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ED 004

A nuvem sobre a sua cabeça pesa 500 toneladas

Um cúmulo comum carrega o peso de 100 elefantes em gotas que caem mais devagar do que o ar quente sobe.

Cúmulos de bom tempo com a base plana alinhada na mesma altura sobre um campo aberto.

Cúmulos de base reta numa tarde de sol

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Olhe pela janela num dia de céu azul e escolha uma nuvem branca de fundo reto. Ela parece algodão, parece espuma, parece a coisa mais leve que o mundo visível oferece.

A impressão vem de três atalhos que o olho usa para estimar peso. O que sobe é leve. O que fica parado no alto é leve. O que não tem contorno duro também deve ser. Balão sobe, fumaça sobe, pluma flutua.

A nuvem passa nos três testes ao mesmo tempo, e por essa razão quase ninguém desconfia dela.

Só que nuvem não é fumaça, e também não é vapor. Vapor de água é gás, e gás é invisível. Quando você enxerga a nuvem, a água já mudou de estado: são gotas líquidas, redondas, com massa, sujeitas à mesma gravidade que derruba uma pedra da mão.

Quem já ferveu água na chaleira viu a diferença sem prestar atenção. O trecho transparente logo na boca do bico é vapor de verdade. A nuvem branca que aparece um dedo acima já é água condensada, gotinha, líquido.

O ar também tem massa, e ninguém repara. Um quarto de dormir comum guarda uns sessenta quilos de ar, o peso de uma pessoa adulta parada no meio do cômodo.

A nuvem, porém, não é feita de ar. Ela é feita de água líquida suspensa dentro do ar, e água é cerca de mil vezes mais densa que o ar em volta dela.

Cada gota isolada pesa quase nada, tão pouco que nenhuma balança de cozinha registraria. O que muda o resultado é a quantidade, e a quantidade dentro de um cúmulo de tarde não cabe na intuição de ninguém.

Some tudo e o algodão do céu vira carga de caminhão. Vários caminhões. E ele continua lá em cima, sem pressa e sem nenhum motivo aparente para continuar parado.

A curiosidade de hoje é quanto pesa exatamente uma nuvem branca de tarde, por que uma carga desse tamanho não despenca na sua cabeça e o que precisa acontecer lá dentro para a água finalmente cair.

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I A Curiosidade do Dia

A cientista que pesou uma nuvem

Ninguém coloca uma nuvem numa balança. A conta se faz por fora, com o tamanho do bloco de ar e meio grama de água por metro cúbico, e o resultado chega a quinhentas toneladas.

A nuvem branca de fundo reto que aparece nas tardes de sol tem um formato teimosamente parecido em qualquer canto do planeta. O nome técnico é cúmulo de bom tempo, e o desenho é quase um cubo: mais ou menos um quilômetro de largura, um de profundidade e um de altura.

Um quilômetro cúbico é difícil de sentir no corpo. São mil metros de aresta, e um prédio de trezentos andares caberia em pé lá dentro.

Dentro desse bloco existe água líquida repartida em gotas. Aviões de pesquisa atravessam nuvem com sensor no nariz justamente para medir quanta. Um cúmulo comum entrega perto de meio grama de água líquida por metro cúbico, menos que o peso de um clipe de papel.

O resto é aritmética de escola. Um quilômetro cúbico tem um bilhão de metros cúbicos. Meio grama vezes um bilhão dá quinhentos milhões de gramas, ou quinhentas toneladas.

A conta virou cartão-postal da meteorologia pela mão de Peggy LeMone, pesquisadora do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica dos Estados Unidos, que a fez de cabeça para responder a uma pergunta de leitor sobre o peso das nuvens.

Quinhentas toneladas é o peso de cem elefantes africanos adultos. Cem elefantes suspensos a mil metros da sua cabeça, num dia que você descreveria como bonito e leve.

A vontade de arrumar o céu em categorias é antiga, e quem resolveu a bagunça foi um farmacêutico inglês que observava as nuvens de Londres por hobby.

"As nuvens são indicações visíveis tão boas da ação dessas causas quanto o semblante o é do estado da mente ou do corpo de uma pessoa." Luke Howard, On the Modifications of Clouds, 1803.

Howard batizou os tipos em 1803, com termos em latim que a meteorologia usa até hoje: cirro, cúmulo, estrato e nimbo. Antes dele cada observador inventava o próprio nome.

O cúmulo de bom tempo é o membro pequeno da família. Um cumulonimbo de tempestade sobe até doze quilômetros, guarda muito mais água por metro cúbico e passa fácil das centenas de milhares de toneladas.

Aqui entra o detalhe que desmonta o susto. Espalhe as quinhentas toneladas pelo quilômetro quadrado que a nuvem cobre e a água inteira vira meio milímetro de chuva. Uma garoa fraca de meia hora entrega mais.

O bloco também não é permanente. Um cúmulo de bom tempo vive entre dez e trinta minutos. A borda evapora, o miolo se refaz, e a nuvem das três da tarde quase não tem gota em comum com a que estava no mesmo lugar às duas e meia.

Peso e queda, porém, são coisas diferentes. Quinhentas toneladas paradas a mil metros de altura só fazem sentido quando você olha o tamanho de cada gota.

II A História Por Trás

Um milhão de gotas para um pingo só

A gota de nuvem tem cerca de dois centésimos de milímetro de diâmetro. Um fio de cabelo humano é três vezes mais grosso que ela.

