CAPÍTULO 02 – PRECIPITAÇÕES

1. CAPÍTULO 02 – PRECIPITAÇÕES Prof. Cybelle Luiza Barbosa Musse – ENG/UCG

2. 4 Precipitações • Fatores que determinam a natureza da descarga de um rio; • Precipitações; • Bacia de drenagem;

3. 4 Precipitações • Conceitos Básicos: • Bacia Hidrográfica: é uma área de captação natural da água da precipitação que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída, seu exutório; • Compõem-se basicamente de um conjunto de superfícies vertentes e de uma rede de drenagem formada por cursos de água que se confluem até resultar um leito único no exutório;

4. 4 Precipitações • Conceitos Básicos: • Bacia Hidrográfica: pode ser considerada um sistema físico onde a entrada é o volume de água precipitado e a saída é o volume de água escoado pelo exutório, considerando-se como perdas intermediárias os volumes evaporados e transpirados e também os infiltrados profundamente;

5. 4 Precipitações • Precipitação: é toda água proveniente do meio atmosférico e que atinge a superfície terrestre; • Mecanismos de formação: • Ascenção das massas de ar • Convecção térmica; • Relevo; • Ação frontal de massas; • Vapor de água contido na atmosfera; • Crescimento de gotículas das nuvens;

6. 4 Precipitações • Precipitação: • Ar quente sobe  adiabaticamente se expande  abaixa temperatura até o ponto de saturação do estado gasoso para o líquido  microgotículas se agregam a outras substâncias (poeira, gelo, sal, cristais de gelo)  atingem volume e peso suficiente para vencer as forças de sustentação e ocorrer a precipitação;

7. 4 Precipitações • A precipitação depende: • Tipo de precipitação; • Da intensidade da chuva; • Da duração da chuva; • Da distribuição da chuva sobre a bacia; • Da direção do deslocamento do temporal;

8. 4 Precipitações • A precipitação depende: • Da precipitação antecendente e da umidade do solo; • Fatores climáticos: afetam evaporação e transpiração;

9. 4 Precipitações • As nuvens que dão origem às precipitações são as do tipo estratos e cúmulos (formato). • Estratos • que se estendem como se fossem camadas ou lençóis, cobrindo grandes áreas; • formam-se quando grandes camadas de ar são forçadas a subir gradualmente, ao arrefecerem a condensação ocorre sobre uma grande área • Cúmulos • erguem-se em altitude, como se fossem montanhas ou castelos; • formam-se quando bolhas de ar ascendente muito quentes vão subindo em altitude, condensando-se.

10. 4 Precipitações • As precipitações acontecem no momento em que o vapor de água que se encontra nas nuvens se congela devido à altitude, a partir dessa condensação desloca-se em direção à superfície terrestre em estado líquido ou sólido.

11. 4 Precipitações • As gotículas de água podem se reunir por coalescência para formar gotículas maiores; • Os cristais de gelo podem crescer por aglutinação das gotículas líquidas superresfriadas, que se congelam em contato com eles, ou se entrelaçam para formar flocos de neve.

12. 4 Precipitações • Processo de Bergeron  aplica-se a nuvens frias  abaixo de 0° C.

13. 4 Precipitações • Tipos e formas de precipitações que existem: • Granizo  pedras de gelo, tem origem no alto das nuvens do tipo cúmulos, lugar onde a temperatura é muito reduzida;

14. 4 Precipitações

15. 4 Precipitações • Tipos e formas de precipitações que existem: • Neve: esse tipo de precipitação ocorre através da baixa temperatura das nuvens (0ºC) e promove congelamento do vapor de água produzindo, dessa forma, pequenos cristais de gelo. Ocorre com maior freqüência em climas temperados e polares;

16. 4 Precipitações

17. 4 Precipitações • Tipos e formas de precipitações que existem: • Chuva: pode ocorrer durante o processo de evaporação da água nas zonas interpropicais do planeta, tal processo causa chuvas abundantes, pode também se desenvolver a partir do encontro de duas massas de ar, sendo uma quente e outra fria.

