Vento

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Ao longo da civilização humana, o vento inspirou a mitologia, influenciou eventos históricos e guerras, impulsionou meios de transporte e proporcionou uma fonte de energia para o trabalho mecânico, eletricidade e recreação..

Vento é o fluxo de gases em grande escala. Na superfície da Terra, o vento consiste no movimento de ar em grande quantidade. No espaço sideral, o vento solar é o movimento de gases e partículas carregadas emitidas pelo Sol através do espaço, enquanto que o vento planetário é a desgaseificação de elementos químicos leves a partir da atmosfera de um planeta em direção ao espaço. Os ventos são geralmente classificados de acordo com a sua escala, rapidez, tipos de forças que os provocam, regiões em que ocorrem e com o seu efeito. Os ventos de maior intensidade observados no sistema solar ocorrem em Neptuno e Saturno. Os ventos têm várias características, entre as quais a sua velocidade, a densidade dos gases envolvidos e a sua energia eólica.

Em meteorologia, os ventos são muitas vezes mencionados de acordo com a sua intensidade e direção em que se movimentam. Os ventos súbitos de curta duração e elevada velocidade são denominados rajadas. Os ventos fortes de duração intermédia (cerca de um minuto) são denominados borrasca ou lufada. Os ventos de longa duração têm vários nomes de acordo com a sua intensidade média, como brisa, vento forte, ventania, tempestade ou furacão. O vento ocorre em diferentes escalas, desde grandes correntes de tempestade que duram dezenas de minutos, até brisas localizadas geradas pelo aquecimento da massa terrestre que duram algumas horas, até ventos globais que resultam das diferenças de absorção da energia solar entre as diferentes regiões climatéricas da Terra. As duas principais causas da circulação atmosférica de grande escala são as diferenças de temperatura entre o equador e os polos e a rotação do planeta, ou força de Coriolis. Nos trópicos, a circulação de depressões térmicas sobre o terreno e os grandes planaltos podem criar fenómenos de monção. Nas regiões costeiras, o ciclo entre a brisa marítima e terrestre pode criar ventos locais. Em áreas de relevo acentuado, os ventos podem ser dominados pelas brizas de montanha e de vale.

Ao longo da civilização humana, o vento inspirou a mitologia, influenciou eventos históricos e guerras, impulsionou meios de transporte e proporcionou uma fonte de energia para o trabalho mecânico, eletricidade e recreação. O vento impulsionou a Era das Descobertas e as grandes viagens marítimas pelos oceanos. Os balões de ar quente utilizam o vento para deslocações curtas, enquanto as aeronaves tiram dele partido para reduzir o consumo de combustível. Em muitas regiões, os ventos dominantes têm vários nomes locais devido aos seu impacto significativo no quotidiano.

Os ventos são capazes de transformar a superfície terrestre através de erosão e sedimentação eólica, dando origem a solos férteis para a agricultura. O vento é capaz de transportar ao longo de grandes distâncias a poeira dos grandes desertos e as sementes de várias plantas, o que é fundamental para a sobrevivência de algumas espécies e das populações de insetos. O vento também influencia a propagação de incêncios florestais. Quando associado a baixas temperaturas, o vento tem um impacto negativo no gado, afetando as reservas alimentares e as estratégias de caça e defesa dos animais. As áreas de cisalhamento de vento provocadas pelos fenómenos meteorológicos podem provocar situações perigosas para a aviação e os ventos fortes podem destruir ou danificar árvores e estruturas.

Circulação atmosférica[editar | editar código-fonte]

O vento é causado por diferenças na pressão atmosférica. Quando existe uma diferença na pressão atmosférica, o ar desloca-se da área de maior pressão para a área de menor pressão, o que cria ventos de diferentes velocidades. Uma vez que a Terra se encontra em rotação o ar é também deslocado pela força de Coriolis, exceto exatamente na linha do equador. Em termos globais, os dois principais fatores dos padrões de vento em grande escala (a circulação atmosférica) são a diferença de temperatura entre o equador e os polos (a diferença de absorção de energia solar que provoca forças de impulsão) e a rotação do planeta. Fora dos trópicos e nas camadas superiores da atmosfera, os ventos de grande escala tendem a aproximar-se do equilíbrio geostrófico. Perto da superfície terrestre, o atrito faz diminuir a velocidade do vento e faz com que os ventos soprem mais para o interior das áreas de baixas pressões.[1] Uma teoria nova e controversa sugere que os gradientes atmosféricos são causados pela condensação de água induzida pelas florestas, o que provoca um ciclo de retroalimentação positiva em que as florestas atraem ar húmido a partir da costa marítima.[2]

Ventos constantes[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Vento dominante

Os alísios sopram de este e dominam as correntes que atravessam os polos e os trópicos da Terra. Os contralísios sopram de oeste e dominam as latitudes intermédias, entre os 35 e 60 graus. Os ventos são menos intensos perto da latitude da crista subtropical, onde a humidade relativa da massa de ar é menor. Os ventos mais intensos sopram nas latitudes intermédias, onde o ar frio polar se encontra com o ar quente tropical.[3]

Alísios[editar | editar código-fonte]

Ver artigos principais: Alísios e Célula de Hadley
Esquema da circulação atmosférica geral da Terra, dividida em três grandes células em cada hemisfério: a célula de Hadley, entre os 0 e 30º de latitude e onde ocorrem os ventos alísios; a célula de Ferrel, entre os 30 e 60º de latitude e onde ocorrem os ventos do oeste; e a célula polar, acima dos 60º onde ocorrem os ventos polares de este.

