Chuva congelante - Freezing rain

Chuva congelante é o nome dado à chuva mantida em temperaturas abaixo de zero pela massa de ar ambiente que causa o congelamento em contato com as superfícies. Ao contrário de uma mistura de chuva e neve ou pelotas de gelo , a chuva congelante é feita inteiramente de gotículas líquidas . As gotas de chuva ficam super-resfriadas ao passar por uma camada de ar sub-congelante centenas de metros acima do solo, e então congelam com o impacto em qualquer superfície que encontram, incluindo o solo, árvores, fios elétricos, aeronaves e automóveis. O gelo resultante, chamado de gelo glaze , pode se acumular até uma espessura de vários centímetros e cobrir todas as superfícies expostas. O código METAR para chuva congelante é FZRA .

Uma tempestade que produz uma espessura significativa de gelo glaceado devido à chuva congelante costuma ser chamada de tempestade de gelo . Embora essas tempestades não sejam particularmente violentas, a chuva congelante é conhecida por causar problemas de transporte nas estradas, quebrando galhos de árvores e derrubando cabos de energia com o peso do gelo acumulado. Linhas de energia cortadas causam quedas de energia nas áreas afetadas, enquanto o gelo acumulado também pode representar riscos elevados . Também é conhecido por ser extremamente perigoso para aeronaves, uma vez que o gelo pode efetivamente 'remodelar' a forma do aerofólio e das superfícies de controle de vôo . (Veja gelo atmosférico .)

Mecanismo

Diagrama de temperatura versus altura para diferentes tipos de precipitação . A linha vermelha mostra como a chuva congelante se forma, desde a neve até a camada quente e depois para o " estágio super-resfriado ".

A chuva congelante é frequentemente associada à aproximação de uma frente quente , quando o ar sub-congelante (temperaturas iguais ou abaixo do ponto de congelamento) fica preso nos níveis mais baixos da atmosfera enquanto o ar quente avança no alto. Isso acontece, por exemplo, quando um sistema de baixa pressão se move do Vale do Rio Mississippi em direção às Montanhas Apalaches e ao Vale do Rio São Lourenço da América do Norte durante a estação fria, com um forte sistema de alta pressão situado mais a leste. Essa configuração é conhecida como represamento de ar frio e é caracterizada por ar muito frio e seco na superfície dentro da região de alta pressão. O ar quente do Golfo do México costuma ser o combustível para o congelamento da precipitação.

A chuva congelante se desenvolve quando a neve que cai encontra uma camada de ar quente no alto, normalmente em torno do nível de 800 mbar (800 hPa ), fazendo com que a neve derreta e se transforme em chuva. À medida que a chuva continua a cair, ela passa por uma camada de ar sub-congelante logo acima da superfície e esfria a uma temperatura abaixo de zero (0 ° C ou 32 ° F). Se esta camada de ar sub-congelante for suficientemente profunda, as gotas de chuva podem ter tempo para congelar em pelotas de gelo (granizo) antes de atingir o solo. No entanto, se a camada de ar subcongelante na superfície for muito rasa, as gotas de chuva que caem por ela não terão tempo de congelar e atingirão o solo como chuva super-resfriada . Quando essas gotas super-resfriadas entram em contato com o solo, linhas de energia, galhos de árvores, aeronaves ou qualquer coisa abaixo de 0 ° C (32 ° F), uma parte das gotas congela instantaneamente, formando uma fina película de gelo, portanto, chuva congelante. O processo físico específico pelo qual isso ocorre é chamado de nucleação .

Observações

Ecos a 1,5 km (0,93 mi) de altitude no topo com forte contaminação da faixa brilhante (amarelos). O corte vertical na parte inferior mostra que esse forte retorno está apenas acima do solo (Fonte: Environment Canada ).

As observações de superfície por estações automáticas ou tripuladas são a única confirmação direta de chuva congelante. Nunca se pode ver chuva congelante direta, chuva ou neve em radares meteorológicos , Doppler ou convencionais. No entanto, é possível estimar a área coberta por chuva congelante com radares indiretamente.

A intensidade dos ecos do radar ( refletividade ) é proporcional à forma (água ou gelo) da precipitação e seu diâmetro. Na verdade, a chuva tem um poder reflexivo muito maior do que a neve, mas seu diâmetro é muito menor. Portanto, a refletividade da chuva proveniente da neve derretida é apenas ligeiramente maior. Porém, na camada onde a neve está derretendo, os flocos úmidos ainda têm um grande diâmetro e são revestidos de água, então o retorno ao radar é muito mais forte.

