Oficina de identificação de nuvens

Uma das principais habilidades do ser humano é a de encontrar padrões e criar classificações para eles. Um dos exemplos disso é a pareidolia: fenômeno cognitivo de percepção de padrões em dados aleatórios como algo com significado (por exemplo, uma nuvem que parece um dragão).

A nefologia é um ramo Meteorologia que estuda as nuvens, de modo a permitir a classificação e descrever sua formação. Em 1803, o inglês Luke Howard apresentou um novo sistema de classificação de nuvens à comunidade científica, aperfeiçoado em 1887 por Abercromby e Hildebrandsson. De acordo com a aparência, podem ser inferidas várias propriedades das nuvens, como possibilidade e tipo de precipitação, constituição, estado físico, turbulência, estabilidade/instabilidade da atmosfera, etc. Veja mais sobre a formação de Nuvens e Arte clicando no link.

Assim como na classificação de seres vivos, as nuvens podem ser classificadas em gênero e espécie, com nomes em latim. Também podem ser encontradas nuvens anexas e características suplementares, assim como indicar seu processo de formação (genitus) e transformação (mutatus). As nuvens encontram-se na troposfera, mas também na estratosfera (nacaradas) e mesosfera (noctilucentes) e níveis variados (contrails ou trilhas de condensação, agora conhecidos como Cirrus homogenitus).

O Atlas Internacional de Nuvens é uma publicação da Organização Meteorológica Mundial (OMM). Tem sua origem no final do século XIX e teve várias revisões; a última foi publicada em 2017, com a inclusão de uma nova espécie, algumas características suplementares e novas nuvens-mãe e especiais. As novidades estão destacadas no quadro a seguir:

Veja esse glossário com o significado de cada um dos termos do quadro, o que é fundamental para a classificação. A sigla de cada nuvem é dada pela letra inicial de cada componente (se for composta de duas palavras) ou das duas primeiras letras – a exceção é a Cumulonimbus, cuja sigla é Cb devido à grafia manual dar ambiguidade entre Cn e Cu (Cumulus). As espécies e nuvens mãe/especiais tem sigla dada pelas três primeiras letras, enquanto as nuvens anexas e características suplementares tem sigla pelas duas primeiras letras.

Gêneros

  • Cirrus: aparência fibrosa/cabelo (cristais de gelo)
  • Cirrocumulus: acumulados pequenos (cristais de gelo)
  • Cirrostratus: camada larga quase transparente (cristais de gelo geram halo)
  • Altocumulus: acumulados médios
  • Altostratus: camada larga cinzenta (deixa Sol/Lua embaçado)
  • Nimbostratus: camada espessa e cinzenta (chuva moderada a forte de maneira regular e prolongada)
  • Stratocumulus: camada baixa de contornos bem definidos
  • Stratus: camada baixa e cinzenta sem contornos bem definidos (nevoeiro quando junto do solo)
  • Cumulus: acumulados grandes
  • Cumulonimbus: grande desenvolvimento vertical (chuvas fortes, granizo e raios)

Espécies

  • fibratus: possui fibras/filamentos
  • uncinus: em forma de gancho
  • spissatus: espesso/condensado
  • castellanus: serrilhada em cima (como torres de castelo)
  • floccus: flocos/tufos individuais
  • stratiformis: aparência espalhada horizontalmente
  • nebulosus: enevoado/nebuloso/opaco
  • volutus: alongada em forma de tubo
  • lenticularis: forma de lente/disco
  • fractus: frações/pedaços
  • humilis: próximo ao solo/baixo/pequeno tamanho
  • mediocris: tamanho mediano/intermediário
  • congestus: empilhado/amontoado
  • calvus: calvo/liso
  • capillatus: cabeludo/com fiapos

Nuvens anexas e características suplementares

  • intortus: torcido
  • vertebratus: em forma de vértebras (espinha de peixe)
  • undulatus: ondulado
  • radiatus: radiado/ter raios
  • lacunosus: com buracos/lacunas
  • duplicatus: repetido (duas camadas)
  • translucidus: transparente (Sol/Lua aparece claramente)
  • perlucidus: deixa passar a luz sem contornos nítidos em lacunas
  • opacus: espesso/obscuro (deixa Sol/Lua embaçado)

