Universidade Federal de Campina GrandeCentro de Tecnologia e Recursos NaturaisUnidade Acadêmica de Engenharia Civil

Área de Engenharia de Recursos Hídricos

Precipitação

Disciplina: Hidrologia AplicadaProfessora: Rosires Catão CuriMestrando: Zacarias Caetano VieiraPeríodo: 2010.1

Formação , Tipos e Medição

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• 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 mmTempo de Recorrência:

Tr = 23 anosFrequência (F)

F = 1/Tr = 1/23 = 0,043F = 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 precipitaçõesVariabilidade 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