Por que a Terra está tão frequentemente nublada?

Qual é a importância da cobertura de nuvens da Terra?

Um planeta maioritariamente nublado

As observações por satélite e as fotografias de astronautas revelam que 67 % do céu terrestre está, em média, coberto de nuvens, com predominância sobre os oceanos (apenas 10 % de céu desanuviado) contra 30 % sobre os continentes.

O contributo dos satélites de observação

Os satélites do programa EOS da NASA (como Terra, Aqua e Aura) recolhem dados globais a cada 1-2 dias, medindo a cobertura de nuvens e o balanço radiativo. No entanto, estas médias não refletem as variações diárias, sazonais, a altitude das nuvens nem a presença de camadas múltiplas.

N.B.:
O MODIS deteta melhor as nuvens sobre superfícies escuras (oceanos, florestas) do que sobre superfícies brilhantes (gelo), e os cirros são mais difíceis de identificar do que os cúmulos espessos.

O que se vê exatamente nesta imagem da cobertura de nuvens média da Terra?

Existem três grandes faixas zonais onde os céus estão frequentemente nublados. A estas três faixas principais acrescem fenómenos regionais, ligados aos litorais e aos relevos, que não formam uma faixa contínua em torno do globo.

A faixa equatorial (ZCIT)

A primeira faixa de nuvens é a zona de convergência intertropical (ZCIT). Resulta da colisão entre o ar quente e húmido do equador e o ar mais frio dos trópicos. Este ar quente e húmido sobe, arrefece e condensa-se, provocando frequentes trovoadas e uma cobertura de nuvens quase permanente. Esta faixa migra ao longo do ano, seguindo a posição do Sol.

A faixa de nuvens a 60° Norte

Esta faixa situa-se por volta dos 60° de latitude Norte. É causada pela frente polar norte, zona de encontro entre o ar polar frio e o ar mais ameno das latitudes médias. Este contraste térmico gera perturbações e nuvens frequentes. Inversamente, entre 15° e 30° de latitude, o ar descendente inibe a formação de nuvens e favorece os desertos.

A faixa de nuvens a 60° Sul

Esta faixa situa-se por volta dos 60° de latitude Sul. É produzida pela frente polar sul, onde o ar polar encontra o ar das latitudes médias. Como no hemisfério Norte, este choque térmico favorece a condensação e a formação de nuvens. Entre 15° e 30° de latitude Sul, o ar descendente mantém, ao contrário, céus desanuviados e regiões desérticas.

As nuvens costeiras e orográficas

A estas três faixas zonais acrescem nuvens regionais. Ao largo dos litorais ocidentais (América do Sul, África, América do Norte), a afloração arrefece o ar húmido e forma estratocúmulos, as nuvens mais comuns do planeta. Estas formações permanecem, no entanto, localizadas e não constituem uma faixa contínua.

As cordilheiras bloqueiam as correntes de ar e as chuvas, criando desertos a sotavento (deserto do planalto tibetano, deserto de Death Valley, vale da morte na Califórnia a leste da Serra Nevada, deserto de Atacama na América do Sul). Estes efeitos orográficos são também regionais e dependem do relevo.

Como explicar que 67 % do céu terrestre esteja nublado?

Um oceano, caldeira lenta da atmosfera

Os oceanos não se limitam a evaporar: armazenam e redistribuem o calor. A sua inércia térmica permite a vastas regiões marinhas permanecerem mais quentes do que o ar no inverno e mais frescas no verão. Este desfasamento mantém um fluxo de calor latente permanente, que transforma a água em vapor sem um aumento brusco de temperatura. O vapor assim produzido é depois transportado pelos ventos, por vezes ao longo de milhares de quilómetros, antes de se condensar em nuvens.

Células de circulação que esculpem as nuvens

A distribuição das nuvens não se deve apenas a movimentos desordenados. A atmosfera está organizada em células de Hadley, Ferrel e polares, que asseguram uma transferência de energia dos trópicos para os polos. Nas latitudes equatoriais, o ar sobe na zona de convergência intertropical, mas isto é apenas uma parte do sistema. Entre 15° e 30°, a subsidência seca o ar, enquanto nas latitudes médias, as depressões e as frentes polares concentram a humidade e formam faixas de nuvens contínuas.

A microfísica das nuvens e os aerossóis

Para que uma nuvem apareça, o vapor de água deve encontrar superfícies microscópicas sobre as quais se condensar. Estes núcleos de condensação são constituídos por poeira, sal marinho, pólen ou sulfatos. Sem eles, o ar poderia permanecer sobressaturado sem formar gotículas visíveis. Uma vez criadas as gotículas, o seu tamanho e o seu número determinam o albedo da nuvem, portanto a sua capacidade de refletir a radiação solar. Os aerossóis desempenham assim um papel-chave na cobertura de nuvens mundial.

O que os satélites revelam realmente

Os satélites não se limitam a confirmar uma média de 67 %. Caracterizam as nuvens em três dimensões. Os radiômetros passivos, como o MODIS a bordo do Terra e do Aqua, medem a altura das nuvens, a sua espessura ótica e a sua fase, quer se trate de gelo ou de água líquida. Mas estes instrumentos permanecem cegos às camadas mais finas, nomeadamente os cirros.

Para superar este limite, satélites ativos como o CALIPSO e o CloudSat embarcam respetivamente um lidar e um radar milimétrico. O lidar emite um feixe de laser que revela as nuvens mais ténues, enquanto o radar deteta as gotículas e os cristais mais espessos. Combinando os seus perfis verticais, reconstituem um corte da atmosfera e revelam empilhamentos de camadas de nuvens invisíveis aos radiômetros clássicos.

Estas observações mostram que a cobertura de nuvens flutua fortemente à escala horária, sazonal e regional. A média de 67 % não é mais do que um resumo estatístico: mascara céus por vezes perfeitamente desanuviados, por vezes inteiramente cobertos, e estruturas verticais de grande complexidade.