Tornados

A atmosfera terrestre contém ar em rotação com movimentos que podem ser observados de diferentes pontos de vista. Os pequenos rodamoinhos de poeira e tornados são visíveis a olho nu, ciclones e furacões têm rotação visível desde o espaço, a bordo de satélites por exemplo.

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Tanto o tornado e furacão, têm algumas importantes diferenças em termos de tamanho e tempo de vida, mas ambos representam uma situação de equilíbrio de forças físicas que mantêm os movimentos circulares do ar em situação quase estável. Tornados e furacões são eventos extremos que provocam desastres de toda sorte, principalmente devido às ventanias extremamente intensas que os caracterizam, têm distribuição geográfica heterogênea e época do ano em que são mais frequentes.

Uma das questões recorrentes nos dias de hoje é se a frequência de ocorrência tanto de tornados como de furacões está aumentando em função do aquecimento global; as mudanças climáticas estão provocando tornados e furacões em lugares nunca antes atingidos e com violência cada vez maior.

Os tornados

Tornados são constituídos por ar em rotação ao redor de um eixo central. O diâmetro típico do tornado está entre 100 metros e 1 quilômetro. Visualmente parece um funil que vai se deslocando como um pião aparecendo abaixo de uma nuvem de tempestade.

A velocidade de deslocamento do tornado é, em geral, entre 20 e 50 km/h, e seu tempo de vida desde poucos minutos até meia hora. O ar num tornado gira ao redor do eixo central com velocidades que classificam sua intensidade desde F0 até F5 conforme os danos provocados. Essa classificação se deve ao meteorologista americano Ted Fujita, que a desenvolveu para o meio-oeste americano, onde existe um máximo mundial de ocorrência de tornados. A classificação é a seguinte:

F0 – velocidades de 65 a 120 km/h – danos leves: alguns danos a chaminés, galhos e árvores quebrados, árvores de raízes rasas são arrancadas, danos em cartazes.

F1 – velocidades de 120 a 180 km/h – danos moderados: o limite inferior é a velocidade de furacão; ocorrem destelhamentos, veículos grandes, como caminhões, são derrubados; automóveis em movimento são desviados para fora das estradas.

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F2 – velocidades de 180 a 250 km/h – danos consideráveis: telhados inteiros são levantados, grandes árvores são arrancadas ou partidas, objetos leves se transformam em mísseis sendo arremessados a certa distância.

F3 – velocidades de 250 a 330 km/h – danos severos: telhados e paredes derrubados; trens descarrilados e tombados, maioria das árvores arrancadas, carros pesados levantados do chão e atirados.

F4 – velocidades de 330 a 420 km/h – danos devastadores: casas totalmente demolidas, estruturas com fundações frágeis atiradas a alguma distância, carros atirados, grandes objetos transformados em mísseis.

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F5 – velocidades acima de 420 km/h – danos inacreditáveis: casas arrancadas de suas fundações e atiradas a distâncias consideráveis, carros transformados em mísseis e atirados a distâncias superiores a 100 m, árvores arrasadas, ocorrência de fenômenos incríveis.

A formação do tornado

O tornado é um fenômeno que se forma a partir de uma nuvem de tempestade, o chamado Cumulonimbus ou, de forma abreviada, como é mais conhecido, o Cb. Aparece primeiramente a partir da base da nuvem expandindo-se até o chão. O movimento em rotação se origina do encontro de fortes correntes de ar em direções opostas que ocorrem dentro do Cb.

Quanto mais intensas as correntes de ar ascendentes e descendentes dentro de um Cb, maior a probabilidade de formar-se um rodamoinho que evolui para o tornado e que aparece como uma protuberância na base do Cb. Nos casos mais intensos, o tornado tem condições de se desgarrar do Cb e seguir uma trajetória própria que pode se estender por algumas dezenas de quilômetros.

Nesse percurso, a ventania vai levantando objetos, arrancando árvores e telhados, destruindo a vegetação. As forças que atuam no tornado são a força centrífuga e a força devida a diferenças de pressão do ar. O centro do tornado tem pressão baixa, o que atrai o ar, enquanto a rotação define a força centrífuga que afasta o ar para fora da rotação. Com o equilíbrio dessas duas forças o movimento de rotação continuaria indefinidamente.

O atrito com o chão e com os inúmeros obstáculos no caminho promove uma desaceleração do tornado até sua dissipação. Quando ocorrem sobre o mar ou sobre grandes corpos d’água, os tornados podem ser vistos como uma coluna de água que se estende desde a base da nuvem até a superfície da água e, por isso, recebem o nome de tromba d’água, em geral classificados como F0 ou, no máximo, F1.