Nuvens-mãe e nuvens especiais

  • fluctus: ondas (Kelvin-Helmholtz)
  • cavum: buraco
  • flumen: nuvem pequena que acompanha uma maior
  • cauda: parte horizontal que sai da nuvem (rabo)
  • murus: parede de nuvens
  • asperitas: rugoso/áspero
  • incus: bigorna
  • mamma: seio/sino
  • virga: ramo
  • praecipitatio: precipitação
  • arcus: arco/proa (de navio)
  • tuba: funil/tubo vertical
  • pileus: capacete/chapéu
  • velum: véu
  • pannus: tecido rasgado/esgarçado

A Oficina de Identificação de Nuvens consiste de uma atividade prática para classificar as nuvens do céu vigente, voltada ao público em geral. A classificação da nuvem em um dos dez gêneros existentes acontece baseando-se no conhecimento do significa de seu nome, o que aponta as principais características de sua aparência, e da comparação com fotos. O mesmo procedimento segue para encontrar sua espécie e outras características especiais e nuvens anexas, assim como sua origem e transformação. Os critérios utilizados foram publicados pela Organização Meteorológica Mundial no Atlas Internacional de Nuvens.

Oficina de Identificação de Nuvens durante a Marcha pela Ciência (2017). Foto: Eliana Reis

A identificação de nuvens é uma técnica misturada à arte, que ganha precisão com a prática e experiência. Compare fotos de nuvens com sua descrição para praticar (links abaixo). Observe o céu todos os dias e tente identificá-las por quadrantes (N-S-E-W), primeiro pelo gênero e depois por espécie, e então busque nuvens anexas e outras características. Aquelas que parecem um “meio de caminho” entre um tipo e outro, podem ser nuvens com sufixo “genitus” (nuvens geradoras) ou “mutantus”.

Sempre utilize óculos escuros na atividade de visualização de nuvens!

Computadores classificando nuvens

Para quem está começando na identificação dos gêneros de nuvens, é interessante a utilização de um programa desenvolvido para celular (Android). O SeeCloud é um aplicativo para identificação nuvem. Basta tirar uma foto do céu e imediatamente descobrir o gênero da nuvem (com precisão de 89%). Junto vem um breve descritivo de suas características, permitindo fazer suas próprias previsões meteorológicas a curto prazo.

Mas como um computador consegue identificar uma nuvem? Uma aplicação já realizada a tempos é a estimativa da fração de cobertura do céu por nuvens em fotografia tiradas com lente “olho de peixe”, que cobrem o céu todo. O estudo “Automatic cloud classification of whole sky images” apresenta um algoritmo automático de classificação de nuvens, baseado em um conjunto estatístico de características descrevendo a cor e a textura da imagem. O classificador k-NN (k-nearestneighbour) é um algoritmo de aprendizagem de máquina que armazena os dados de treinamento e quando um novo objeto é submetido para classificação, o algoritmo procura os k registros mais próximos (medida de distância) deste novo registro. Foi utilizado por possuir alto desempenho na resolução de problemas complexos, simplicidade de implementação e baixa complexidade computacional.

Nesse estudo, distinguem-se sete condições de céu diferentes: nuvens altas e finas (Cirrocumulus e Altocumulus), nuvens Stratocumulus, nuvens cumuliformes baixas, nuvens espessas (Cumulonimbus e Nimbostratus), nuvens estratiformes e céu claro. Baseado no “Leave-One-Out CrossValidation”, o algoritmo atinge uma precisão de cerca de 97%.

Links

Compartilhe o link desse texto, mas se for copiar algum trecho, cite a fonte. Valorize nosso trabalho.
Mais informações na licença de uso do site.
  • Samantha

    Ótima iniciativa durante a Marcha pela Ciência, Vinícius. infelizmente não pude participar, com criança pequena fica um pouco difícil. Mas espero pode contribuir no futuro.
    Post excelente, principalmente o quadro que resume as características adicionais das nuvens.

    • Vinicius Roggério da Rocha

      Pena que você não pôde ir, visitar o stand “Mario Festa”. Pensei que ia ter só protestos puramente políticos e pensei de levar um “protesto científico” através de uma atividade de divulgação científica, para atrair o gosto de pessoas que não tem contato com esse lado gostoso das descobertas científicas e do conhecimento. Só que teve mais gente com a mesma ideia e teve uma parte que ficou com cara de Feira de Ciências rsrs mas teve protesto também, teve de tudo, e valeu a pena