Os ventos alísios são os ventos predominantes nos trópicos. Estes ventos deslocam-se nas camadas inferiores da troposfera junto à superfície terrestre.[4] Os alísios sopram predominantemente a partir de nordeste no hemisfério Norte e de sudeste no hemisfério Sul, das regiões tropicais em direção ao equador, e são mais fortes durante o inverno.[5] Estes ventos orientam a deslocação dos furacões tropicais que se formam nos oceanos Atlântico, Pacífico e Índico e se dirigem, respetivamente, para a América do Norte, Sudeste Asiático e África Ocidental. Transportam também a poeira dos desertos africanos através do Atlântico em direção ao mar das Caraíbas e parte da América do Norte.[6] [7] No esquema de circulação de ar da célula de Hadley, os Alísios próximos da superfície sopram em direção ao equador, enquanto que os ventos por cima deles sopram em direção aos pólos. Estes ventos denominam-se contra-alísios e situam-se a mais de 3000 m de altura.[8]

Os alísios do norte e do sul encontram-se numa zona envolvente ao equador denominada zona de convergência intertropical.[9] Quando está situada numa região de monção, esta zona de baixas pressões e convergência de ventos denomina-se cavado de monção.[10] Em ambos os hemisférios, por volta dos 30º de latitude o ar começa a descer em direção à superfície. Estas zonas são denominadas altas subtropicais. O ar que desce é relativamente seco porque, à medida que desce, a temperatura aumenta mas a humidade absoluta mantém-se constante, o que reduz a humidade relativa da massa de ar.[11] À medida que atravessam as regiões tropicais em direção ao equador e recebem cada vez mais radiação solar direta, a massa de ar dos alísios vai ficando progressivamente mais quente. Os ventos que se formam sobre os continentes são mais secos e quentes do que os que se formam sobre os oceanos.[12] A única região na Terra onde não ocorrem ventos alísios é no norte do oceano Índico.[13]

Ventos do oeste[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Ventos do oeste
Ventos dominantes na atmosfera terrestre. A amarelo: os alísios, que sopram de este e dominam as regiões tropicais. A azul: os contralísios, dominantes nas latitudes intermédias, entre os 35 e 65 graus.

Os ventos do oeste são os ventos dominantes nas latitudes intermédias, entre os 35 e 65 graus de latitude.[14] [15] No hemisfério norte, estes ventos sopram predominantemente a partir de sudoeste em direção ao equador, enquanto no hemisfério sul sopram predominantemente a partir de noroeste, também em direção ao equador.[5] São mais fortes durante o inverno, quando a pressão atmosférica nos polos é menor, e mais fracos durante o verão, quando a pressão nos polos é maior.[16] Esta variação de intensidade deve-se ao ciclone polar. No inverno, à medida que a pressão atmosférica nos polos vai diminuindo e o ciclone atinge a sua intensidade máxima, os ventos de oeste aumentam de intensidade. À medida que o ciclone fica mais fraco durante o verão, os ventos de oeste diminuem também de intensidade.[17] Este aumento de velocidade dos ventos de oeste provoca a subida da temperatura nas latitudes intermédias. Quando a pressão é menor, o ar fresco dos polos desloca-se em direção ao equador, o que arrefece as latitudes intermédias.[18] Os ventos do oeste podem ser especialmente fortes no hemisfério sul, onde a menor quantidade de massa terrestre amplifica o fluxo de ar. Os ventos mais fortes nas latitudes intermédias situam-se nas proximidades de uma faixa conhecida como Roaring Forties, entre os 40 e 50 graus de latitude a sul do equador.[19]

Os ventos do oeste têm um papel importante ao transportar os ventos e águas quentes equatoriais para as costas ocidentais dos continentes e em direção às regiões polares.[20] [21] Devido aos ventos persistentes de oeste, nas fronteiras polares das altas subtropicais do Atlântico e do Pacífico as correntes oceânicas são conduzidas de forma semelhante em ambos os hemisférios. Devido à diferença de força entre os ventos de oeste nos dois hemisférios, as correntes oceânicas do hemisfério norte são mais fracas do que as do hemisfério sul.[22] Em conjunto com os alísios, os ventos do oeste abriram aos veleiros as rotas de navegação dos oceanos Atlântico e Pacífico, ao criar, em ambos os hemisférios, fortes correntes de limite nas margens dos oceanos.[23]

Ventos polares de este[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Célula polar

Os ventos polares ocorrem nas células polares e são ventos prevalentes frios e secos que sopram dos planaltos polares norte e sul em direção às regiões de baixa pressão nas latitudes dos ventos do oeste. Ao contrário dos ventos do oeste, estes ventos prevalentes sopram de este em direção a oeste e são muitas vezes fracos e irregulares.[24] Devido ao menor ângulo de incidência solar, o ar frio acumula-se nos polos e cria áreas de elevada pressão na superfície, o que força o ar a deslocar-se em direção ao equador.[25]

Ventos periódicos[editar | editar código-fonte]

As brisas e as monções são ventos periódicos que sopram alternadamente numa direção e na direção inversa. Este tipo de ventos forma-se devido às diferenças entre o aquecimento dos oceanos e dos continentes.[8]

Monção[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Monção
Aproximação de nuvens de monção na Índia. As monções são ventos periódicos que, na estação quente, sopram do mar em direção a terra e provocam o aumento significativo da quantidade de chuva.

Uma monção é um vento periódico acompanhado por alterações de precipitação que, na estação quente, sopra do mar em direção a terra – monção marítima, húmida e chuvosa – e, na estação fria, sopra de terra em direção ao mar – monção terrestre e seca.[26] Estes ventos têm a duração de vários meses e são causados pelo aquecimento assimétrico entre a terra e o mar.[27] [28] Na maior parte das monções da estação quente, os ventos dominantes sopram de oeste e têm tendência a subir e provocar quantidades significativas de chuva, devido à condensação de vapor no ar em ascensão. No entanto, a intensidade e duração das chuvas não é uniforme de ano para ano. Por outro lado, nas monções de inverno os ventos dominantes sopram de este e têm tendência a divergir, diminuir de intensidade e provocar secas.[29]

Os principais sistemas de monção no mundo são as monções africana, asiática e australiana.[30] O termo foi inicialmente usado na Índia, Bangladeche, Paquistão e países vizinhos para descrever os grandes ventos sazonais que sopravam de sudoeste a partir do Oceano Índico e do Mar Arábico e que levavam chuva intensa para a região.[31] A progressão das monções em direção aos polos é acelerada pelo desenvolvimento de uma depressão térmica nos continentes asiático, africano e norte-americano durante os meses de maio a julho, e no continente australiano em dezembro.[32] [33] [34]

Brisa costeira[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Brisa
Regime de brisa nas regiões costeiras: durante o dia, o sol aquece o mar mais lentamente do que a terra, fazendo com que o ar fresco se desloque em direção a terra.

