umidade do ar é um dos elementos fundamentais da atmosfera e exerce influência direta sobre diversos fenômenos meteorológicos relevantes para a aviação. Ela representa a quantidade de vapor d’água presente no ar e está intimamente relacionada à formação de nuvens, precipitações, nevoeiros, tempestades e à ocorrência de fenômenos como gelo em voo e redução de visibilidade.
Na meteorologia aeronáutica, o estudo da umidade do ar é essencial para a correta interpretação das condições atmosféricas que afetam o desempenho das aeronaves, a segurança das operações e o planejamento de voo. Variações nos níveis de umidade influenciam processos como condensação, evaporação e estabilidade atmosférica, impactando diretamente o desenvolvimento de nuvens convectivas e estratiformes.
Compreender os conceitos de umidade absoluta, umidade relativa, ponto de orvalho e razão de mistura permite ao profissional da aviação analisar com maior precisão cartas meteorológicas, boletins METAR, TAF e SIGMET, além de antecipar situações potencialmente perigosas, como formação de nevoeiro, chuva intensa e gelo estrutural.
Dessa forma, o estudo da umidade do ar constitui uma base indispensável para a formação sólida em meteorologia aeronáutica, contribuindo para decisões operacionais mais seguras e eficientes no ambiente aéreo.
Mudanças de estado
A água existe na atmosfera em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. No estado sólido toma a forma de gelo, neve, granizo, granizo pequeno. Como líquido assume a forma de chuvisco, chuva, nuvens e nevoeiro e no estado gasoso é conhecida como vapor de água.
A passagem de um estado para outro ocorre devido às variações de temperatura e pressão. Quando a água líquida perde calor suficiente, ela se solidifica, transformando-se em gelo. Ao receber calor, o gelo sofre fusão e retorna ao estado líquido. Com o aquecimento contínuo, a água líquida passa para o estado gasoso por meio da vaporização ou ebulição, formando vapor d’água. O processo inverso também ocorre: o vapor, ao perder calor, condensa-se e volta ao estado líquido. Essas mudanças de estado são fundamentais para os processos atmosféricos e para o ciclo da água na natureza, influenciando diretamente a formação de nuvens, precipitações e fenômenos meteorológicos.
A umidade atmosférica é o resultado dinâmico da água transitando entre essas diferentes fases físicas, impulsionada por variações de temperatura e pressão.
Na passagem de estado: sólido —> líquido —> gasoso há absorção de calor e na passagem de estado gasoso —> líquido —> sólido há liberação de calor, na mesma quantidade. Este calor utilizado é denominado calor latente.
Esta propriedade da água é muito importante no controle da amplitude térmica do planeta Terra, não permitindo que a temperatura do ar suba muito durante o dia e nem baixe muito durante a noite.
A passagem do sólido para o gasoso como do gasoso para o sólido, denomina-se sublimação.
Ciclo hidrológico da água
O Ciclo da Água (ou Ciclo Hidrológico) é o movimento contínuo da água através do planeta, circulando entre a superfície, o solo e a atmosfera. É um sistema gigantesco movido pela energia solar e pela gravidade, essencial para regular o clima e sustentar a vida.
Aqui está uma explicação passo a passo de como esse processo funciona:
1. Evaporação e Transpiração
O calor do Sol aquece a água dos oceanos, rios e lagos, transformando-a de líquido para vapor (evaporação). Simultaneamente, as plantas e animais liberam água (pela respiração e transpiração) em um processo somado chamado evapotranspiração. Esse vapor, sendo mais leve que o ar, sobe para a atmosfera.
2. Condensação
À medida que o vapor de água sobe, ele encontra temperaturas mais baixas. O vapor resfria e volta ao estado líquido, formando minúsculas gotículas que se agrupam para criar as nuvens.
3. Precipitação
Quando as nuvens ficam saturadas e as gotas se tornam pesadas demais para serem sustentadas pelas correntes de ar, a água cai de volta à superfície. Dependendo da temperatura, isso ocorre na forma de chuva, neve ou granizo.
4. Infiltração e Escoamento
Ao chegar ao solo, a água pode seguir dois caminhos principais:
- Infiltração: A água penetra no solo, recarregando os lençóis freáticos e aquíferos (reservatórios subterrâneos).