Fenômenos que ocorrem a partir de um tornado

Um Cb também pode produzir rajadas de vento com velocidades tão altas quanto aquelas associadas a tornados, mas sem a característica típica de rotação da nuvem em funil. Rajadas muito fortes e concentradas são chamadas microexplosões devido ao barulho ensurdecedor que provocam.

Em geral ocorrem numa largura de poucas centenas de metros e se espalham por poucas dezenas de quilômetros, porém os ventos sopram numa única direção. A observação dos danos provocados permite identificar o tornado ou a microexplosão: no tornado os danos apresentam sinais típicos de torção, enquanto na microexplosão há uma derrubada dos obstáculos numa única direção. A determinação da ocorrência de tornados e microexplosões é feita na maior parte das vezes por observação visual direta.

Devido às suas pequenas dimensões e por estarem embaixo de um grande Cb, esses fenômenos não são vistos por satélite. Radares meteorológicos detectam fenômenos de escala maior que um quilômetro e identificam apenas assinaturas que podem indicar a presença de um tornado.

Testemunhos pessoais são fontes importante de informações, principalmente quando acompanhados de fotografias ou filmes. Lugares com baixa concentração populacional têm baixos valores de ocorrência de tornados, muitas vezes por falta de testemunhos. Por outro lado, regiões com grande concentração populacional e onde há recursos abundantes para registro e cobertura pela mídia, aparentam ter um maior número de ocorrências.

Isso também justifica em parte a percepção popular de que tornados são mais frequentes hoje do que antigamente: quando ocorre um tornado em determinado local, a mídia se encarrega de divulgar a notícia. Por outro lado, há vários indícios de que a frequência de ocorrência de tempestades severas está aumentando, e com isso presume-se com bastante segurança que deve haver também um aumento de ocorrência dos fenômenos associados a essas tempestades, em particular os tornados e as microexplosões.

Tornados no Brasil

No Brasil, os tornados ocorrem principalmente na Região Sul, mas há registros também nas Regiões Sudeste e Centro-Oeste. O norte da Argentina e o Paraguai são regiões preferenciais de ocorrência na América do Sul. Mesmo nas regiões tropicais e equatoriais podem ser observados tornados. O estado do Pará, por exemplo, registra várias ocorrências documentadas. Na Floresta Amazônica são mais freqüentes as microexplosões do que os tornados.

As rajadas de ventos fortes deixam marcas de desmatamento da floresta facilmente identificáveis nas imagens de satélite na forma de faixas com 100-300 m de largura por 5-20 km de comprimento. Pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, em viagens de exploração científica pela floresta, identificaram a característica típica de danos associados a microexplosões em vários casos.

Em regiões com agricultura extensiva, em áreas relativamente planas, como a região de plantação de soja no Brasil Central ou os grandes canaviais do Sudeste, os tornados deixam frequentemente marcas circulares, com diâmetros da ordem de 100 metros, em intervalos desigualmente espaçados.

Como ocorre um tornado

Isso ocorre quando a ponta inferior do tornado encosta na superfície, enquanto segue sua trajetória de destruição. Nisso a analogia com o comportamento de um pião saltitante dá uma boa idéia do comportamento do tornado. Explicações sobre a causa das marcas circulares têm muitas vezes enfocado eventuais pousos de naves extraterrestres, mas na maioria dos casos a ocorrência de tempestades severas com tornados descarta essa possibilidade.

Esquema representando o equilíbrio de forças dos vórtices associados ao tornado e ao furacão. No caso do tornado, os ventos podem girar tanto no sentido dos ponteiros do relógio como no sentido contrário, independentemente. No caso do furacão, os ventos giram no sentido dos ponteiros do relógio nos furacões que se formam no Hemisfério Sul e no sentido contrário no Hemisfério Norte. Em ambos os casos o ar tende a se deslocar para o centro da baixa pressão em movimentos em espiral.

Isso é devido ao efeito de uma força adicional, o atrito que age no sentido contrário do movimento e que não aparece na figura. Pressão quer dizer força devida ao gradiente de pressão que faz com que o ar se dirija para a pressão mais baixa indicada por B na figura. A força centrífuga aponta para fora e a força de Coriolis aponta para a esquerda do movimento do ar no Hemisfério Sul e para a direita no Hemisfério Norte, resultando, em ambos os casos, na direção quase oposta à força devida ao gradiente de pressão.

Referências