Em regiões costeiras, as brisas marítimas e terrestres podem influenciar significativamente os ventos dominantes de determinada localidade. Como a água tem maior capacidade térmica do que a terra, o sol aquece o mar mais lentamente do que o terreno da costa.[35] À medida que a temperatura da superfície do terreno aumenta, o ar por cima dela é aquecido através de condução térmica. Este ar quente é menos denso do que a envolvente, o que faz com que suba. Isto causa um gradiente de pressão de cerca de 2 milibars entre o oceano e a terra. O ar fresco por cima do mar, que agora tem maior pressão, desloca-se em direção a terra, o que cria uma brisa fresca junto à costa. Quando os ventos de grande escala estão calmos, a força da brisa marítima é diretamente proporcional à diferença entre de temperatura entre a terra e o mar. No entanto, se existir vento costeiro superior a 8 nós (15 km/h) é pouco provável que se forme uma brisa marítima.[36]

Durante a noite a terra arrefece mais rapidamente do que o mar devido às diferenças de capacidade térmica. Esta alteração na temperatura faz com que a brisa marítima diurna se dissipe. Quando a temperatura do ar em terra se torna menor que a do mar e, consequentemente, a pressão atmosférica no mar se torna menor do que a da terra, forma-se uma brisa terrestre, desde que não existam ventos que a ela se oponham.[36]

Ventos locais[editar | editar código-fonte]

Principais ventos locais no mundo. Os ventos locais são criados por condicionantes no terreno ou relevo de montanha.

Os ventos locais são bastante influenciados pelos elementos de paisagem de superfície, principalmente pelo relevo, florestas, bosques, savanas e edifícios. As árvores têm impacto direto nos ventos e na turbulência do ar, e indireto na deposição de poeiras, na temperatura, na evaporação, na mistura da coluna de ar e na regularidade do vento, o que é determinante, por exemplo, para a instalação de parques eólicos.[37] As florestas e os desertos podem diminuir ou aumentar, respetivamente, a velocidade do vento entre 5 e 15%.[38]

Na ocorrência de nuvens convectivas, como acontece nas trovoadas, não é a diferença de pressão que determina a direção do vento, mas sim a instabilidade do ar. A precipitação e a injeção de ar frio e seco nos níveis intermédios fazem com que as nuvens sejam pressionadas em direção ao solo, o que cria ventos descendentes que formam frentes localizadas de rajada.[39] .

Ventos de montanha[editar | editar código-fonte]

Esquema das ondas de montanha. O vento que sopra em direção a uma montanha produz uma primeira oscilação (A). A segunda onda dá-se mais longe e mais alto. No topo das ondas formam-se nuvens lenticulares.

Em terrenos de elevada altitude, o aquecimento do terreno é superior ao do ar envolvente à mesma altitude, o que cria uma depressão térmica sobre o terreno.[40] [41] Em áreas de topografia acidentada, a circulação de vento entre a montanha e o vale é o fator que mais contribui para os ventos prevalentes. As colinas e os vales distorcem substancialmente o fluxo de ar, ao aumentar o atrito entre a atmosfera e a terra. Bloqueado pelas montanhas, o vento é defletido paralelamente à topografia, criando uma corrente de jato. Esta corrente é capaz de aumentar a força de ventos fracos até 45%.[42] A geometria do relevo também altera a direção do vento.[43]

Quando existe um passo na cadeia montanhosa, os ventos atravessam-no a uma velocidade considerável devido ao Princípio de Bernoulli, que descreve a relação inversa entre velocidade e pressão. Depois de o atravessar, a corrente de ar pode continuar turbolenta e errática à medida que desce até terreno plano. Estas condições constituem um perigo para as aeronaves que atterram ou descolam.[43] Estes ventos frescos que aceleram por entre os passos de montanha têm vários nomes regionais, como o bora, tramontana ou mistral. Quando estes ventos sopram sobre o mar, aumentam a agitação das camadas superiores, o que transporta as águas ricas em nutrientes para a superfície e potencia a vida marinha.[44]

Em regiões montanhosas, a intensidade da distorção local da corrente de ar é maior. O terreno irregular produz torbulência e padrões de correntes imprevisíveis, como as ondas estacionárias, que podem ser sobrepostas por nuvens lenticulares. À medida que o ar se desloca sobre montanhas e velas, formam-se fortes correntes ascendentes e descendentes e turbilhões. A precipitação orográfica geralmente ocorre no lado da montanha exposto ao vento. É causada pelo aumento em larga escala do movimento do ar húmido em circulação do lado de onde sopra o vento, o que provoca o arrefecimento adiabático e condensação dessa humidade. Nas regiões montanhosas sujeitas a ventos frequentes, geralmente o lado exposto ao vento apresenta um clima mais húmido em relação ao lado abrigado do vento, um fenómeno que se denomina sombra de chuva.[45] Os ventos descendentes, como o Föhn, são quentes e secos.[46]

Influência na natureza[editar | editar código-fonte]

Deslocação pelo vento de poeira do deserto do Sara através do mar Vermelho.

Em climas áridos, a principal fonte de erosão é o vento.[47] A circulação geral da atmosfera transporta particulas de poeira de pequena dimensão sobre os oceanos e ao longo de milhares de quilómetros em relação à sua origem.[48] Os insetos migratórios são transportados pelos ventos predominantes,[49] enquanto que as aves tiram partido das condições do vento de modo a voar ou planar.[50]

O vento tem também influência nos incêndios florestais. Durante o dia, a menor humidade, a maior temperatura e a maior velocidade do vento fazem com que a madeira arda a maior velocidade.[51] A radiação solar aquece o solo, criando correntes de ar em direção ao topo da montanha. Quando anoitece e o solo arrefece, as correntes mudam de sentido em direção ao sopé. Os incêndios são condicionados por estes ventos e muitas vezes deslocam-se acompanhando as corresntes de ar pelas montanhas e pelos vales.[52]

Erosão[editar | editar código-fonte]

Formação rochosa no planalto andino da Bolívia, esculpida pela erosão do vento.
Ver artigo principal: Erosão eólica

