Classificação das Precipitações

Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Tecnologia e Recursos Naturais
Unidade Acadêmica de Engenharia Civil
Área de Engenharia de Recursos Hídricos
Precipitação
Formação , Tipos e Medição
Disciplina: Hidrologia Aplicada
Professora: Rosires Catão Curi
Mestrando: Zacarias Caetano Vieira
Período: 2010.1
Precipitação
• Definição: “A precipitação é entendida em hidrologia como toda água
proveniente do meio atmosférico que atinge a superfície terrestre”
(TUCCI, 1997).
• Possui diversas formas: neblina, chuva, granizo, saraiva, orvalho e geada.
• Precipitação é caracterizada por meio de três grandezas: altura, duração e
intensidade.
• Balanço Hídrico → Única entrada na Bacia
• Principal forma no Brasil → Chuva → Quantificação correta → Desafio
para hidrólogos e engenheiros.
• Importância:
– Quantificação do abastecimento de água, irrigação, controle de inundações, erosão do
solo, e etc
– Adequado dimensionamento de obras hidráulicas
Fatores Intervenientes
• Condições Atmosféricas:
– Temperatura
– Pressão
– Umidade
– Vento
• Condições de Superfície:
– Relevo
Formação das Precipitações
• O ar úmido das camadas baixas da atmosfera é aquecido pelos raios solares.
• Torna-se mais leve que o ar da vizinhança e ascende;
• Resfria-se ( 1 °C por 100 m) → Condensa → Gotículas
• Gotículas → núcleos de condensação → suspensão(resistência do ar)
– Núcleos de condensação: gelo , poeira e outras partículas (sais , produtos de combustão)
– Gotículas (sólidas ou líquidas) + ar + vapor de água = aerosol (nuvem)
• Processo de crescimento → peso→ vence as forças verticais → precipita
– Processo de Coalescência: colisão entre gotas
– Processo de Difusão de Vapor: condensação em torno de gotas
Classificação das Precipitações
• O movimento vertical das massas de ar é um requisito
importante para a formação das precipitações.
• Conforme as condições que produz ema ascenção do ar
úmido, as precipitações podem ser classificadas em:
– Frontais ou ciclônicas;
– Convectivas;
– Orográficas
Classificação das Precipitações – Frontais ou Ciclônicas
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•
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Provenientes do choque de massas de ar quente e frio.
O ar frio, mais denso, empurra a massa de ar quente para cima, que se resfria e
condensa o vapor de água.
Possuem intensidades médias e atingem grandes áreas, produzindo assim efeitos
mais significativos em médias e grandes bacias hidrográficas.
No Brasil as chuvas frontais são muito freqüentes na região Sul, atingindo também
as regiões Sudeste, Centro Oeste e, por vezes, o Nordeste.
Classificação das Precipitações – Orográficas
• Ventos quentes e úmidos (oceano →continente) → eleva-se e resfria-se→
condensa → forma nuvens → precipita.
• Pequena intensidade → grande duração → pequenas áreas.
• Vento que ultrapassa → áreas secas ou semi-áridas
Classificação das Precipitações – Convectivas
• Devido às altas temperaturas, o solo se aquece, o ar sobe e resfria
rapidamente e condensando o vapor atmosférico.
• Regiões equatoriais → (ventos fracos e movimentos de ar verticais)
• Alta intensidade e reduzida área de influência
• Importante em pequenas bacias → inundações em zonas urbanas
Medidas Pluviométricas
• A precipitação é caracterizada pelas seguintes grandezas:
• Altura Pluviométrica: espessura média da lâmina da água precipitada, que
recobriria a região atingida pela precipitação, admitindo-se que esta água não se
infiltrasse, não evaporasse nem escoasse para fora dos limites da bacia.
• Duração: é o tempo transcorrido entre o início e o fim da chuva, expresso em
horas ou minutos.
• Intensidade: relação entre a altura pluviométrica (h) e a duração (t) da
precipitação (mm/h ou mm/min).
• Tempo de recorrência (Tr): é interpretado, na análise de alturas pluviométricas
(ou intensidades) máximas, como o intervalo médio em número de anos em que
se espera que ocorra uma precipitação maior ou igual à analisada.
• Freqüência de probabilidade (F): é o inverso do tempo de recorrência, ou seja, a
probabilidade de um fenômeno igual ou superior ao analisado, se apresentar em
um ano qualquer (probabilidade anual).
Exemplo: chuvas diárias de diferentes alturas ao longo de 23 anos
P = 180 mm
Tempo de Recorrência:
Tr = 23 anos
Frequência (F)
F = 1/Tr = 1/23 = 0,043
F = 4,3%
Medição da Precipitação
• Exprime-se a quantidade de chuva pela altura da água caída e acumulada
sobre um superfície plana e impermeável
• No Brasil mede-se a precipitação por meio de aparelhos:
–
–
–
–
–
Pluviômetros → simples receptáculo
Pluviógrafos → registram a altura no decorrer do tempo
Medição Pontual
Pontos previamente escolhidos
Estações meteorologicas
• Existe a possibilidade de medir por meio de radar ou imagem de satélite:
– Apresentam erros relativamente grandes;
– Permitem a análise da distribuição espacial da chuva
Medição da Precipitação - Pluviômetros
– Superfície de captação (delimitada por um anel metálico)
• 100, 200, 314, 400 ou 1000 cm2 (Vile de Paris) – 40ml → 1 mm
– Reservatório ligada à superfície de captação
– Fornece total de água acumulado num intervalo de tempo.
– Recolhe-se a água captada em provetas calibradas, ou
– O pluviômetro deve ser instalado a uma altura padrão de 1,50 m do solo
Medição da Precipitação - Pluviográfos
• Distribuição temporal ou a variação das intensidades, usa-se o pluviógrafo
• Aparelho registrador traça em diagrama a curva das precipitações
acumuladas no período.
• A Organização Mundial de Meteorologia (OMM) preconiza que devem
existir 10 pluviômetros para cada pluviógrafo.
Medição da Precipitação - Pluviográfos
Medição da Precipitação – Radares e Satélites
• Radares:
– Baseia-se na emissão de pulsos de radiação eletromagnética que são
refletidos pelas partículas de chuva na atmosfera, e na medição da
intensidade do sinal refletido.
– A relação entre a intensidade do sinal enviado e recebido, denominada
refletividade, é correlacionada à intensidade de chuva que está caindo em
uma região.
• Satélites:
– Imagens obtidas por sensores instalados em satélites
– A temperatura do topo das nuvens, que pode ser estimada a partir de
satélites, tem uma boa correlação com a precipitação (quanto mais quente a
nuvem, mais água ela contém).
Variação espacial e temporal das precipitações
Variabilidade espacial das
chuvas em escala diária gera
a variabilidade na escala
mensal e essa gera
variabilidade na escala anual
Maiores índices pluviométricos:
-Oeste do Paraná;
-Acre
-Sudoeste do Amazonas
Menores índices pluviométricos:
- norte da região Norte
- alguns estados nordestinos
Variação espacial e temporal das precipitações
Dúvidas?
Muito obrigado