A influência da diferença de pressão e do movimento da Terra na formação dos ventos

Com toda certeza você já se perguntou, alguma vez, “o que é o vento?” ou então “quem sopra o vento?”, perguntas bem comuns sobre a definição e a origem deste fenômeno. A resposta para estas perguntas é bastante simples, basta saber alguns conceitos de física básica e você irá entender como tudo funciona.

Temos que ter em mente que iremos trabalhar com o ar, que é um fluido como a água, e se caracteriza como um fluido por não ter um formato definido. Existe um tipo de propagação de calor, chamada convecção, que consiste na mudança de posição das partículas de acordo com suas temperaturas, onde as partículas presentes no ar o tornam “quente” ou “frio”, fazendo o ar quente ter uma densidade menor, pois o volume aumenta já que suas partículas se afastam, e o ar frio ter uma densidade maior, pois seu volume diminui já que suas partículas se juntam, logo, se colocarmos o ar quente e o ar frio em um mesmo ambiente o ar frio irá fluir para uma altura mais baixa e o ar quente para uma altura mais alta.

Um exemplo bastante simples de uma convecção do ar é uma sauna, que normalmente tem sua fonte de calor localizada no chão de um ambiente bem fechado, o posicionamento da fonte de calor é estratégico, já que o ambiente não vai estar em uma temperatura muito elevada e o ar quente que sai da fonte irá passar por toda a região até chegar ao teto. Outro exemplo é o posicionamento do condicionador de ar, que sempre se mantém no ponto mais alto de uma sala para resfriar o ar que ele captura, e este ar desce por toda a região, empurrando o ar quente para cima e resfriando a sala.

Figura 1: Exemplos de convecção em uma sala

Pronto! Tendo o conceito de convecção em mente, já é possível entender melhor o que é e como funciona o vento. O vento é, simplesmente, o deslocamento de massas de ar em uma certa região, que podem ser causados por motivos que não são comumente conhecidos, um deles é a radiação solar, que é o mais constante, e há também a movimentação do planeta, que influencia bastante nesta questão.

A radiação solar consegue esquentar o ambiente, sólido e fluido, na superfície da Terra, mas o aquecimento não é completamente regular, o que forma uma diferença de pressão em vários lugares, e esta diferença de pressão vem a ser a causa da formação dos ventos mais comuns. O ar aquecido tem sua densidade diminuída, por conta do seu volume que aumenta, nestes locais onde o ar é quente a pressão é baixa, e o ar frio tende a ocupar estes lugares de baixa pressão, isto provoca a movimentação do ar, o que chamamos de vento.

Para explicar melhor o evento acima, temos que entender que os fluidos vão do ambiente de maior pressão para o de menor pressão, um exemplo bom é quando amassamos uma garrafa pet somente com o ar, ao colocarmos a boca na garrafa não é simplesmente uma sucção de ar, nós baixamos a pressão do ar em nossa boca e o ar da garrafa ocupa a nossa boca, consequentemente a região de dentro da garrafa tem sua pressão reduzida e o ar de fora da garrafa tenta ocupa-la, mas como não consegue, amassa a garrafa inteira.

Sabendo como os ventos são formados, podemos saber agora os tipos de ventos que existem, que são os alísios, os ventos do oeste e os ventos polares de leste. Os ventos alísios são ventos formados nos trópicos de Câncer e de Capricórnio que seguem em direção a linha do Equador, a partir dos 30° de latitude, eles ocupam a parte baixa da troposfera chegando a superfície da Terra, os ares que formam estes ventos encontram-se próximos a linha do Equador e sobem até 3 quilômetros de altitude, onde são formados ventos que movem-se em direção aos trópicos até esfriarem e descerem até a superfície da Terra em direção a 0° de latitude, que tem uma pressão baixa, estes ventos que fazem o sentido contrário dos alísios são chamados de ventos contra-alísios. Vale ressaltar que os ventos alísios são responsáveis pelo deslocamentos de algumas tempestades, que iremos explicar mais adiante, os chamados ciclones tropicais.

Figura 2 – Movimentação dos ventos alísios

Os ventos do Oeste são ventos que se situam entre os 35° e 65° de latitude, saem círculos polares ártico e antártico indo em direção aos trópicos de Câncer e de Capricórnio, respectivamente. Durante o inverno a pressão nos polos baixa bastante estes ventos ficam mais intensos, e no verão é o oposto, a pressão nos polos aumenta e a força dos ventos diminuem, e isto se deve aos ciclones polares, que no norte giram no sentido anti-horário e no sul giram no sentido horário. Vale ressaltar que este ventos tem influência direta nas correntes do Atlântico e do Pacífico.

Figura 3 – Ciclone polar no sudeste da Islândia

Os ventos polares de Leste se localizam entre os 90° e 65° de latitude, que saem dos planaltos e seguem ao encontro dos ventos do Oeste, onde está a baixa pressão. São ventos de intensidade fraca, mas em compensação são muito frios e muito secos.

Figura 4 – Todos os ventos que funcionam constantemente no globo

Algo importante de notar na figura 4 é a direção que as setas estão apontando, é uma tentativa de representar a movimentação dos ventos em relação a latitude da Terra, a partir disto é melhor de compreender os locais onde estão as zonas de baixa e alta pressão. Os ventos alísios saem dos trópicos de Câncer e Capricórnio, isto significa que esta latitude tem uma alta pressão atmosférica, e vão apontando para a linha do Equador, que por consequência percebemos que tem uma baixa pressão. Os ventos do Oeste apontam para os Círculo polares Ártico e Antártico, logo temos que estes Círculos são de baixa pressão atmosférica. Os ventos polares de Leste saem das latitudes máximas do planeta, pois estas zonas tem uma pressão alta.