A erosão pode ser o resultado da movimentação de materiais provocada pelo vento. Existem dois processos principais. Em primeiro, o vento provoca o levantamento de pequenas partículas ou detritos rochosos que são transportados para outra região. Isto é denominado deflação. Em segundo, estas partículas em suspensão podem embater contra objetos sólidos, o que causa erosão através de abrasão. A erosão eólica ocorre geralmente em áreas com pouca ou nenhuma vegetação e, na maior parte dos casos, em áreas onde a pluviosidade é insuficiente para permitir vegetação. Por exemplo, na formação de dunas de areia numa praia ou no deserto.[53]

Existem várias denominações locais para os ventos associados com as tempestades de areia e de poeira. O vento Calima transporta poeira do deserto do Sara para as ilhas Canárias.[54] O harmatão transporta poeira durante o inverno para o golfo da Guiné.[55] O siroco transporta poeira do norte de África para o sul da Europa devido ao movimento dos ciclones extratropicais ao longo do mar Mediterrâneo.[56] O khamsin é um vento provocado pelos sistemas de tempestade primaveris em movimento na parte oriental do Mediterrâno, que fazem com que a poeira se desloque através do Egito e da península arábica.[57] O shamal é provocado por frentes frias que levantam poeira para a atmosfera durante vários dias consecutivos e que afetam vários países do golfo pérsico.[58]

Os sedimentos fluviais transportados pelo vento dão origem a depósitos de um sedimento fino denominado loesse.[59] É um inerte homogéneo, geralmente sem estratificação, poroso, friável, muitas vezes calcário, fino, limoso e de tom amarelado.[60] Este sedimento geralmente ocorre na forma de um manto de grande dimensão que cobre áreas de centenas de quilómetros quadrados e dezenas de metros de espessura, frequentemente em encostas verticais ou de grande inclinação.[61] O loesse tende a desenvolver-se em solos ricos. Sob condições climatéricas favoráveis, as áreas de loesse estão entre as mais férteis no mundo para a prática de agricultura.[62] Uma vez que os depósitos de loesse são geologicamente instáveis por natureza e sofrem erosão muito rapidamente, é frequente os agricultores plantarem elementos de resistência à ação do vento, como árvores.[47]

Influência nas plantas[editar | editar código-fonte]

Muitas plantas, como o epilóbio-eriçado, dependem da ação do vento para propagar as suas sementes.
Nas florestas, o derrube de árvores pelo vento cria aberturas no dossel e aumenta a intensidade de luz solar no sub-bosque.

A dispersão de sementes pelo vento (anemocoria) é uma das principais formas de disseminação de sementes. A dispersão pelo vento pode assumir uma de duas formas básicas: as sementes podem ser transportadas pela brisa ou, em alternativa, podem flutuar suavemente até ao solo.[63] Os exemplos clássicos destes mecanismos de dispersão são o dente-de-leão, que têm um papilho anexo às sementes e pode ser transportado ao longo de grandes distâncias, e o ácer, cujas sementes têm asas e flutuam até ao solo. Uma das desvantagens da dispersão pelo vento é que exige uma produção de sementes abundante para maximizar a probabilidade de uma semente aterrar num local adequado à germinação. Este mecanismo de dispersão apresenta também algumas desvantagens evolutivas. Por exemplo, as asteraceae em ilhas tendem a apresentar menor capacidade de dispersão (maior massa da semente e menor papilho) em relação à mesma espécie no continente.[64] O uso do vento como mecanismo de dispersão é comum entre muitas espécies daninhas ou ruderais. A anemofilia é um processo similar à anemocoria, com a diferença de ser o pólen a ser disperso pelo vento. Uma grande quantidade de famílias de plantas são dispersas desta forma, que é preerida quando os indivíduos das espécies de plantas dominantes se encontram concentrados em pouco espaço.[65]

O vento também limita o crescimento das árvores. Em regiões costeiras e montanhas isoladas, a linha de árvores encontra-se muitas vezes a uma altitude muito inferior do que em sistemas montanhosos complexos, devido à maior exposição aos ventos fortes. Os ventos de altitude erodem o solo pouco espesso e causam estragos nos ramos e galhos das árvores.[66] O vento forte pode ainda derrubar ou arrancar árvores do solo, fenómeno que ocorre com maior frequência no lado da montanha exposto aos ventos ascendentes e em árvores de maior idade.[67] As variedades costeiras de algumas plantas, como a Picea sitchensis ou uva-da-praia, são podadas naturalmente pelo vento e salitre na linha de costa.[68] [69] O vento pode também provocar danos nas plantas através da abrasão de areias. Os ventos fortes transportam pequenos detritos minerais que arremessam pelo ar a velocidade entre os 40 e os 65 km/h. Estas areias causam rompem as células das plantas, tornando-as vulneráveis à evaporação e à seca. As plantas respondem a esta abrasão transferindo a energia necessária ao crescimento do caule e das raízes para a reparação dos danos, voltando ao ritmo de crescimento normal ao fim de algumas semanas.[70]

Influência nos animais[editar | editar código-fonte]

Muitos insetos e aves migratórias tiram partido do vento nas rotas de migração, o que lhes permite percorrer distâncias consideráveis de outra forma impossíveis.

As aves tiram partido das condições do vento de modo a voar ou planar.[50] A migração de aves inicia-se com vários grupos de aves dispersos ao longo de uma frente de grande dimensão que depois se vai estreitando em uma ou mais rotas. Os percursos das rotas migratórias seguem muitas vezes cadeias montanhosas ou linhas de costa, por vezes rios, e podem tirar partido das correntes de ar ascendentes ou de outros padrões de vento. Geralmente a rota é diferente consoante o sentido migratório.[71] No entanto, o vento forte pode também empurrar as aves para fora de rota e provocar a queda em massa de aves migratórias que por vezes é observada em regiões costeiras.[72] Os insetos migratórios também beneficiam ou estão adaptados a determinados regimes de ventos, o que lhes permite percorrer grandes distâncias impossíveis de percorrer apenas com a sua força. Entre os insetos migratórios que beneficiam do vento estão as cigarras, gafanhotos e as abelhas africanizadas.[73] Geralmente, a migração tem um destino fixo, o que requer navegação e orientação precisas e correções constantes em relação aos ventos cruzados. Muitos insetos migratórios conseguem sentir a velocidade e direção do vento, fazendo as correções necessárias.[74]