- Escoamento Superficial: Se o solo estiver saturado ou impermeável, a água escorre pela superfície até encontrar rios, lagos e, eventualmente, retornar aos oceanos, reiniciando o ciclo.
O volume de água existente na Terra é praticamente constante. O nosso planeta funciona como um sistema fechado para a matéria. Isso significa que a água não “sai” para o espaço e nem nova água é criada do nada. A mesma água que existe hoje é a mesma que existia há milhões de anos.
Como isso é possível?
Graças ao Ciclo da Água. A água apenas muda de estado físico e de lugar, mas a quantidade total de moléculas H2O permanece praticamente a mesma.
Curiosidade: É muito provável que a água que você bebeu hoje já tenha passado pelo organismo de um dinossauro na Era Mesozoica!
Exceções Técnicas (O “quase” constante)
Para ser cientificamente rigoroso, existem perdas e ganhos minúsculos que não afetam o volume geral no nosso dia a dia:
Ganho: Meteoritos que entram na Terra podem conter pequenas quantidades de água.
Perda: Nas camadas mais altas da atmosfera, uma quantidade ínfima de moléculas de água pode ser quebrada pela radiação solar, e o hidrogênio leve pode escapar para o espaço.
Veja abaixo uma ilustração do ciclo da água.
Obs. Para a formação das nuvens é necessário: resfriamento, umidade elevada e núcleos de condensação que são partículas sólidas em suspensão, tais como: sal, fumaça, poeira, etc. Você verá isso mais a frente no estudo das nuvens.
Para que ocorra a precipitação é necessário que as gotas de água tenham peso suficiente para precipitarem, este peso é atingido pelo aumento de tamanho ou pela coalescência que nada mais é do que a junção de gotas que estão separadas.
Medida de umidade
Umidade relativa – é a quantidade de vapor de água no ar comparado com o máximo que ele consegue reter à mesma temperatura e é expressado em porcentagem variando de 0% a 100%. A umidade relativa é medida diretamente pelo higrômetro, indiretamente pelo psicrômetro e registrada pelo higrógrafo.
| Vapor de água | 0% | 1% | 2% | 3% | 4% |
| Umidade relativa | 0% | 25% | 50% | 75% | 100% |
Temperatura do ponto de orvalho
É definida como a temperatura de saturação do ar por resfriamento, sob pressão constante sendo medido indiretamente pelo psicrômetro; que é um conjunto de dois termômetros: bulbo seco e bulbo úmido.
A temperatura do ponto de orvalho é informada no código METAR/SPECI juntamente com a temperatura do ar. A comparação entre esses dois valores permite uma avaliação da umidade. Quanto mais próximos, ar mais úmido, quanto mais afastados o ar mais seco.
Ex:
- 25/15 – Temperatura do ar 25°C e ponto de orvalho 15°C (Ar seco).
- 20/20 – Temperatura do ar 20°C e ponto de orvalho 20°C (Ar saturado)
METAR SBKP 2110002 12008KT 5000 -DZ OVC015 20/18 Q1018
Na leitura desse metar podemos concluir que o ar está seco
Pode-se classificar a umidade em dois tipos:
Umidade absoluta – é a relação entre a massa do vapor de água contida no ar e o volume e, é expressa em gramas de vapor de água por metro cúbico de ar.
Umidade especifica – é a relação entre a massa do vapor de água e a massa do ar úmido e é expressa em gramas de vapor por quilograma de ar úmido.
Instrumentos
Para medir e registrar a umidade do ar, utilizamos instrumentos que variam desde mecanismos clássicos (analógicos) até sensores digitais modernos.
A principal distinção que você deve fazer é entre medir (ver o valor no momento) e registrar (guardar o histórico dos valores ao longo do tempo).
Aqui estão os principais instrumentos:
1. Para Medir (Leitura Instantânea)
2. Para Registrar (Histórico de Dados)
- Higrógrafo: É a versão “gravadora” do higrômetro. Em vez de apenas mover um ponteiro, o mecanismo move uma caneta sobre um tambor de papel que gira lentamente.
- Resultado: Ao final do dia ou da semana, você tem um gráfico em papel (higrograma) mostrando as oscilações da umidade. É muito tradicional em museus e estações meteorológicas antigas.