18. 4 Precipitações

19. 4 Precipitações • As chuvas teem diversas origens e características distintas: • Orográficas: ocorre no momento em que as massas de ar úmidas são impedidas de seguir seu trajeto pelos elementos do relevo, como uma montanha, então as nuvens ganham altitude e se agrupam provocando a precipitação.

20. 4 Precipitações • Orográficas longa duração e baixa intensidade, abrangendo grandes áreas por várias horas continuamente e sem descargas elétricas.

21. 4 Precipitações • Orográficas

22. 4 Precipitações • Orográficas: no litoral, a encosta da Serra do Mar torna-se um obstáculo natural para a umidade oriunda do Oceano Atlântico; • A umidade não transpõe a Cordilheira Atlântica, esta fica contida, acumulando-se, elevando-se até se resfriar em grandes altitudes na crista da serra e se condensar; • chuva de relevo ou chuva de montanha.

23. 4 Precipitações • Convectivas: desenvolve quando a temperatura está elevada e há uma grande evaporação, o vento vertical leva o vapor para as altitudes ocasionando o resfriamento, assim produz a precipitação ou chuva; • Curta duração, alta intensidade, freqüentes descargas elétricas e abrangência de pequenas áreas.

24. 4 Precipitações • Convectivas: chuvas de verão  ar quente sobe durante o dia e chove à noite

25. 4 Precipitações • Frontais: esse tipo de chuva tem sua origem a partir do encontro entre uma massa de ar fria e uma quente. • mais fortes que as orográficas abrangendo, porém, como aquelas, grandes áreas, precipitando-se intermitentemente com breves intervalos de estiagem e com presença de violentas descargas elétricas

26. 4 Precipitações • Frontais

27. 4 Precipitações • Ciclones: • Tropicais e não-tropicais (entre ou fora dos trópicos); • Grande massa giratória de ar, diâmetro de 800 a 1600 km ou mais; velocidade 48km/h; • O ar se aproxima do centro segundo uma espiral, com sentido contrário aos dos ponteiros de um relógio; • Centro: ar se eleva, se expande, se resfria  geralmente precipita (comum EUA);

28. 4 Precipitações • Ciclones: • Sua chegada é anunciada pelo aumento de nebulosidade, elevação de temperatura, queda de pressão e ventos incertos; • Causas dos ciclones: conceito massa de ar passível de comprovação;

29. 4 Precipitações • Dois aparelhos são comumente empregados nas medições das chuvas. São eles o pluviômetroe o pluviógrafo; • O pluviômetro é mais utilizado devido a simplicidade de suas instalações e operação, sendo facilmente encontrados, principalmente nas sedes municipais;

30. 4 Precipitações • No pluviômetro é lido a altura total de água precipitada, ou seja, a lâmina acumulada durante a precipitação, sendo que seus registros são sempre fornecidos em milímetros por dia ou em milímetros por chuva, com anotação da mesma dependendo da capacidade e do capricho do operador; • Medida da Altura de Neve

31. 4 Precipitações • Pluviômetro

32. 4 Precipitações • O pluviógrafo é mais encontrado nas estações meteorológicas propriamente ditas e registra a intensidade de precipitação, ou seja, a variação da altura de chuva com o tempo; • Este aparelho registra em uma fita de papel em modelo apropriado, simultaneamente, a quantidade e a duração da precipitação;

33. 4 Precipitações • A sua operação mais complicada e dispendiosa e o próprio custo de aquisição do aparelho, tornam seu uso restrito, embora seus resultados sejam bem mais importantes hidrologicamente.

