Nuvens de Cumulonimbus são um tipo de nuvem de cúmulo associada a tempestades de trovoada e precipitação intensa. São também uma variação de nimbus ou nuvens de precipitação que suportam nuvens. Formam-se abaixo dos 20.000 pés e estão relativamente próximas do solo. É por isso que têm tanta humidade. As nuvens Cumulonimbus são também conhecidas como cabeças de trovão devido à sua forma única de cogumelo.
Estas nuvens produzem frequentemente relâmpagos no seu coração. Isto é causado por gotículas ionizadas nas nuvens que se esfregam umas nas outras. A carga estática acumulada cria relâmpagos. As nuvens Cumulonimbus precisam de condições quentes e húmidas para se formarem. Isto dá-lhes as actualizações quentes e húmidas necessárias para a sua produção. Em alguns casos, uma Thunderhead com energia suficiente pode evoluir para uma supercélula que pode produzir ventos fortes, inundações repentinas e muitos relâmpagos. Alguns podem mesmo tornar-se tornados dadas as condições certas.
Embora a chuva intensa que estas nuvens produzem, a precipitação dura normalmente apenas cerca de 20 minutos. Isto acontece porque as nuvens requerem não só muita energia para se formarem, mas também gastam muita energia. No entanto, existem excepções à regra. Há também trovoadas secas que são nuvens de cumulonimbus, cuja precipitação não toca o solo. Este tipo é comum no Oeste dos Estados Unidos, onde a terra é mais árida. É frequentemente citado como uma causa de incêndios selvagens.
Um resultado ignorado de nuvens de cumulonimbus são inundações repentinas. Isto foi provado recentemente em Atlanta, área da Geórgia dos Estados Unidos. O estado tinha passado por uma seca de dois anos e o abastecimento de água, tais como riachos e rios, era baixo. No entanto, a estação do Outono trouxe consigo o fim da seca e muitas trovoadas. Apesar de Atlanta não estar próxima de nenhuma grande via navegável, as inundações repentinas resultantes só foram vistas em escala com áreas próximas de grandes rios com grandes planícies de inundação. Isto demonstra a quantidade de precipitação que as nuvens de Cumulonimbus podem produzir mesmo num curto espaço de tempo.
Nuvens de Cumulonimbus são um exemplo perfeito de como a diferença de altitude pode afectar a formação de nuvens. As nuvens Cumulonimbus formam na parte inferior da troposfera, a camada da atmosfera mais próxima da superfície da Terra. Esta região, devido à evaporação e ao efeito de estufa, produz muitas das correntes de ar quentes que tornam possível a criação de nuvens de cumulus e cumulonimbus. A turbulência criada pela fricção entre o ar e a superfície da Terra combinada com o calor armazenado pelo sol ajuda a conduzir a maior parte do tempo.
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