Hidrometeoros
Hidrometeoros são todos os fenômenos meteorológicos constituídos por partículas de água, em estado líquido ou sólido, que se encontram em suspensão na atmosfera ou que precipitam em direção à superfície terrestre.
Eles se formam a partir dos processos de condensação, deposição, congelamento e fusão do vapor d’água presente no ar e desempenham papel fundamental no tempo e no clima, sendo especialmente relevantes na meteorologia aeronáutica devido aos seus impactos operacionais.
Na aviação, os hidrometeoros merecem atenção especial, pois podem causar redução de visibilidade, formação de gelo em voo, turbulência associada a nuvens convectivas e impactos no desempenho das aeronaves, tornando seu estudo essencial para a segurança das operações aéreas.
Classificam-se em:
1 – Depositados:
São os hidrometeoros que se formam sobre uma superfície, podendo ser:
- Orvalho – gotículas de água que se formam pela condensação do vapor de água em contato com uma superfície resfriada pela radiação terrestre noturna.
- Geada – camada fina de gelo que se forma pela sublimação do vapor de água em contato com uma superfície resfriada pela radiação terrestre noturna. É evidente que a temperatura desta superfície deve estar a 0°C ou menos. Também tem origem pelo congelamento do orvalho.
2 – Em suspensão:
São os hidrometeoros que flutuam na atmosfera, tais como nuvem, nevoeiro e névoa-úmida. Este capítulo tratará apenas da névoa-úmida, os demais estão explicados em capítulo específico.
- Névoa-úmida – gotículas de água em suspensão, semelhante ao nevoeiro, com a diferença de que as gotas são mais dispersas e geralmente menores. Ocorre com umidade relativa de 80% ou mais e com visibilidade horizontal entre 1.000 e 5.000 metros, inclusive os extremos. A névoa-úmida difunde a cor azul-cinza.
3 – Precipitados:
Qualquer uma ou todas as formas de partículas de água, tanto líquidas como sólidas que caem das nuvens. O vapor de água na atmosfera, quando encontra núcleos de condensação (partículas de sal, de fumaça, borrifos de água do mar, etc) condensa-se ou mesmo sublima-se sobre eles e forma gotículas de água ou cristais de gelo. Com o movimento da atmosfera, estas gotículas ou cristais aumentam de tamanho pela maior quantidade de vapor de água ou pela união entre elas (coalescência), atingindo o peso para precipitarem.
A precipitação é classificada em tipo, intensidade e caráter
a) Tipos: líquidos e sólidos
Líquidos:
- Chuvisco – gotas de água com diâmetro menor que 0,5 mm, dando a impressão de flutuarem no ar. O chuvisco constitui-se no hidrometeoro precipitado que mais restringe a visibilidade horizontal.
- Chuva – gotas de água, visivelmente separadas e com diâmetro mínimo de 0,5 mm.
Sólidos:
- Neve – precipitação em forma de flocos. O processo assemelha-se ao da chuva e do chuvisco, ocorrendo apenas quando a temperatura está próxima de 0°C.
- Granizo pequeno – precipitação em forma de pedras que chegam à superfície com diâmetro inferior a 5 mm.
- Granizo – precipitação em forma de grãos de gelo que chegam ao solo com diâmetro igual ou maior que 5 mm.
b) intensidade – é o volume de água que cai na unidade de tempo. A intensidade é indicada nas informações meteorológicas através dos sinais de:
- – leve
- + forte
Sem qualquer sinal = moderada.
c) caráter – por caráter de precipitação, entende-se o aspecto de continuidade com que ela ocorre, podendo ser:
- Contínuo – quando a precipitação permanecer ininterrupta, pelo menos durante o período de uma hora consecutiva.
- Intermitente – quando ocorrer com pequenas interrupções.
- Pancada – quando a precipitação ocorrer em períodos de tempo muito curtos, porém com intensidade geralmente forte.
Instrumentos
A precipitação pode ser obtida por meio de pluviômetros e sua medida é dada em milímetros. Os registradores de precipitação são conhecidos como pluviógrafos. A distribuição geral da precipitação sobre uma dada região é representada por meio de linhas que ligam pontos de precipitações iguais, denominadas “isoietas“.
Litometeoros
Litometeoros são fenômenos meteorológicos formados por partículas sólidas secas, não aquosas, que se encontram em suspensão na atmosfera ou são transportadas pelo vento.