Devemos, agora, tentara entender a ligação existente entre os ventos terrestres e o movimento de rotação da Terra. A ligação existe por conta de um fenômeno físico descoberto por Gaspard-Gustave Coriolis, o efeito Coriolis, responsável por explicar a diferença de velocidade escalar entre os pontos de uma circunferência, caso haja um movimento circular. Se levarmos em consideração a velocidade angular de rotação da Terra inteira ( a quantidade de graus feitos em um determinado tempo) sabemos que todos os pontos dela dão uma volta completa no mesmo tempo, mas se considerarmos a velocidade escalar da Terra (a distância percorrida em um determinado tempo) teremos que quanto mais perto da borda a velocidade é maior.

A linha do Equador é onde está a maior velocidade escalar da Terra, pois é onde tem seu maior raio, completando uma velocidade de cerca de 1600 km/h, já nos trópicos de Câncer e Capricórnio tem uma velocidade aproximada de 1500 km/h. O que acontece como consequência disto é uma diferença de orientação entre os ventos, já que suas velocidades acabam sendo diferentes e há um atraso dos ventos do Oeste em relação aos ventos alísios, o que é a principal fonte dos ciclones, que no Norte giram no sentido horário e no Sul vão para o anti-horário.

Os ciclones eventos conhecidos como tempestades por estarem associados a muitas nuvens e muita chuva, são sistemas circulares de nuvens causados como consequência do efeito Coriolis, formados em centros de baixa pressão no encontro entre os ventos alísios e os do Oeste. No momento em que há o processo de convecção do ar no ambiente, no momento da subida do ar quente e úmido e descida do ar frio e seco e isto baixa muito a pressão atmosférica na região, e se ao redor desta região a pressão for mais alta a formação do ciclone é concluída, o vento ocupa a região com muita força e o ar quente que subiu condensa-se rapidamente gerando chuva.

Figura 5 – Furação Katrina passando pelo Golfo do México

Os tipos de ciclones que existem são os furacões e os tornados, que são dois eventos que acontecem pelo mesmo motivo, mas em escalas distintas, pois enquanto os furacões chegam a medir cerca de 1500 km de diâmetro, ter intensidades de média de 150 km/h na velocidade dos ventos, se formarem nos oceanos e terem duração de dias, os tornados já chegaram a medir no máximo 2 km de diâmetro, alcançar uma velocidade maior que 500 km/h, se formar em terra firme e durar cerca de 15 minutos.

Figura 6 – Tornado de aproximadamente 1,5 km de diâmetro em Binger, Oklahoma.

Outro fenômeno interessante é o redemoinho de poeira, que também é o vento se deslocando em movimento circular, mas que acontece em regiões muito aquecidas. O chão esquenta muito em uma região específica aquecendo o ar que está logo acima, quando a convecção ocorre este ar sobe de maneira muito rápida, baixando a pressão de um ponto muito pequeno perto do solo, o vento começa a girar ao redor desta região, e por conta da conservação de momento angular o redemoinho ganha mais velocidade.

Figura 7 – Redemoinho de pó

Uma curiosidade sobre ventos, nos leva além da Terra, que é a do oitavo planeta do sistema solar, Netuno, que possui os ventos mais velozes deste sistema, tendo vários registros de tempestades e ciclones em várias regiões, que atingem mais de 2000 km/h, um dos exemplos mais famosos é a Grande Mancha Escura de Netuno, que tinha uma aparência escura porque é preenchida por nuvens de metano, tendo 1300 x 6600 km, e alcançando cerca de 2400 km/h de velocidade, o que corresponde a mais de duas vezes a velocidade do som.

Figura 7 – Grande Mancha Escura de Netuno, capturada pela sonda Voyager 2 da NASA

Referências bibliográficas:

[1] PORTAL São Francisco. Vento. Disponível em: https://www.portalsaofrancisco.com.br/geografia/ventos. Acesso em: 17 ago. 2020.

[2] FRANCISCO, Wagner de Cerqueira e. Vento. Disponível em: https://m.brasilescola.uol.com.br/geografia/vento.htm. Acesso em: 17 ago. 2020.

[3] SUA pesquisa. Vento. Disponível em: https://m.suapesquisa.com/o_que_e/vento.htm, 2020. Acesso em: 17 ago. 2020.

[4] INFOESCOLA. Origem e tipos de vento. Disponível em: https://www.infoescola.com/geografia/origem-e-tipos-de-ventos/. Acesso em: 17 ago. 2020.

[5] WIKIPÉDIA. Ciclone polar. Disponível em: https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Ciclone_polar. Acesso em 19 ago. 2020.

[6] FARIA, Caroline. Ciclones, furacões e tufões. Disponível em: https://www.infoescola.com/geografia/ciclones-furacoes-e-tufoes/. Acesso em: 19 ago. 2020.

[7] FRANCISCO, Wagner de Cerqueira e. Tornado. Disponível em: https://m.brasilescola.uol.com.br/geografia/tornado.htm. Acesso em: 19 ago. 2020.

[8 PORTAL São Francisco. Netuno. Disponível em: https://www.portalsaofrancisco.com.br/astronomia/netuno/amp, 2016. Acesso em: 18 ago. 2020.