Existem algumas razões para estimular uma discussão sobre a definição de nuvens. Isso é realizado no artigo “What Is a Cloud? Toward a More Precise Definition”, publicado em 2022 na revista “Bulletin of the American Meteorological Society”. Nele, os autores partem da comparação entre as definições de nuvens da AMS (Sociedade Meteorológica Americana) e da WMO (Organização Meteorológica Mundial), passando por uma discussão de termos e metodologias envolvidas até chegarem em uma definição que consideram ser mais precisa.
A AMS define nuvens como objetos visíveis, ou seja, detectadas pelos olhos, enquanto que a WMO como objetos perceptíveis, o que pode ser por um ser humano ou um instrumento. Assim, as nuvens podem ser observadas por humanos e detectadas por sensores ativos e passivos do solo e do espaço.
A AMS também inclui todas as partículas minúsculas, independentemente da sua natureza e composição, enquanto a OMM considera apenas as partículas minúsculas que consistem em água, gelo ou uma mistura de ambos. A formação e dissipação de nuvens são definidas inequivocamente por processos microfísicos. Os ingredientes dos aerossóis atmosféricos (substâncias dispersas no ar) incluem núcleos de condensação, gotículas de névoa e nuvens, partículas de fumaça e poeira e cristais de gelo. No entanto, sua definição também apresenta fontes com significados ligeiramente diferentes.
Além disso, as chamadas nuvens invisíveis ou subvisíveis são objetos perceptíveis na definição da OMM, mas não da AMS. Elas foram descritas pela primeira vez em 1986, detectadas com medições in situ de uma aeronave em ascensão lenta e disparos simultâneos de lidar terrestres sobre as Ilhas Marshall, perto do equador, a uma altitude de 16 km. Formados nas fases frias das ondas tropicais, podem sobreviver vários dias com alguns ciclos quentes-frios acompanhados de sublimação e deposição. Dispostas com o máximo na camada da tropopausa tropical, são principalmente de estrutura laminar de espessura geométrica inferior a 1 km com um caminho parcial de água gelada inferior a 0,3 g/m² consistindo de partículas com um raio efetivo inferior a 6 μm.
Embora o papel que as nuvens subvisíveis desempenham nos processos da alta troposfera ainda não esteja claro, sugere-se que elas (i) causem algum efeito estufa, pelo qual modulam o balanço radiativo global, (ii) desidratam o ar troposférico antes de entrar a estratosfera, e (iii)regulem o transporte de vapor de água através da interface troposfera-estratosfera. A profundidade óptica visível é menor que 0,03. Também existem as nuvens ultrafinas da tropopausa tropical, com profundidade óptica de aproximadamente 0,0001.
A principal razão para a dificuldade de uma definição precisa e inequívoca de nuvem é que especialistas de diferentes disciplinas da ciência atmosférica usam parâmetros diferentes para caracterizar uma nuvem:
- Radiação atmosférica – profundidade óptica >= 0.03;
- Microfísica de nuvens – Conteúdo de água líquida >= 0.03 g/kg, Conteúdo de gelo >= 0.03 g/kg, Número de partículas >= 5.10³/m³, raio efetivo >= 4μm;
- Sensoriamento remoto – refletância/emitância, retroespalhamento, temperatura de brilho da nuvem (dependem da superfície subjacente e da sensbilidade dos sensores);
- Modelagem numérica – umidade relativa >= 60% (para nuvens estratiformes em um ponto de grade de modelo).
Considerando a definição clássica de nuvem fornecida da AMS, uma especificação quantitativa do critério de visibilidade para distinguir claramente um estado nublado da atmosfera de um estado não nublado a partir de uma perspectiva terrestre é dado na forma de valores limite da profundidade óptica. Essa grandeza é uma métrica complexa, pois considera características microfísicas, geométricas e ópticas da nuvem. Esta informação quantitativa inclui nuvens invisíveis e aerossóis, especialmente aqueles pertencentes à faixa de diâmetro superior da distribuição do tamanho do aerossol.
A Tabela 3 do artigo resume os limites de detecção da espessura óptica da nuvem para observações terrestres (apêndice B), bem como para observações baseadas no espaço (apêndice C). Adotando a espessura óptica como principal critério de definição, os autores do artigo recomendam a seguinte definição de nuvem:
“Uma nuvem meteorológica é um agregado de minúsculas partículas (sólidas, líquidas ou misturadas) na atmosfera acima do solo que se torna visível do solo em uma linha de visão profundidade óptica de pelo menos cerca de 0,03 durante o dia e 0,05 à noite.”
As nuvens mais comuns na atmosfera consistem em uma ampla distribuição de hidrometeoros e seus agregados (gotículas de água, partículas de gelo ou formas mistas de diferentes estados de agregação com considerável conteúdo de água); alguns estão suspensos no ar e alguns precipitam sob a influência da gravidade. Já os tipos de nuvens não meteorológicas consistem em cinzas, fumaça, fuligem, partículas radioativas ou partículas de outra natureza (ou muito raramente uma mistura de partículas de natureza diferente) que são caracterizadas pela atribuição de prefixos.
Todas as nuvens, independentemente da natureza das suas partículas, afetam o transporte da radiação atmosférica através da dispersão, absorção e emissão, mas apenas nuvens constituídas por partículas com uma quantidade suficiente de água em qualquer forma participam no ciclo atmosférico da água.
Fonte
Spänkuch, D., O. Hellmuth, and U. Görsdorf, 2022: What Is a Cloud? Toward a More Precise Definition. Bull. Amer. Meteor. Soc., 103, E1894–E1929, https://doi.org/10.1175/BAMS-D-21-0032.1.
