Modelos climáticos não incorporam a verdadeira microfísica das nuvens

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/11/2025

O tamanho das gotículas determina a quantidade de luz que as nuvens dispersam e a taxa de formação de chuva. Assim, a representação imprecisa da distribuição do tamanho das gotículas nos modelos de previsão do tempo e do clima aumenta a incerteza dos cálculos resultantes.
[Imagem: Nithin Allwayin et al. - 10.1029/2025gl116021]

Microfísica das nuvens

Talvez você possa até imaginar que a ciência saiba tudo sobre as nuvens, mas na verdade ainda sabemos bem pouco - de fato, nem mesmo temos uma definição consensual de o que é uma nuvem, e só recentemente passamos a ter uma boa ideia sobre como as nuvens viram chuva.

Agora, Nithin Allwayin e colegas da Universidade Tecnológica de Michigan, nos EUA, descobriram que as gotículas em uma nuvem não são distribuídas uniformemente, e o modo como aglomerados de gotículas de água de diferentes tamanhos se distribuem dentro de cada nuvem afeta as propriedades da nuvem como um todo, incluindo a dispersão da luz e a rapidez com que a nuvem se transforma em chuva.

Isto é muito diferente do que dizem as teorias que fundamentam os modelos das nuvens usados nos estudos do clima.

"Os processos nas nuvens relevantes para as propriedades radiativas e de precipitação dependem do formato da distribuição do tamanho das gotículas. Observações holográficas recentes revelaram que as populações de gotículas não apresentam a mesma distribuição de tamanho em toda a sua extensão, mas formam regiões com distribuições características e propriedades microfísicas semelhantes," resumiu a equipe.

Este novo conhecimento mostra que as distribuições das gotículas por tamanho usadas nos modelos e nas simulações estão uniformes demais, afirmam Nithin Allwayin e seus colegas. E essa estrutura microfísica irreal pode estar levando as simulações de nuvens, e os modelos climáticos que as utilizam, a apresentarem resultados imprecisos.

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Estudar e simular a estrutura microfísica das gotículas nas nuvens está longe de ser uma tarefa fácil, mas isso é essencial para que os modelos deem resultados mais próximos da realidade.
[Imagem: Nithin Allwayin et al. - 10.1029/2025gl116021]

Gotículas, água e formação de chuva

Os pesquisadores comparam os novos dados observacionais sobre a estrutura microfísica das nuvens com os resultados de simulações de grandes vórtices de nuvens estratocúmulos. Em escalas convectivas, o modelo mostrou correlações intrigantes entre as características dos aglomerados de gotículas e a física geral das nuvens.

Por exemplo, regiões das nuvens dominadas por garoa tendem a ter gotas maiores, mas não necessariamente maior conteúdo total de água, e as regiões de corrente ascendente das nuvens tendem a ter gotas menores e uma distribuição de tamanho de gotículas mais estreita.

No entanto, em escalas espaciais maiores, as distribuições características do tamanho das gotículas nos modelos atuais ficam muito semelhantes em diferentes partes de uma nuvem. Isso diverge acentuadamente das observações, que mostram que as distribuições de tamanho variam em diferentes escalas, seguindo grandes vórtices dentro da nuvem.

Uma explicação possível é que o processo de arrastamento, no qual o ar mais seco é introduzido em uma nuvem e causa evaporação, não está corretamente integrado nos modelos, propõe a equipe, observando uma relação entre as observações das distribuições características do tamanho das gotículas e as taxas locais de arrastamento. Além disso, os modelos frequentemente assumem que as propriedades da camada limite, como fluxos de superfície e tipos de aerossóis, são uniformes em todas as nuvens, o que não parece ser verdade.

E este é só o começo do trabalho. A equipe sugere que as pesquisas agora devem se concentrar em compreender o papel dos gradientes horizontais nas concentrações das gotículas que compõem as nuvens.

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