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Origem do Aquecimento das Térmicas

Um dos fatores que contribuem para as características da convecção a baixos níveis é o tipo e distribuição dos geradores de térmicas. Nós podemos falar dos geradores de térmicas como aqueles lugares sobre os quais o ar perto do solo tende a se tornar mais quente que o ar na vizinhança. Este excesso de aquecimento do ar sobre um gerador de térmica depende da taxa na qual a temperatura do solo cresce e quanto tempo o ar permanece próximo a superfície, antes de ser carregado pelo vento.

Para uma dada intensidade da luz do sol, a taxa de crescimento da temperatura da superfície do solo é controlada por diversos fatores que incluem:

1. O ângulo de incidência da luz do sol: a taxa de aumento da temperatura das encostas voltadas para o sol irão crescer mais rápido que a superfície adjacente similar horizontal, sendo estas encostas freqüentemente eficientes geradoras de térmicas.

2. A falta de umidade na superfície: quanto mais úmido for a superfície, maior será a proporção de radiação gasta na evaporação da umidade, especialmente em ventos fortes.

3. A umidade contida no solo: Quanto mais úmido for o solo, maior será a proporção de calor absorvido pelo solo. Solos calcários drenam rapidamente e normalmente desenvolvem mais atividades térmicas que solos argilosos.

4. A natureza da superfície do solo: secas, rochosas ou arenosas são superfícies que se aquecem rapidamente porque sua condutividade é pequena e o calor não penetra fundo na superfície. Granito é lento para aquecer porque ele absorve calor, mas pela armazenagem deste calor ele permanece quente por mais tempo no final do dia.

5. A vegetação de cobertura: uma cobertura alta ou árvores densas irão interferir muito na insolação antes que esta atinja o solo, e normalmente uma grande parte do calor interceptado será usado na transpiração, que é evaporação da umidade da superfície das folhas retirada do solo pela planta. A quantidade de umidade evaporada desta maneira é bastante considerável.

Uma grande árvore transpira aproximadamente 3 Tons de água por dia. Durante períodos de seca, entretanto, a água contida no solo pode não ser suficiente para a adequada transpiração e algumas coberturas se tornam superaquecidas e murcham. Por outro lado, coberturas espessas e áreas com árvores tendem reter o calor por mais tempo e alguma vezes devolvem este calor no final do dia, enquanto solos descobertos já se esfriaram. Grande evaporação de uma grama recém cortada usa grande parte da insolação, mas quando cortada seca, forma um isolador térmico e barra a evaporação, melhorando assim sua perspectiva de tornar-se um gerador de térmica. Cobertura de feno também atua como um isolante térmico e uma barreira para a evaporação.

6. A perda de radiação solar incidente pela reflexão do solo: a capacidade da superfície de refletir calor é difícil, se não impossível ser estimada, mas é instrutivo comparar algumas medidas atuais relacionadas com alguns tipos de superfícies:

Vários tipos de cereais

5 – 15%

Floresta de coníferas 10 – 15%
Argila escura de cultivo 10 – 15%
Areia úmida 10 – 15%
Solo nú 10 – 20%
Terreno arado seco 10 – 25%
Areia seca 15 – 25%
Vários tipos de grama 15 – 40%
Deserto 15 – 40%
Neve ou gelo 40 – 90%

O tempo que o ar permanece perto da superfície de um determinado terreno ou um potencial gerador de térmica depende em geral da velocidade do vento e do efeito de proteção do local. O vento soprando através de plantas de um campo aquecido tem sua velocidade reduzida pela vegetação, e em um dia ensolarado a temperatura entre a folhagem da vegetação é muitas vezes aproximadamente 3 oC mais alta que no vento forte que sopra sobre a folhagem. Temperaturas na metade da tarde em uma plantação de batatas são às vezes 1 a 5 oC mais altas que a camada imediatamente superior, e isto indica provavelmente que, em dias ensolarados com ventos leves ou moderados, altas temperaturas são atingidas no nível das folhas das árvores em florestas.

Grupos de edifícios, cidades e o sotavento de grandes escarpas em locais montanhosos formam barreiras para o vento de larga escala, sendo que o último tipo denomina-se sombra de vento. Uma sombra de vento, todavia, é provavelmente um gerador de térmica, principalmente quando o lado de sotavento da escarpa é também o lado voltado para o sol. Edifícios e pequenas cidades são normalmente eficientes geradores de térmicas. Eles normalmente são secos, sua capacidade de reflexão é baixa, e eles usualmente tem algum aquecimento próprio. É necessário, porém, um pouco de imaginação para superar as dificuldades de prever a eficiência de um gerador de térmica. Por exemplo, nós podemos imaginar que uma vez que a capacidade de reflexão de terrenos arenosos é baixa, então, em ventos fracos, a exposição de dunas de areia de uma margem seca de um rio pode ser um bom gerador de térmica, mas com vento mais forte, o ar próximo ao solo não permanece sobre a areia o tempo suficiente para se aquecer. Além disso, evaporação, com seu grande consumo de calor solar, pode ser maior com ventos moderados, e é praticamente impossível predizer o quanto fraco tem que ser o vento para que os bancos de areia se tornem um eficiente gerador de térmicas em uma particular condição de tempo.

Para se ter outra ilustração, nós podemos imaginar que um terreno com trigo aquecido é provavelmente um melhor gerador de térmica que um terreno arado vizinho, mas se o trigo é úmido e se o vento é muito fraco, isto abre a dúvida se a temperatura do ar na vegetação úmida é maior ou menor que perto da superfície do solo arado. É claro, nós podemos teorizar a respeito dos efeitos combinados do terreno inclinado para o sol, superfícies secas, umidade do solo, transpiração, reflexão solar e vento ( sem falar os efeitos da irrigação ), mas desde que é praticamente impossível saber o quanto cada efeito se aplica em um local particular em uma determinada hora, qualquer teorização é completamente inconclusiva. Entretanto, este conhecimento inconclusivo não é motivo para pessimismo, ele simplesmente quer dizer que nós temos que ser ponderados ao formar noções preconcebidas de quando e onde procurar geradores de térmicas. Ao contrário, nós temos que estar atentos aos fatores que criam cada gerador de térmica e deixar a natureza revelar como estes fatores são combinados em ocasiões particulares. Então, se nós podemos deduzir as razões da eficiência, ou da baixa eficiência de um gerador de térmica aquecido, poderíamos ter melhor chance de prever onde encontrar a próxima.

Meteorology for Gliders Pilots do C.E.Wallington
Tradução: Dante Tagliari