Para entender a formação de um furacão, precisamos entender como as seguidas transições de fase da água, que evapora do oceano e volta a se condensar na troposfera, influenciam a pressão e consequentemente os ventos. Os físicos russos Anastassia Makarieva e Victor Gorshkov, ao lado do brasileiro Antonio Nobre e outros autores, publicaram em 2013 uma inovadora explicação de como a condensação libera energia latente e gera uma zona de baixa pressão, o olho do furacão.
Um furacão é como um motor gigante que se alimenta de ventos úmidos convergentes. A transformação da energia latente do vapor d’água em energia mecânica (ventos) é um processo termodinâmico. A umidade do ar fornece o “combustível” para esse motor, ao se condensar e produzir uma depressão, uma espécie de “ralo atmosférico”. Em uma definição elegante, esses autores chamaram o furacão de “implosão atmosférica do vapor d’água em câmara lenta.”
A maior parte do vapor d’água atmosférico (aproximadamente 99%) está concentrada na troposfera, a camada mais baixa da atmosfera, que se estende até cerca de 8 a 15 km de altitude. É nessa região que ocorrem a maioria dos fenômenos meteorológicos. Um dos processos que leva a água evaporada dos oceanos e outras superfícies a subir para a troposfera é o aquecimento do ar próximo à superfície. Esse ar quente e úmido é menos denso do que o ar mais frio ao redor, e sobe em um processo conhecido como convecção. À medida que o ar sobe, ele se resfria e o vapor d’água pode se condensar, formando nuvens e levando à precipitação.
À medida que o ar úmido sobe, ele se expande devido à menor pressão em altitudes maiores, e esse processo de expansão causa o resfriamento do ar (resfriamento adiabático). Conforme o ar se resfria, atinge o ponto de saturação, em que o vapor d’água começa a se condensar em gotículas se houver partículas presentes (as sementes de nuvens). Durante a condensação, o vapor libera energia latente, o que além de gerar ventos pode aquecer o ar ao redor, estimulando mais convecção e ajudando a intensificar o movimento ascendente do ar quente e úmido nas áreas vizinhas.
Esse ar úmido é atraído para o centro de baixa pressão do furacão, e, à medida que sobe, forma ventos que giram em espiral devido à rotação da Terra (força de Coriolis). Quando mais vapor d’água no ar convergente se condensa, ele libera mais energia latente, intensificando os ventos e a circulação do furacão, tornando-o maior e mais forte em um ciclo de retroalimentação. A força de Coriolis, junto com a diferença de pressão entre o centro e as áreas ao redor, gera os ventos intensos que caracterizam o fenômeno. A direção da rotação do ciclone muda no Hemisfério Norte, girando para a direita (↷), e no Hemisfério Sul, para a esquerda (↶).
Saiba mais:
Makarieva, A. M., Gorshkov, V. G., Sheil, D., Nobre, A. D., and Li, B.-L.: Where do winds come from? A new theory on how water vapor condensation influences atmospheric pressure and dynamics, Atmos. Chem. Phys., 13, 1039–1056, https://doi.org/10.5194/acp-13-1039-2013, 2013
A.M. Makarieva, V.G. Gorshkov, Condensation-induced kinematics and dynamics of cyclones, hurricanes and tornadoes, Physics Letters A, Volume 373, Issue 46, 2009, Pages 4201-4205, ISSN 0375-9601, https://doi.org/10.1016/j.physleta.2009.09.023
Nobre, A. D.: O Futuro Climático da Amazônia – Relatório de Avaliação Científica, INPE, 2014: https://shorturl.at/tyuXw
Dicas culturais:
Quando o ciclone atinge a casa da Dorothy, no filme “O Mágico de Oz”: https://abre.ai/litj
Twister (1996): https://abre.ai/litm
