Você já se perguntou por que as nuvens permanecem no alto e descem até as encostas das montanhas ou colinas durante a estação chuvosa? Quando a estação chuvosa chega, as nuvens podem até descer até as encostas das montanhas ou colinas e depois retornar ao topo. Por que as nuvens descem e o que as faz subir novamente?
Densidade
Para entender isso, primeiro precisamos compreender o conceito de densidade . Densidade é a razão entre massa e volume, matematicamente expressa pela equação ρ = m / V, onde ρ é o símbolo da densidade, m é o símbolo da massa e V é o símbolo do volume. Por exemplo, se a massa = 1 kg e o volume = 1 m³, então a densidade = 1/1 = 1 kg/m³ . Se a massa = 1 kg e o volume = 2 m³ , então a densidade = 1/2 = 0,5 kg/m³ . Da mesma forma, se a massa = 1 kg e o volume = 4 m³ , então a densidade = 1/4 = 0,25 kg/m³ . Podemos concluir que, se o volume aumenta enquanto a massa permanece constante, a densidade diminui.
Por outro lado, se a massa for igual a 4 kg e o volume a 1 m³ , então a densidade será igual a 4/1 = 4 kg/m³ . Se a massa for igual a 2 kg e o volume a 1 m³ , então a densidade será igual a 2/1 = 2 kg/m³ . Da mesma forma, se a massa for igual a 1 kg e o volume a 1 m³ , então a densidade será igual a 1/1 = 1 kg/m³ . Pode-se concluir que, se o volume permanecer constante enquanto a massa diminui, a densidade também diminuirá.
Expansão e pressão
Você já viu a fumaça de um incêndio? Quando não há vento, a fumaça tende a subir. A fumaça tem uma temperatura alta (calor), o que faz com que ela se expanda. Essa expansão aumenta o volume da fumaça, reduzindo sua densidade.
A densidade da fumaça é menor que a densidade do ar circundante, portanto, a fumaça é empurrada para cima pelo ar. Esse empurrão ocorre devido à diferença de pressão. A fumaça se move para cima até parar em um espaço onde a densidade do ar é igual à densidade da fumaça. Como as densidades são iguais, não há diferença de pressão.
Gaya Gravitasi
Quanto maior a altitude em relação à superfície da Terra, menor a força gravitacional que atua sobre aquele local. Portanto, quanto mais próximo da superfície da Terra, maior a quantidade de ar, enquanto que quanto maior a altitude, menor a quantidade de ar. Para o mesmo volume, a massa de ar em altitude é menor do que a massa de ar próxima à superfície da Terra. O volume permanece constante enquanto a massa diminui, logo, a densidade do ar diminui. Assim, quanto maior a altitude em relação à superfície da Terra, menor a densidade do ar.
As nuvens estão em uma altitude onde sua densidade é a mesma que a densidade do ar circundante.
Durante a estação chuvosa, as nuvens podem descer sobre encostas de montanhas ou colinas porque sua densidade é maior que a do ar circundante. Esse aumento na densidade das nuvens pode ser causado por um aumento na massa da nuvem devido à presença de vapor d'água ou por uma diminuição no volume devido à queda da temperatura da nuvem. A queda das nuvens pelo ar é semelhante à queda de uma pedra na água, já que a densidade da pedra é maior que a da água.
Quando próximas a uma encosta ou colina, as nuvens têm a mesma densidade que o ar ao redor. Elas voltam a subir se sua densidade for menor que a do ar circundante. As mudanças na densidade das nuvens ou do ar ocorrem devido a alterações na massa ou no volume. O volume muda quando a temperatura muda, como discutido no tópico de expansão. A massa muda quando o conteúdo de vapor de água se altera.
Se você quiser entender melhor, estude os conceitos de flutuabilidade , flutuação e afundamento. Flutuação, sustentação e afundamento podem ocorrer em fluidos como água e ar.
