Vórtices de Von Kármán: que intrigante fenómeno atmosférico é este?

Os vórtices de Von Kármán foram assim designados em homenagem a Theodore Von Kármán, cientista húngaro que verificou na atmosfera o mesmo efeito que a sua experiência em laboratório. O que torna tão deslumbrantes estas intrigantes estruturas de nuvens? Saiba mais aqui.

Esta imagem do Copernicus Sentinel-3, adquirida em 19 de abril de 2021, mostra vários padrões de nuvens em vórtice a rodar a favor do vento a sul das Ilhas Canárias espanholas, ao largo da costa do noroeste de África. Créditos: União Europeia, imagem Copernicus Sentinel-3

Os vórtices de Von Kármán são deslumbrantes estruturas de nuvens em forma de vórtice que se distribuem em filas, que formam faixas a sotavento de uma ilha montanhosa ou de um grupo de ilhas, estendendo-se até várias centenas de quilómetros a jusante do obstáculo.

De acordo com José Miguel Viñas, em Conocer la Meteorología - Diccionario Illustrado del Tiempo y El Clima "a rutura de um fluxo de ar contínuo (regime de ventos dominante numa determinada direção) gera diferenças de pressão a sotavento que dão origem a um fluxo turbulento, de tal forma que os vórtices ciclónicos e anticiclónicos se dispõem alternadamente num padrão repetitivo. A configuração em cada caso, bem como a formação ou não do padrão, depende principalmente da intensidade do vento e das mudanças na direção do vento".

O porquê deste fenómeno atmosférico ter um nome tão peculiar

Ainda de acordo com Viñas, este fenómeno de ressonância tem o nome do matemático, físico e engenheiro aeroespacial húngaro Theodore von Kármán (1881-1963), que se notabilizou pelos seus estudos de mecânica dos fluidos e de aerodinâmica.

Fenómeno de ressonância é o fenómeno físico que ocorre quando uma força é aplicada sobre um sistema com frequência igual ou muito próxima da frequência fundamental desse sistema.

Os vórtices foram primeiramente estudados em laboratório, em líquidos como a água, e mais tarde observados na atmosfera, quer em nuvens, quer sob as asas de um avião ou a sotavento de uma bandeira hasteada.

Theodore Von Kármán realizou uma experiência que identificou vórtices num fluido. A experiência consistiu em colocar um objeto cilíndrico ao longo de um determinado escoamento, onde se tornou possível verificar o desenvolvimento de vórtices. Von Kármán verificou na atmosfera o mesmo efeito obtido na sua experiência.

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O exemplo da Madeira e das Canárias

Abaixo, na imagem de satélite das 9 UTC do dia 26 de Junho de 2016, observam-se nuvens do tipo estratocúmulos sobre o Atlântico, arrastadas pelo vento de nordeste em direção à zona norte da Ilha da Madeira, onde o céu se apresentava muito nublado.

Vórtices de Von Kármán
A sudoeste da Madeira observam-se nuvens que exibem um padrão correspondente à estrutura de nuvens conhecida como Vórtices de Von Kármán. Imagem de satélite obtida às 09:00 UTC do dia 26 de junho de 2016. Créditos Imagem: IPMA

Por causa do efeito de Foehn a zona sul da ilha não apresentava nebulosidade.

"A ilha da Madeira apresenta-se como um obstáculo ao movimento do fluido, neste caso a atmosfera, que é forçado a diminuir de velocidade ao encontrar o obstáculo, acelerando dos lados e por cima para o contornar, e formando uma esteira de vórtices de Von Karmen a jusante."

Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA).

Para sudoeste da Madeira as nuvens exibiam um padrão que correspondia à estrutura nebulosa de vórtices Von Kármán. As Ilhas Canárias também são capazes de originar este fenómeno que, nesta região, é menos percetível devido à existência de menos nebulosidade por causa da atmosfera estar mais seca nas camadas baixas.

Esta situação é frequente quando o anticiclone intensifica o seu domínio sobre o Atlântico, deixando a Madeira numa circulação bem definida de nordeste, com intensidade moderada a forte, como acontecia no mencionado dia.