O gado bovino e ovino é suscetível ao resfriamento pelo vento, um fenómeno causado por uma conjugação de vento superior a 40 km/h e baixas temperaturas, que torna a proteção dos pêlos e da lã ineficaz.[75] Embora os pinguins possuam uma camada de gordura e penas que os protege do frio da água e do ar, as barbatanas e pés apresentam menor imunidade. Na Antártida, os pinguins-imperador agrupam-se entre si para sobreviver ao vento gelado, alternando continuamente os membros no exterior do grupo. Este comportamento permite diminuir a perda de calor em 50%.[76] Durante o inverno, as picas constroem uma vedação de seixos para impedir que as plantas e ervas armazenadas sejam levadas pelo vento.[77] As antenas das baratas são extremamente sensíveis ao vento, o que as ajuda a antecipar ataques de potenciais predadores, como os sapos.[78] Os alces têm um sentido apurado de olfato capaz de detetar potenciais predadores a favor do vento até uma distância de 800 metros.[79] Um aumento da velocidade do vento acima de 15 km/h avisa as gaivotas-hiperbóreas para aumentar a forragem e ataques aéreos às urias.[80]

Aproveitamento do vento[editar | editar código-fonte]

Transporte[editar | editar código-fonte]

Os veleiros tiram partido da força do vento para impulsionar o navio.
Ver artigos principais: Veleiro e Navegação à vela

Apesar de existirem vários tipos de veleiros, todos têm várias características em comum, como o casco, aparelho e mastro, o qual sustenta as velas que tiram partido da força do vento para impulsionar a embarcação.[81] As viagens oceânicas a vela podem levar vários meses.[82] Os perigos mais comuns na navegação marítima à vela são ficar parado devido à falta de vento[83] ou ser desviado da rota devido a tempestades ou ventos que não permitem ao barco avançar na direção desejada.[84] Uma tempestade violenta pode provocar um naufrágio e a perda de vidas.[85]

Em aeronaves aerodinâmicas que tiram partido do ar, o vento afeta a velocidade em terra.[86] Em aeronaves mais leves que o ar, o vento pode ter um papel signifiativo na sua deslocação ou rota no solo.[87] A velocidade do vento de superfície é geralmente o principal fator que determina as operações de voo em aeroportos. As pistas dos aeródromos são projetadas tendo em conta as direções de vento comuns na área onde se situam. Embora em determinadas circunstâncias possa ser necessário descolar com vento de cauda, geralmente o vento de proa é mais favorável. O vento de cauda aumenta a distância de descolagem necessária e diminui o gradiente de subida.[88]

Energia[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Energia eólica
Os aerogeradores produzem eletricidade a partir da energia eólica.

A deslocação de ar através de aerogeradores ou velas tem o potencial de produzir energia mecânica significativa. Em moinhos ou no impulso de velas de navegação, esta energia mecânica é aproveitada diretamente. Mas o uso atual mais comum é na ativação de aerogeradores que transformam a energia mecânica em energia elétrica. A energia do vento é uma alternativa aos combustíveis fósseis, de elevada disponibilidade, renovável, limpa, com reduzida ocupação do solo e cuja produção não emite gases de efeito de estufa.[89] Um parque eólico é constituído por um ou mais aerogeradores ligados à rede elétrica. Esta fonte de energia é pouco dispendiosa e, por vezes, com menores custos em relação às centrais de carvão ou gás natural.[90] [91] Embora o vento offshore seja mais forte e estável do que em terra e os parques eólicos marítimos tenham menor impacto visual, os custos de manutenção são significativamente maiores.[92]

A energia eólica é bastante consistente de ano para ano, embora se verifiquem variações significativas ao longo de curtos intervalos de tempo, o que faz com que seja usada em conjunto com outras fontes de energia elétrica.[93] À data de 2015, cerca de 83 países em todo o mundo usavam a energia eólica para fornecimento da rede elétrica.[94] Em dezembro de 2014, o total de capacidade de energia eólica instalada foi de 369 553 MW.[95] A produção de energia eólica encontra-se em rápido crescimento e corresponde atualmente a 4% de todo o consumo de eletricidade no mundo.[96]

Lazer[editar | editar código-fonte]

Voo de Otto Lilienthal em 1895.

O vento é um elemento de destaque em vários desportos e atividades de lazer populares, como a asa-delta, balonismo, papagaios de papel, snowkite, kitesurf, parapente, navegação à vela ou windsurf. Nos voos à vela de planadores, as fases de descolagem e aterragem são afetadas pelos gradientes de vento imediatamente acima da superfície.[97] Durante a aterragem, o gradiente pode igualmente constituir um perigo, especialmente no caso de ventos fortes. À medida que o planador desce através do gradiente na aproximação final, a velocidade do vento dominui enquanto a velocidade de imersão aumenta.[98]

Meteorologia[editar | editar código-fonte]

O vento é um dos principais elementos dos sistemas meteorológicos. O vento obtém energia na diferença de temperatura da atmosfera que, por sua vez, depende da insolação solar. No entanto, a superfície e a forma dos continentes da Terra são irregulares e a insolação depende não só da estação do ano mas também da presença ou não de nuvens. Assim, a previsão meteorológica do vento depende da interação de múltiplos fatores em cadeia – efeito dominó – como a relação com outros ventos, as diferenças de temperatura entre duas zonas geográficas ou entre duas camadas da atmosfera, da rotação da Terra, da gravidade, das condicionantes do relevo, etc. Por exemplo, um ciclone tropical que se forme no Atlântico pode deslocar-se para o golfo do México e dissipar-se na região dos Grandes Lagos da América do Norte, afetando todos os ventos locais na sua trajetória. A origem deste ciclone pode dever-se a um desiquilíbrio gerado por um cavado de altitude proveniente do deserto do Sara que se deslocou para o Atlântico devido ao anticiclone dos Açores. A previsão do vento a vários dias é possível graças à resolução de equações primitivas atmosféricas das forças presentes levando em conta todos os fatores.[99]