Essas partículas têm origem principalmente na superfície terrestre e são constituídas por materiais como poeira, areia, cinzas vulcânicas ou fumaça seca. Diferentemente dos hidrometeoros, os litometeoros não envolvem água em sua composição.
Na meteorologia aeronáutica, os litometeoros são de grande importância, pois podem provocar redução significativa da visibilidade, abrasão em superfícies da aeronave, contaminação de motores e riscos graves à segurança de voo, especialmente no caso de cinzas vulcânicas, que podem causar falhas de motor e danos aos sistemas da aeronave.
- Névoa seca – é constituída por grande concentração de partículas sólidas em suspensão na atmosfera. A névoa-seca difunde a cor vermelha.
- Fumaça – presença no ar de forma concentrada de minúsculas partículas resultantes da combustão incompleta. A fumaça difunde a cor azul.
- Poeira – presença no ar de partículas sólidas, como a argila e a terra em partículas muito finas. A poeira difunde a cor amarela.
A tabela a seguir ilustra os simbolos e abreviações para descodificação dos fenômenos meteorológicos nos diversos códigos meteorológicos e cartas.
Visibilidades
A visibilidade é definida como a maior distância na qual um objeto pode ser visto e identificado sem auxílio óptico. O grau de dificuldade para ver e identificar este objeto depende da transparência da atmosfera, que por sua vez depende do grau de impurezas presentes. Em verdade estas impurezas em suspensão difundem a luz, diminuindo a transmissividade.
Tipos de visibilidade
Para fins meteorológicos a visibilidade é classificada em:
a) Visibilidade horizontal: é observada num mesmo plano ao longo dos 360° em torno do ponto de observação (pista). A visibilidade horizontal é estimada através do conhecimento da distância entre pontos de referência e a estação de observação (carta de visibilidade). A visibilidade predominante é codificada no METAR, SPECI e TAF em metros com quatro algarismos e logo após o grupo de vento, obedecendo ao seguinte critério:
Inferior a 800 m, de 800 a 5.000 m, de 5.000 a 9.000 m, 10.000 m ou mais
Incrementos de 50 m. incrementos de 100 m. incrementos de 1.000 m. 9999
Ex: METAR SBFL 031200Z 20010KT 5000 BR SCT020 25/23 Q1018 (visibilidade horizontal de 5.000 metros)
b) Visibilidade vertical: distância máxima em que um observador, dentro das condições de céu obscurecido, possa ver na vertical.
Céu obscurecido é definido como sendo aquele em que o fenômeno redutor da visibilidade, prejudica no sentido horizontal e vertical.
A visibilidade vertical é codificada no METAR, SPECI e no TAF somente em condições de céu obscurecido, no campo destinado à nebulosidade, pelo grupo VV (visibilidade vertical).
Ex: METAR SBMT 311000Z 31004KT 0300 FG VV002 15/15 Q1023 (Visibilidade vertical de 200 pés)
c) Alcance visual na pista (AVP ou RVR): distância máxima ao longo de uma pista de pouso, medida através de visibilômetros e codificada no METAR/SPECI. Quando puder ser determinada é precedida da letra R, pelo número da pista e, para o caso de pistas paralelas, aquele número será seguido da letra L para a pista da esquerda, R para a pista da direita e C para a pista central.
Ex: SPECI SBSP 200915Z 12004KT 0350 R35/0400 R17/0300 FG OVC008 10/10 Q1020 (RVR na pista 35 de 400 metros e na pista 17 de 300 metros).
Durante a observação, se o alcance visual na pista estiver variando, o mesmo será seguido da letra U (que indica aumento), ou a letra D (que indica diminuição), ou ainda da letra N (quando não houver nenhuma variação).
Ex: R32/0900U
Se o alcance visual na pista for maior que 2.000 metros, o valor será precedido da letra P e se for menor que 50 metros, será precedido da letra M.
Ex: R19/p2000 (maior que 2.000 metros) R22/M0050 (menor que 50 metros)
O grau de visibilidade da atmosfera pode ser obtido de duas formas, como mostra abaixo:
Instrumento – medida pelo instrumento visibilômetros;
Visualmente – estimada com auxílio de cartas de visibilidade.
