mesmo, geralmente nos últimos dias, o Sol tem aparecido pela manhã e no período da tarde, tem se observado maior cobertura de nuvens, embora possa chover desta forma em outros períodos, inclusive nas madrugadas! O pluviômetro da minha estação meteorológica em Santos, registrou desde a madrugada deste sábado até o momento (01:40), apenas 06 milímetros por metro quadrado, o que comprova que essas chuvas são de fato, inexpressivas, de um modo geral.

Quanto às temperaturas, a menor máxima do ano, ocorreu na sexta-feira, 25, com apenas 24,3ºC e a mínima, ontem, 27, com apenas 19,5ºC em Santos.

Mas, as condições do tempo devem fazer cessar essas chuvinhas à medida que a massa de ar de alta pressão vai entrando em transição para tropical, incluindo temperaturas máximas um pouquinho mais altas nos períodos vespertinos, ao menos até a quarta-feira, dia 30 de abril de 2014. Em contra-partida, as temperaturas mínimas podem descer mais um pouco, devido à menor cobertura de nuvens nas noites e madrugadas, quando sob céu limpo e estrelado, há intensa perda da radiação solar diurna...

Imagem anexa: bandas de nuvens cúmulos rasas do tipo “Células de Bènard!

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