A presença desta faixa brilhante indica que existe uma camada quente acima do solo onde a neve derrete. Isso pode estar produzindo chuva no solo ou a possibilidade de chuva congelante se a temperatura estiver abaixo de zero. Este artefato pode ser localizado, como na imagem à esquerda, com um corte transversal através dos dados do radar. A altura e a inclinação da faixa brilhante fornecem pistas sobre a extensão da região onde ocorre o derretimento. Então, é possível associar essa pista com observações de superfície e previsão de modelos numéricos para produzir resultados como os vistos em programas meteorológicos de televisão que dividem os ecos do radar em chuva, precipitação mista e neve.

Efeitos

Ao nível do solo

A chuva congelante geralmente causa grandes cortes de energia, formando gelo de cobertura. Quando a chuva congelante ou garoa é leve e não prolongada, o gelo formado é fino e geralmente causa apenas pequenos danos (livrando as árvores de seus galhos mortos, etc.). Quando grandes quantidades se acumulam, no entanto, é um dos tipos mais perigosos de perigo de inverno. Quando a camada de gelo excede aproximadamente 6,4 mm (0,25 pol.), Os galhos das árvores com galhos fortemente revestidos de gelo podem quebrar sob o enorme peso e cair nas linhas de força. Condições de vento e relâmpagos , quando presentes, irão agravar os danos. As linhas de energia revestidas com gelo tornam-se extremamente pesadas, causando a quebra de postes de suporte, isoladores e linhas. O gelo que se forma nas estradas torna a viagem do veículo perigosa. Ao contrário da neve, o gelo úmido quase não oferece tração e os veículos escorregam mesmo em encostas suaves. Como a chuva congelante não atinge o solo como uma bolinha de gelo (chamada de "granizo"), mas ainda como uma gota de chuva, ela se adapta ao formato do solo ou de um objeto como um galho de árvore ou um carro. Isso forma uma espessa camada de gelo , geralmente chamada de "esmalte".

A chuva congelante e o gelo glaceado em grande escala são chamados de tempestade de gelo . Os efeitos nas plantas podem ser graves, pois não suportam o peso do gelo. As árvores podem quebrar porque ficam dormentes e frágeis durante o inverno. Os pinheiros também são vítimas de tempestades de gelo, pois suas agulhas pegam o gelo, mas não são capazes de suportar o peso. Em fevereiro de 1994, uma forte tempestade de gelo causou mais de US $ 1 bilhão em danos no sul dos Estados Unidos, principalmente no Mississippi, Tennessee, Alabama e no oeste da Carolina do Norte, especialmente nos Apalaches. Uma tempestade de gelo particularmente severa atingiu o leste do Canadá e partes do norte de Nova York e Nova Inglaterra na tempestade de gelo da América do Norte em 1998 .

Aeronave

Gelo congelando na asa da aeronave

A chuva congelante é considerada um perigo extremo para as aeronaves, pois causa congelamento estrutural muito rápido , congelando os componentes necessários. A maioria dos helicópteros e aviões pequenos não possui o equipamento de degelo necessário para voar sob chuva congelante de qualquer intensidade, e a chuva congelante pesada pode sobrecarregar até mesmo os sistemas de degelo mais sofisticados em aviões grandes. O gelo pode aumentar o peso de uma aeronave, mas normalmente não o suficiente para causar um perigo. O principal perigo vem do gelo mudando a forma de seus aerofólios . Isso reduzirá a sustentação e aumentará o arrasto . Todos os três fatores aumentam a velocidade de estol e reduzem o desempenho da aeronave, tornando muito difícil subir ou mesmo manter a altitude nivelada.

Uma aeronave pode mais facilmente evitar a chuva congelante movendo-se para um ar mais quente. Na maioria das condições, isso exigiria que a aeronave descesse, o que normalmente é feito com segurança e facilidade, mesmo com um acúmulo moderado de gelo estrutural. No entanto, a chuva congelante é acompanhada por uma inversão de temperatura no alto, o que significa que as aeronaves precisam subir para se mover para um ar mais quente, o que é uma tarefa potencialmente difícil e perigosa, mesmo com um pequeno acúmulo de gelo.

Por exemplo, em 1994, American Eagle vôo 4184 encontrou tráfego aéreo pesado e mau tempo que adiou a chegada deste vôo no Chicago 's Aeroporto Internacional O'Hare , onde era para ter desembarcado em rota de Indianapolis, Indiana . O ATR-72, um turboélice bimotor que transportava 68 pessoas, entrou em um padrão de espera 105 km ou 65 milhas a sudeste de O'Hare. Conforme o avião circulava, gotículas de nuvens super-resfriadas, chuva congelante ou garoa congelante formavam uma crista de gelo na superfície superior de suas asas, eventualmente fazendo com que o piloto automático da aeronave se desconectasse repentinamente e os pilotos perdessem o controle. O ATR se desintegrou no impacto com um campo abaixo; todos os passageiros e tripulantes foram mortos.

Veja também

Referências

links externos