O vento geostrófico é o resultado do equilíbrio entre a força de Coriolis e a força do gradiente de pressão. Desloca-se paralelamente às linhas isobáricas e aproxima-se da corrente de ar acima da camada limite atmosférica a altitudes intermédias.[100] O vento térmico é a diferença no vento geostrófico entre dois níveis atmosféricos, e existe apenas numa atmosfera com gradientes térmicos horizontais.[101] O vento ageostrófico é a diferença entre o vento geostrófico e o vento real, a qual é responsável pelo ar que vai preenchendo os ciclones ao longo do tempo.[102] O vento gradiente é semelhante ao vento geostrófico, mas também inclui a força centrífuga..[103]

Medição[editar | editar código-fonte]

Anemómetro de copo numa estação meteorológica remota

A direção do vento é geralmente expressa de acordo com a direção em que o vem tem origem. Por exemplo, o vento de nortada sopra do norte para sul.[104] Os cata-ventos giram sobre si próprios para indicar a direção do vento.[105] As mangas de vento, usadas principalmente em aeroportos, não só indicam a direção como também podem ser usadas para estimar a velocidade do vento de acordo com o ângulo da manga.[106] A velocidade do vento é medida com anemómetros, sendo os mais comuns os de copo e de hélice. Quando são necessárias medições de maior precisão, como em investigação científica, o vento pode ser medido pela velocidade de propagação de sinais ultrassónicos ou pelo efeito da ventilação na resistência de um arame aquecido.[107] Um outro tipo de anemómetro usa tubos de Pitot que tiram partido do diferencial de pressão entre um tubo interior e outro exterior expostos aos vento. A pressão dinâmica assim obtida é depois usada para calcular a velocidade do vento.[108]

Na generalidade do mundo, a medição da velocidade média do vento é feita a uma altura de 10 metros e são registados os valores a cada intervalo de 10 minutos. Nos registos dos Estados Unidos, o intervalo médio para ciclones tropicais é de 1 minuto,[109] e de 2 minutos para as restantes observações meteorológicas.[110] Na Índia, os relatórios da velocidade sustentada do vento têm por base um intervalo de três minutos.[111] Conhecer e especificar o intervalo de tempo é fundamental, uma vez que a velocidade sustentada do vento a um minuto é geralmente 14% maior do que a dez minutos.[112]

Na observação dos ventos a alturas elevadas são usadas radiossondas, que permitem determinar a velocidade através do rastreio da sonda por GPS, navegação rádio ou radar.[113] Em alternativa, é também possível registar o movimento do balão meteorológico que sustenta a sonda a partir do solo usando teodolitos.[114] Entre as técnicas de deteção remota para a observação do vento estão o SODAR, lidares Doppler e radares, os quais permitem medir o efeito Doppler da radiação eletromagnética dispersa ou refletida nas partículas ou moléculas da atmosfera. Os radares permitem também medir a intensidade da agitação oceânica a partir de aviões, que pode ser usada para estimar a velocidade do vento.[115]

A rajada de vento mais intensa de que há registo ocorreu na ilha de Barrow na costa australiana, tendo atingido os 408 km/h durante o ciclone tropical Olivia em 10 de abril de 1996. O recorde anterior, de 372 km/h, tinha sido registado no Monte Washington (Nova Hampshire) em 12 de abril de 1934.[116]

Representação cartográfica[editar | editar código-fonte]

Mapa meteorológico em que a velocidade e direção do vento são indicados por setas de vento. Cada linha completa na seta corresponde a 10 nós e cada triângulo a 50 nós.

Os mapas meteorológicos de superfície geralmente representam a direção e velocidade do vento através de setas de vento. Nestes símbolos, a velocidade é indicada através de linhas ou triângulos na extremidade da seta:

  • Cada meia linha representa 5 nós (9,3 km/h) de vento.
  • Cada linha completa representa 10 nós (19 km/h) de vento.
  • Cada triângulo preenchido representa 50 nós (93 km/h) de vento.[117]

A direção das setas é representada de acordo com a direção do vento. Por exemplo, um vento que sopre de nordeste será representado com uma linha que se prolonga do círculo em direção a nordeste. Na extremidade nordeste desta linha encontram-se as linhas ou triângulos.[118] A representação das setas de vento num mapa permite determinar isotacas – linhas de igual velocidade do vento. As isotacas são especialmente úteis no diagnóstico da localização das correntes de jato nos mapas de pressão atmosférica, e situam-se geralmente acima dos 300 hPa.[119]

As rosas dos ventos são ferramentas gráficas usadas pelos meteorologistas para representar de forma sucinta como é que a velocidade e direção do vento são geralmente distribuídas numa determinada localização. Representada sobre um sistema de coordenadas polares, uma rosa dos ventos mostra quão frequentes são os ventos que sopram de uma direção em particular. O comprimento de cada eixo à volta do círculo é proporcional à frequência com que o vento sopra de determinada direção ao longo de determinado intervalo de tempo. Cada círculo concêntrico representa uma frequência, desde o zero no centro e aumentando na direção dos círculos exteriores. As rosas dos ventos podem representar ainda outros dados; por exemplo, cada eixo pode ter atribuído um código de cores de acordo com o intervalo da direção do cento. As rosas dos ventos geralmente usam 8 ou 16 pontos cardeais, embora algumas possam apresentar 32 subdivisões.[120]

Escalas de força do vento[editar | editar código-fonte]

A escala de Beaufort oferece uma descrição empírica da velocidade do vento com base na observação das condições do mar. Era inicialmente dividida em treze níveis, tendo sido aumentada para 17 níveis na década de 1940.[121] Existem vários termos para diferenciar os ventos de acordo com a sua velocidade média como aragem, vento forte, temporal ou furacão. Na escala de Beaufort, o vento forte, por exemplo, é definido como o vento de velocidade média entre 28 e 33 nós e o vento muito forte entre 34 e 40 nós.[122] A storm has winds of 56 nós (100 km/h) to 63 nós (120 km/h).[123] No entanto, a terminologia para os ciclones tropicais é diferente de região para região. A maior parte das regiões oceânicas usa a velocidade média do vento para determinar a categoria de um ciclone. A tabela seguinte resume as classificações usadas pelos centros meteorológicos regionais especializados:

Classificações gerais do vento Classificações de ciclones tropicais (valores com média temporal de 10 min.)
Escala de Beaufort[121] Média temporal de 10 min. (nós) Designação[124] [125] Oceano Índico Norte
IMD
Oceano Índico Sudoeste
MF
Região australiana
Pacífico Sul
BoM, BMKG, FMS, MSNZ
Pacífico Noroeste
JMA
Pacífico Noroeste
JTWC
Pacífico Nordeste e Atlântico Norte
NHC & CPHC
0 <1 Calma Depressão Perturbação tropical Baixa tropical
Depressão tropical
Depressão tropical Depressão tropical Depressão tropical
1 1–3 Aragens
Light air
2 4–6 Fraco
Light breeze
3 7–10 Bonançoso
Gentle breeze
4 11–16 Moderado
Moderate breeze
5 17–21 Fresco
Fresh breeze
Depressão
6 22–27 Muito fresco
Strong breeze
7 28–29 Forte
Moderate gale
Depressão profunda Depressão tropical
30–33
8 34–40 Muito forte
Fresh gale
Tempestade ciclónica Tempestade tropical moderada Ciclone tropical (1) Tempestade tropical Tempestade tropical Tempestade tropical
9 41–47 Tempestuoso
Strong gale
10 48–55 Temporal
Whole gale
Tempestade ciclónica intensa Tempestade tropical intensa Ciclone tropical (2) Tempestade tropical intensa
11 56–63 Temporal desfeito
Storm
12 64–72 Furacão
Hurricane
Tempestade ciclónica muito intensa Ciclone tropical Ciclone tropical intenso (3) Tufão Tufão Furacão (1)
13 73–85 Furacão (2)
14 86–89 Ciclone tropical intenso (4) Grande furacão (3)
15 90–99 Ciclone tropical intenso
16 100–106 Grande furacão (4)
17 107–114 Ciclone tropical intenso (5)
115–119 Ciclone tropical muito intenso Super tufão
>120 Super tempestade ciclónica Grande furacão (5)

Escala Fujita melhorada[editar | editar código-fonte]

A Escala Fujita melhorada (Escala EF) classifica a força dos tornados nos Estados Unidos com base nos prejuízos por eles provocados:

Escala Velocidade do vento Frequência relativa Potenciais prejuízos
mph km/h
EF0 65–85 105–137 53,5% Poucos ou nenhuns.

Levantamento do revestimento de alguns telhados; alguns danos em caleiras ou no revestimento de paredes; ramos arrancados das árvores; tombamento de algumas árvores de raízes pouco profundas.

Os tornados confirmados de que não tenham sido comunicados prejuízos (por exemplo, aqueles que ocorrem em campo aberto) são sempre classificados EF0.

Exemplo de prejuízos para EF0
EF1 86–110 138–178 31,6% Moderados.

Levantamento significativo do revestimento de telhados; caravanas tombadas ou com prejuízos graves; portas exteriores arrancadas; janelas e vidros partidos.

Exemplo de prejuízos para EF1
EF2 111–135 179–218 10,7% Consideráveis.

Telhados de construção sólida arrancados; fundações de casas em madeira afetadas; caravanas completamente destruídas; tombamento de árvores de grande porte; projeção de objetos leves; automóveis são levantados do chão.

Exemplo de prejuízos para EF2
EF3 136–165 219–266 3,4% Graves.

Destruídos andares completos de casas de construção sólida; prejuízos graves em edifícios de grande dimensão, como centros comerciais; capotamento de comboios; árvores descascadas; automóveis pesados levantados do chão e projetados; estruturas com fundações fracas severamente destruídas.

Exemplo de prejuízos para EF3
EF4 166–200 267–322 0,7% Extremamente graves.

Casas de construção sólida são completamente arrasadas; automóveis e outros objetos de grande dimensão são projetados.

Exemplo de prejuízos para EF4
EF5 >200 >322 <0,1% Destruição total.

Casas de construção sólida são completamente arrasadas e as fundações deslocadas; as estruturas de betão armado são destruídas; os edifícios mais altos desmoronam ou apresentam deformações estruturais graves.

Exemplo de prejuízos para EF5

Sociedade e cultura[editar | editar código-fonte]

História[editar | editar código-fonte]

Existem evidências que já em 300 a.C. os cingaleses de Anuradapura e de outras cidades do Sri Lanca tiravam partido dos ventos de monção para alimentar furnaças, elevando-as a uma temperatura de 1200 ºC.[126] Os primeiros moinhos de vento foram construídos no século VII em Sistão, no Afeganistão. Tratavam-se de moinhos de eixo vertical longo, com pás de formato retangular.[127] Constituídos por seis a doze velas de lona, estes moinhos eram usados para moer milho e captar água, principalmente na produção de farinha e cana-de-açúcar.[128] No norte da Europa, a partir do século XII começaram a ser usados de forma extensiva moinhos de eixo horizontal para a moagem de farinha, muitos deles ainda hoje existentes. A energia eólica de alta altitude, que usa ligações por cabo em vez de torres assentes no terreno, é atualmente o foco de várias empresas energéticas a nível mundial.[129]

Muitos ventos influenciaram de forma determinante conflitos e eventos históricos. Kamikaze é um termo japonês, geralmente traduzido como "vento divino", que se acredita ser uma dádiva dos deuses. Acredita-se que tenha sido usado pela primeira vez para descrever um conjunto de tufões que se diz terem salvo o Japão de duas frotas mongóis lideradas por Kublai Khan que atacaram o Japão em 1274 e 1281.[130] O vento protestante é um termo para designar a tempestade que em 1588 salvou a Armada Invencível espanhola de uma invasão de Inglaterra, em que o vento teve um papel determinante,[131] os os ventos favoráveis que permitiram a Guilherme III invadir Inglaterra em 1688.[132] Durante a Campanha do Egito de Napoleão Bonaparte, os soldados franceses foram detidos e sufocados pelo vento khamsin.[133] Durante a Campanha Norte-Africana da II Guerra Mundial, tanto as forças aliadas como alemãs foram forçadas a interromper batalhas também devido ao khamsin. As próprias tempestades criavam perturbações elétricas que intulizavam as bússulas.[134]

Mitologia e religião[editar | editar código-fonte]

Fujin, deus do vento na mitologia japonesa.