34. 4 Precipitações • Pluviógrafo

35. 4 Precipitações • Pluviógrafo • Para projetos de galerias pluviais devem ser conhecidos as variações da altura de chuva com o tempo  via pluviógrafos (30 anos); • Pluviógrafo é constituído de duas unidades: elemento receptor e elemento registrador;

36. 4 Precipitações • Pluviógrafo • O receptor é semelhante ao de um pluviômetro comum diferindo, apenas, quanto a superfície receptora que é de 200cm2, ou seja, a metade da área do pluviômetro; • O elemento registrador consta de um cilindro oco, dentro do qual fica instalado um equipamento de relojoaria que faz girar um pequeno carretel situado sob o fundo do cilindro;

37. 4 Precipitações • Pluviógrafo • Este cilindro gira uma volta completa em 24 horas  mudança diária do papel com os registros de precipitações ocorridos, bem como o arquivamento contínuo para possíveis consultas futuras dos dados registrados; • Modelo mais empregado no Brasil é o de Hellmann-Fuess;

38. 4 Precipitações • Pluviógrafo Hellmann-Fuess

39. 4 Precipitações • Pluviógrafo Hellmann-Fuess

40. 4 Precipitações • Pluviógrafo Hellmann-Fuess • Durante uma precipitação sobre o receptor a água escorre por um funil metálico 2, até o cilindro de acumulação 3; • Neste cilindro encontra-se instalado um flutuador 4 ligado por uma haste vertical 6 a um suporte horizontal 9, que por sua vez possui em sua extremidade uma pena 8 que imprime sobre o papel do cilindro de gravação 5 a altura acumulada de água no cilindro de acumulação 3;

41. 4 Precipitações • Pluviógrafo Hellmann-Fuess • Deste último, também parte um sifão 11 que servirá para esgotamento da água quando esta atingir uma altura máxima, despejando o volume sifonado em um vasilhame 10 localizado na parte inferior da instalação; • Essa altura máxima é função da capacidade de registro vertical no papel, ou seja, quando a pena atinge a margem limite do papel, imediatamente ocorre o esgotamento, possibilitando que a pena volte a margem inicial continuando o registro acumulado.

42. Pluviógrafo de caçambas basculantes: consiste em uma caçamba dividida em dois compartimentos, arranjados de tal maneira que, quando um deles se enche, a caçamba bascula, esvaziando-o e deixando outro em posição de enchimento. A caçamba é conectada eletricamente a um registrador, sendo que uma basculada equivale a 0,25 mm de chuva. 4 Precipitações

43. Pluviógrafo de peso: Neste instrumento, o receptor repousa sobre uma escala de pesagem que aciona a pena e esta traça um gráfico de precipitação sob a forma de um diagrama (altura de precipitação acumulada x tempo). 4 Precipitações

44. 4 Precipitações

45. Preenchimento de falhas: Pode haver dias sem observação ou mesmo intervalo de tempo maiores, por impedimento do observador ou o por estar o aparelho danificado. Nestes casos, os dados falhos, são preenchidos com os dados de 3 postos vizinhos, localizados o mais próximo possível, da seguinte forma: 4 Precipitações

46. 4 Precipitações • Intensidade das Chuvas • É a quantidade de chuva por unidade tempo para um período de recorrência e duração previstos; • Sua determinação, em geral, é feita através de análise de curvas que relacionam intensidade/duração/frequência;

47. 4 Precipitações • Intensidade das Chuvas • Elaborada por meio de dados pluviográficos anotados ao longo de vários anos de observações que antecedem ao período de determinação de cada chuva; • Para localidades onde ainda não foi definida ou estudada a relação citada, o procedimento prático é adotar-se, com as devidas reservas, equações já determinadas para regiões similares climatologicamente.

48. 4 Precipitações • Pluviógrafo

49. 4 Precipitações • Pluviógrafo: Calcular intensidade pluviométrica em mm/h, nos trechos h1(9 a 10h) e h2 (14 às 16h)

50. 4 Precipitações • Pluviograma