Nesse tamanho, a briga entre peso e resistência do ar muda de dono. O peso cresce com o cubo do raio, e o atrito com o ar cresce apenas com o quadrado.

Corte o raio pela metade e a gota fica oito vezes mais leve, enquanto a superfície que enfrenta o ar cai só quatro. Quanto menor a gota, mais o ar manda nela.

O resultado é uma velocidade de queda ridícula. Uma gota de nuvem desce a mais ou menos um centímetro por segundo. Para vencer o quilômetro que separa a base da nuvem do chão, ela levaria mais de vinte e quatro horas de queda ininterrupta.

Só que ela não cai em ar parado. Debaixo do cúmulo existe uma corrente de ar quente subindo, a mesma que criou a nuvem, e que sobe a um ou dois metros por segundo.

A nuvem não desafia a gravidade. Cada gota está caindo o tempo inteiro, a um centímetro por segundo, dentro de uma coluna de ar que sobe cem vezes mais rápido do que ela desce.

Nenhuma dessas gotas apareceu do nada. Água pura, num ar realmente limpo, resiste a condensar mesmo com umidade acima do limite. Cada gota precisa de uma partícula sólida no centro para começar.

Quem provou o ponto foi o escocês John Aitken, na década de 1880, filtrando a poeira de uma câmara fechada e vendo a névoa se recusar a formar. No céu de verdade o núcleo é sal marinho, poeira do solo, fuligem ou grão de pólen.

Toda gota que embaça a sua janela tem, no meio dela, um caco microscópico de mundo.

A condensação sozinha faz a gota crescer até uns dois centésimos de milímetro e depois trava. Quanto maior a gota, maior a superfície que o mesmo vapor precisa cobrir, e o crescimento fica cada vez mais lento.

A partir daí a gota só engorda batendo em outra. As maiores caem um pouco mais rápido, alcançam as menores pelo caminho, colidem e se fundem. É um efeito bola de neve, e ele exige nuvem alta e tempo.

A distância entre gota de nuvem e pingo de chuva é maior do que parece. Um pingo de dois milímetros carrega a água de cerca de um milhão de gotas de nuvem.

Nas nuvens mais altas existe um atalho. O topo fica abaixo de zero grau, com cristais de gelo dividindo espaço com gotas que continuam líquidas mesmo assim. O gelo rouba o vapor das gotas vizinhas, cresce depressa e desaba.

O mecanismo leva o nome de Tor Bergeron, que o descreveu em 1935, e de Walter Findeisen, que o completou em 1938. Boa parte da chuva que molha a sua cabeça começou como floco de neve e derreteu no caminho.

Quando a gota chega a um milímetro, a conta se inverte. Ela passa a cair a quatro metros por segundo, e nenhuma corrente de cúmulo de bom tempo segura. Ross Gunn e Gilbert Kinzer mediram essas velocidades numa torre em 1949.

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III Pra Contar na Mesa

O fundo reto entrega a umidade do ar

Repare no fundo das nuvens brancas na próxima tarde de sol. Todas cortadas na mesma altura, como se alguém tivesse passado uma régua no céu.

O corte não é coincidência. A bolha de ar quente sobe e esfria cerca de um grau a cada cem metros. Numa certa altura ela atinge o ponto de orvalho, o vapor vira gota, e a nuvem começa exatamente ali.

Como o ar da região inteira tem quase a mesma umidade, todas as bolhas condensam na mesma altitude. O fundo reto é a linha onde o céu ficou saturado.

A altura dessa linha funciona como higrômetro grátis. Vale uns cento e vinte e cinco metros para cada grau de diferença entre a temperatura do ar e o ponto de orvalho.

Dia seco, nuvem alta e distante. Dia abafado, nuvem baixa, quase raspando o morro. Quando a linha chega ao chão, o nome muda para neblina, e você caminha dentro de uma nuvem sem sair da rua.

O branco tem explicação parecida. A gota é muito maior que o comprimento de onda da luz, então espalha todas as cores na mesma medida, e a soma de todas as cores é branco. Espuma de sabão e neve são brancas pelo mesmo motivo, feitas de material transparente.

O cinza da barriga da nuvem também engana. Não é sinal de mais água, é sinal de mais espessura: a luz entrou por cima e não conseguiu atravessar até embaixo.

Um cúmulo precisa de uns dois a três quilômetros de espessura para começar a produzir chuva. Antes disso a coalescência não tem distância suficiente para engordar as gotas.

1. Olhe o fundo. Todas as nuvens cortadas na mesma altura marcam o nível de condensação. Base baixa, colada no morro, é ar úmido, e ar úmido é matéria-prima de chuva.

2. Olhe o topo. Contorno de couve-flor, nítido e crescendo, é corrente de ar viva por baixo. Borda desfiada e macia é nuvem morrendo ou já congelada no alto.

3. Olhe a barriga. Cinza uniforme, sem textura, quer dizer espessura grande, e espessura grande é o que separa a nuvem bonita da nuvem que molha.

Um detalhe de pluviômetro fecha a conta. Um milímetro de chuva equivale a um litro de água por metro quadrado, e um milímetro sobre um quilômetro quadrado dá mil toneladas. A nuvem branca inteira, com suas quinhentas toneladas, não chega nem à metade desse volume.

"Que outro peso passa todo dia sobre a sua cabeça sem você levantar os olhos?"