Em muitas culturas, o vento é personificado na forma de um ou mais deuses do vento ou explicado enquanto fenómeno sobrenatural. Na mitologia grega, os deuses do vento eram Bóreas, Noto, Euro e Zéfiro.[135] Éolo é, de acordo com várias interpretações, o regente o o guardião dos quatro ventos. Astreu é a divindade associada ao nascer do sol que, juntamente com Eos, a deusa do nascer do sol, gerou os quatro ventos. Os antigos gregos também observavam as doncidções do vento, como é evidenciado pela Torre dos Ventos em Atenas.[135] Os venti são os deuses romanos dos ventos.[136] Na Índia, Vayú é o deus hindu do vento.[137] [135] Fujin é o deus japonês dos ventos e um dos mais antigos deuses xintoístas. De acordo com a mitologia, Fujin esteve presente na criação do mundo e libertou a Terra do nevoeiro ao soltar os ventos do seu alforge.[138] Na mitologia nórdica, Njord é o deus do vento.[135] Existem também quatro dvärgar chamados Norðri, Suðri, Austri e Vestri que personificam os quatro ventos.[139] Na mitologia eslava, Stribog é o deus dos ventos, céu e terra, e o ancestral dos ventos dos oito pontos cardeais.[135]

Prejuízos materiais[editar | editar código-fonte]

Estragos provocados pelo Furacão Andrew

Os ventos de forte intensidade podem provocar estragos de natureza variável. Embora pouco frequentes, as rajadas de elevada intensidade podem fazer com que as pontes suspensas balancem e, caso a frequência do vento seja idêntica à do balanço, podem fazer com que a ponte seja destruída, como aconteceu na Ponte de Tacoma Narrows em 1940.[140] Até mesmo velocidades como 43 km/h podem provocar cortes no fornecimento de energia devido à ação dos ramos nas linhas de alta tensão.[141]

Embora não seja possível garantir que determinada espécie de árvore é capaz de resistir a ventos ciclónicos, quanto mais profundas são as raízes, mais resistente é a árvore ao arranque e quanto menos profundas mais frágil é a planta à ação do vento, como é o caso do eucalipto ou abacateiro.[142] Os ventos de força ciclónica podem provocar estragos substanciais em habitações móveis, danos estruturais em fundações, partir janelas e até mesmo remover parte da pintura de automóveis.[143] Os ventos de velocidade superior a 250 km/h podem provocar a destruição total de habitações e danos significativos em edifícios de grandes dimensões, enquanto que os de velocidade superior a 324 km/h podem causar a destruição total de estruturas feitas pelo Homem. A escala de furacões de Saffir-Simpson e a Escala Fujita melhorada foram criadas para ajudar a estimar a velocidade do vento a partir dos estragos causados por ventos fortes relacionados com os ciclones e tornados tropicais e vice-versa.[144] [145]

No espaço[editar | editar código-fonte]

No planeta Júpiter os ventos podem atingir velocidades de 100 m/s e fazem deslocar os gases da atmosfera.

O vento solar é significativamente diferente do vento terrestre, uma vez que tem origem no sol e é constituído por partículas carregadas que escaparam da atmosfera solar. O vento planetário é constituído por gases leves que escaparam das atmosferas dos planetas. Ao longo do tempo, o vento planetário pode alterar radicalmente a composição dessas atmosferas. A maior velocidade de vento alguma vez registada ocorreu no disco de acreção do buraco negro IGR J17091-3624, a uma velocidade de aproximadamente 32 000 000 km/h, o que corresponde a 3% da velocidade da luz.[146]

Noutros planetas[editar | editar código-fonte]

Em Vénus, os fortes ventos de 300 km/h fazem com que as camadas superiores das nuvens completem uma rotação em volta do planeta a cada quatro a cinco dias terrestres.[147] Quando os pólos de Marte ficam expostos à luz solar após o inverno, o dióxido de carbono congelado sublima-se, criando ventos fortes que varrem as regiões polares a velocidades de até 400 km/h, transportando uma quantidade significativa de poeira e vapor de água.[148] Em Júpiter, em zonas de correntes de jato são comuns velocidades devento de 100 metros por segundo.[149] Os ventos de Saturno estão entre os mais velozes do sistema solar. A sonda Cassini–Huygens registou picos de contralísios de aproximadamente 375 metros por segundo.[150] Em urano, os ventos do hemisfério norte atingem velocidades de 240 metros por segundo perto dos 50º de latitude.[151] [152] [153] No topo das nuvens de Neptuno, a velocidade dos ventos prevalentes varia entre 400 m/s no equador e 250 m/s nos pólos.[154] Nos 70º de latitude sul, as correntes de jato de alta velocidade deslocam-se a 300 m/s.[155]

Vento solar[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Vento solar
As auroras polares ocorrem devido à interação do vento solar com a magnetosfera da Terra.

O vento solar não é constituído por ar, mas sim por uma corrente de partículas carregadas – um plasma – projetadas da camada superior da atmosfera do Sol à velocidade de 400 quilómetros por segundo. Esta corrente consiste fundamentalmente em eletrões e protões com energia de aproximadamente 1 keV e de temperatura e velocidade variável ao longo do tempo. Estas partículas conseguem escapar à gravidade do Sol devido à elevada temperatura da coroa solar[156] e à elevada quantidade de energia cinética que as particulas ganham através de um processo que ainda não é totalmente compreendido. O vento solar cria a heliosfera, uma vasta região no meio interestelar que envolve o sistema solar.[157] Os planetas requerem grandes campos magnéticos de modo a diminuir a ionização da parte superior da atmosfera provocada pelo vento solar.[158] Entre os outros fenómenos causados pelo vento solar estão as tempestades geomagnéticas, capazes de desativar redes elétricas na Terra,[159] as auroras polares[160] e as caudas de plamas dos cometas, as quais apontam sempre na direção oposta ao Sol.[161]

Vento planetário[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Escape atmosférico

O vento na parte superior da atmosfera de um planeta permite que os elementos químicos leves, como o hidrogénio, se desloquem para cima em direção à exosfera. Aí, esses gases podem atingir a velocidade de escape e entrar no espaço sideral sem afetar outras partículas de gases. Este tipo de perda de gases de um planeta em direção ao espaço é denominado vento planetário.[162] Ao longo do tempo geológico, este processo faz com que os planetas ricos em água, como a Terra, evoluam para planetas como Vénus.[163]

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

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