Chuva drena a energia da atmosfera
Autor: Pankeka | Publicado: 2012-02-25T16:21:00-02:00












Chuva que cai aquece a atmosfera mais do que o esperado


Quando se trata de dissipação de energia na atmosfera, o humilde maneira socos gota de chuva acima de seu peso.&nbsp;Pesquisadores de os EUA têm demonstrado que a energia perdida na forma de calor pela queda de água líquida e partículas de gelo está a par com a energia que o vento perde ao atrito.&nbsp;A equipe sugere que com o aumento da precipitação esperada como resultado do aquecimento global, a energia afundado chuva poderia reduzir a quantidade disponível para gerar ventos.

Muitos físicos climáticos ver a atmosfera como uma máquina térmica gigante que dirige um ciclo de vento e água.&nbsp;O Sol aquece a superfície da Terra, criando a parte quente do motor com uma temperatura média de 288 K, ea atmosfera funciona levantando vapor de água para o lado frio do motor, cerca de 15 km com uma temperatura média de 255 K. Tomar ineficiências da atmosfera em consideração,&nbsp;Olivier Pauluis&nbsp;Universidade de Nova York e&nbsp;Juliana Dias&nbsp;da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, em Boulder, Colorado estimar o total de energia por unidade de área de superfície do motor a ser de 5 Wm&nbsp;-2&nbsp;.

O aumento do vapor de água, em seguida, resfria, se condensa e cai como água ou gelo.&nbsp;Sem abrandar a partir da atmosfera, a chuva iria cair no chão em algumas centenas de quilômetros por hora.&nbsp;"Você precisaria comprar um novo guarda-chuva", diz Pauluis.&nbsp;Felizmente, a atmosfera se dissipa mais do que a energia em microturbulence em torno das gotículas de água, mantendo a sua velocidade em alguns quilômetros por hora suaves poucos.


A par com o vento

Uma vez que a energia cinética não se acumula na atmosfera, Pauluis e Dias argumentam que o total de energia do motor de calor é mais ou menos a soma da taxa de perda de energia devido ao ar-sobre-ar atrito nos ventos mais a taxa de dissipação de energia a partir de a chuva.&nbsp;O vento sozinho é estimado para dispersar entre 1-5 Wm&nbsp;-2&nbsp;, eo par realizou a primeira análise para descobrir a dissipação devido à chuva.&nbsp;Encontrá-lo em cerca de 1,8 Wm&nbsp;-2&nbsp;, em média, eles mostraram que a perda de energia devido à precipitação é tão importante quanto a perda devido ao atrito com vento.

Erich Becker&nbsp;do Instituto Leibniz de Física Atmosférica em Kühlungsborn, Alemanha, chama o estudo "engenhosa".&nbsp;Para seu conhecimento, diz ele, "ninguém tenha pensado antes sobre esse aquecimento por atrito devido às chuvas".

Pauluis e Dias usou dados recolhidos pelos Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), um satélite que vê partículas de água e gelo saltando ondas de rádio fora deles.&nbsp;Parece menos seis camadas diferentes de céu - um pouco acima do chão e, em seguida, 2, 4, 6 10 e 15 km da superfície da Terra.&nbsp;As ondas refletidas dizem os pesquisadores do tamanho e concentração das gotas de chuva.&nbsp;O tamanho das gotículas indica a sua velocidade de queda livre máxima, que por sua vez dá a força de arrasto necessária para manter essa velocidade.&nbsp;Por factoring nas distâncias que as gotas de chuva caem, a dupla poderia trabalhar para fora a energia total dissipada pelo arrastar da precipitação.


Mais dissipação sobre continentes

Naturalmente, o local de energia perdida para a fricção chuvas está intimamente ligada à quantidade de precipitação que a região recebe, embora Pauluis diz que os padrões mostrou características interessantes.&nbsp;"Para ser preciso, há mais dissipação sobre os continentes do que sobre o oceano", diz ele, que é consistente com o fato de que a convecção é mais forte sobre os continentes, levando água a maiores alturas.

Os modelos climáticos prever que, como a temperatura da Terra sobe, a quantidade de precipitação ea altura a partir da qual ele cai aumentará também.&nbsp;Isto significa que a atmosfera iria gastar mais energia levantando vapor de água, e que poderia deixar menos energia para movimentar a circulação de ar ao redor do planeta, diz Pauluis.

Do ponto de vista de Becker, a contribuição fundamental do estudo de campo é que ele destaca fonte significativa de entropia, ou desordem, que antes era ignorado.&nbsp;A tendência da atmosfera de absorver e emitir calor de forma desigual - mais vem em regiões tropicais e folhas nos pólos - reduz a sua entropia.&nbsp;Parte do que a entropia é composta pela turbulência do vento, ele explica, mas a contribuição da chuva é igualmente importante e que faltava até agora.&nbsp;Embora nem Becker nem&nbsp;Dargan Frierson&nbsp;da Universidade de Washington, Seattle, acredito que este ajustamento aos modelos climáticos terão um grande impacto nas previsões de alterações climáticas, Becker diz: "É certamente vale a pena levar isso em conta."

Frierson em vez enfatiza o lado fundamental do resultado.&nbsp;Ele ressalta que o vapor de água representa apenas 1% da massa da atmosfera, enquanto a água líquida e partículas de gelo em nuvens são uma parte muito menor - mais parecido com 0,01%.&nbsp;"E acontece que apenas em torno de que a fração de partículas que caem líquidos e gelo, que é onde grande parte do atrito é dissipada na atmosfera", diz ele.&nbsp;"Isso, para mim, é bastante notável."

Esta pesquisa foi publicada na&nbsp;Ciência&nbsp;335&nbsp;953.&nbsp;