Como se forma a chuva?

Como se forma a chuva? Ela começa com o vapor d’água do ar, que se transforma em gotículas dentro das nuvens. Essas gotículas, sozinhas, são leves demais para cair. A chuva só acontece quando elas se juntam e crescem o suficiente.

O processo mistura três etapas: a condensação, a colisão das gotículas e a queda da água. Cada uma tem um papel próprio.

Explicado de forma simples

Pense em uma nuvem como uma esponja de poeira e vapor, suspensa no céu. Dentro dela, as gotinhas flutuam sem cair, porque o ar que sobe as segura. Só quando elas se agrupam em gotas grandes o bastante é que a gravidade vence essa força.

É como uma bola de neve que começa pequena e ganha peso a cada volta na encosta. Só depois de muito crescer ela desce.

Da água invisível à gotícula

Segundo o USGS, a água está sempre evaporando e condensando no céu. Se você olhar com atenção para uma nuvem, pode ver partes sumindo, por evaporação, enquanto outras crescem, por condensação.

A chuva começa com a condensação. O vapor d’água, que é invisível, passa a líquido e forma gotículas.

Segundo o USGS, a condensação acontece por causa de mudanças de temperatura. O ar quente consegue conter mais vapor que o ar frio. Quando o ar sobe e esfria, parte desse vapor se condensa.

Uma das imagens mais claras vem de uma serra. Segundo o USGS, quando o vento empurra o ar contra uma encosta, ele sobe, ganha altitude e esfria. O vapor se condensa em partículas líquidas minúsculas, que formam a nuvem.

Por que a gota precisa de uma partícula

Para o vapor se condensar, o ar precisa de partículas minúsculas em suspensão. Segundo o USGS, são elas que servem de núcleo: poeira, sal ou fumaça. Ao redor delas, o vapor se agrupa e forma a gotícula.

Segundo o USGS para crianças, a condensação ocorre quando o ar esfria, porque o ar mais quente consegue conter mais vapor que o ar frio.

Por isso, o ar sem essas partículas condensa com mais dificuldade. A chuva depende desses pequenos núcleos tanto quanto da umidade.

O problema do tamanho

As gotículas das nuvens são pequenas demais para cair como chuva. Segundo o USGS, elas são leves o bastante para flutuar no ar, e isso é o que as mantém como nuvem visível.

O ar que sobe dentro da nuvem sustenta essas gotículas. A maior parte da água condensada nas nuvens não cai justamente porque a velocidade de queda é menor que a força desse ar ascendente.

A intensidade também importa. Segundo a tabela do USGS, uma chuva forte chega a cerca de 1,5 centímetro por hora, e um temporal intenso, a cerca de 10 centímetros por hora.

O USGS também calcula que uma polegada de chuva sobre um acre resulta em 27.154 galões de água.

Colisões: o caminho até a chuva

Para uma gotícula virar gota de chuva, ela precisa crescer. Ela cresce quando encontra outras gotículas. Segundo o USGS, a gota cresce quando colide com outras gotículas e ganha mais água. Com o tempo, ela fica pesada o suficiente para vencer o ar ascendente e cair como precipitação.

O USGS destaca que esse processo não é simples: são necessárias milhões de gotículas de nuvem para formar uma única gota de chuva. Por isso, a chuva leva tempo para se formar, mesmo quando o céu já está carregado.

Um caminho mais rápido: o gelo

Em nuvens mais altas, existe um atalho. Segundo o USGS, há um processo mais eficiente para formar gotas do tamanho da chuva: o crescimento rápido de cristais de gelo à custa do vapor da nuvem. Esse processo é chamado de Bergeron-Findeisen.

Os cristais podem cair como neve. Ou, ao descer para regiões mais quentes, derretem e chegam ao chão como chuva.

Como é a gota de chuva

Ao contrário do desenho clássico, a gota de chuva não tem formato de lágrima. Segundo o USGS, as gotas pequenas, com raio menor que 1 milímetro, são esféricas. Conforme crescem e colidem, a resistência do ar começa a achatar a base da gota.

Por volta de 2 a 3 milímetros, a base fica achatada e com uma depressão no centro, parecida com um pão de hambúrguer. Perto de 4 a 5 milímetros, a gota se abre como um paraquedas e se quebra em gotas menores.

Tipos de chuva e de precipitação

Segundo o USGS, precipitação é a água liberada das nuvens na forma de chuva, chuva congelante, granizo, neve ou pedra de gelo.

A precipitação é a principal forma de a água da atmosfera voltar à superfície da Terra. A maior parte cai como chuva.

A garoa tem gotas muito menores que a chuva comum. Segundo a tabela do USGS, a garoa tem diâmetro mediano próximo de 1 milímetro, enquanto a névoa, com gotas de cerca de 0,1 milímetro, tem velocidade de queda muito baixa.

Por que a chuva não é igual em todo lugar

A quantidade de chuva varia muito de um lugar para outro. Segundo o USGS, em 2017 a Colômbia recebeu cerca de 3.240 milímetros de precipitação, enquanto o Egito recebeu apenas 18 milímetros no mesmo ano.

Segundo o USGS, a precipitação varia no espaço e no tempo, e a chuva é o tipo de precipitação mais comum.

Mitos sobre a chuva

“A chuva é uma nuvem que se rompe.” Mito. A chuva é água que sai da nuvem quando as gotas ficam pesadas o bastante para cair.

“A gota de chuva tem formato de lágrima.” Mito. Gotas pequenas são esféricas, e as maiores se achatam e se abrem como paraquedas.

“Toda nuvem leva à chuva.” Mito. Segundo o USGS, a maior parte da água condensada nas nuvens não cai, porque o ar ascendente a mantém suspensa.

Perguntas frequentes

A chuva e a garoa são a mesma coisa?

Não. A garoa tem gotas bem menores que a chuva comum. A diferença está no tamanho das gotas e na intensidade da precipitação.

Por que algumas nuvens não produzem chuva?

Segundo o USGS, uma gota só cai da nuvem quando tem velocidade de queda maior que a velocidade do ar que sobe dentro dela. Se as colisões não geram gotas grandes o bastante, a água continua suspensa como nuvem.

A chuva pode começar como neve?

Sim. Segundo o USGS, cristais de gelo podem cair como neve e, ao chegar a regiões mais quentes, derreter e virar chuva.

Resumindo

• O vapor d’água se condensa em gotículas quando o ar sobe e esfria.

• As gotículas precisam de partículas como poeira, sal ou fumaça para se formar.

• As gotículas são pequenas demais para cair e são mantidas pelo ar ascendente.

• Milhões de colisões são necessárias para formar uma única gota de chuva.

• Em nuvens altas, cristais de gelo podem crescer mais rápido e cair como neve ou chuva.

Veja também como funciona um raio e por que a Lua tem fases, outros fenômenos do céu explicados de forma simples.

Fontes

• USGS Water Science School, Precipitation and the Water Cycle (2019): https://www.usgs.gov/water-science-school/science/precipitation-and-water-cycle

• USGS Water Science School, The Water Cycle for Kids: Condensation: https://water.usgs.gov/edu/gallery/watercyclekids/condensation-clouds.html