UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL
DISCIPLINA ELEMENTOS DE RECURSOS HÍDRICOS A
Prof
º: Toshio Nishijima
PRECIPITAÇÃO
PLUVIAL
Acadêmicos:
Fábio Thewes
Jardel Kirchner
Maíne Lerner
1
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Precipitação pluvial
Tipologia: Notas de estudo
2014
1 / 15
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL
DISCIPLINA ELEMENTOS DE RECURSOS HÍDRICOS A
Prof
º: Toshio Nishijima
PRECIPITAÇÃO
PLUVIAL
Acadêmicos: Fábio Thewes Jardel Kirchner Maíne Lerner
1
Santa Maria, maio de 2013.
2
1. INTRODUÇÃO
A variabilidade climática pode afetar de forma importante a vida econômica e social da população, na geração de energia, nas atividades agrícolas, principalmente, no que diz respeito ao setor da produção de alimentos. Dentro da variabilidade climática, a precipitação pluvial é um dos fatores de grande influência nas atividades agrícolas, podendo tanto aumentar como reduzir a produtividade destas atividades. O Rio Grande do Sul tem sua economia baseada estritamente na agricultura. Apesar disso, a agricultura ainda tem grande dependência da precipitação pluvial para conseguir produzir satisfatoriamente. Este fato se deve, essencialmente, a má distribuição das chuvas durante as estações do ano, ou seja, durante o inverno ocorre excesso de chuvas e durante o verão ocorrem estiagens.
2. ORIGEM DAS PRECIPITAÇÕES
Para que se complete o ciclo hidrológico, torna-se necessário o retorno da água a superfície terrestre através da precipitação pluvial. Entretanto, para que ocorra a precipitação pluvial várias energias estão envolvidas, como a energia solar, gravidade, entre outras. Os fenômenos mais importantes para a ocorrência da precipitação são a evaporação e a evapotranspiração. Estes dois fenômenos, em conjunto, são responsáveis pelo aumento do teor (nível) de umidade da atmosfera. Para que aconteçam estes dois fenômenos (evaporação e evapotranspiração) a água muda de fase, da líquida para gasosa, necessitando de energia que no caso provém do sol (energia solar). Com o aumento da umidade da atmosfera e a incidência de correntes de ar ocorre a formação das nuvens e seu deslocamento de uma região para outra. No interior das nuvens existem sais que forma núcleos de condensação da água formando gotas minúsculas. Posteriormente, ocorre o aumento destas gotas, fenômeno chamado de coalescência, até que estas sofram a ação da gravidade e caem na forma de chuva.
Em alguns casos, principalmente no verão, acontece uma ascensão, a altitudes muito elevadas, das nuvens ocasionando a cristalização das gotas de agua, formadas pelo fenômeno da coalescência, dando origem a um dos tipos mais temidos de precipitação pluvial, o granizo. As nuvens que possuem este tipo de comportamento são chamadas do tipo Nimbus. Em alguns casos, ocorre uma precipitação pluvial com pequenas pedras de gelo não caracterizando um granizo típico, este fenômeno é chamado e saraiva e que tem como causa o resfriamento repentino dos vapores que formam as nuvens. Outra forma de precipitação pluvial é a neve. A neve é um fenômeno não muito comum na nossa região (Rio Grande do Sul), entretanto, nos locais onde ocorre com maior frequência possui grande influência na agricultura. A formação dos flocos de neve pode ocorre tanto no interior das nuvens como abaixo dela. Par que isso ocorra à temperatura do ar deve estar inferior ao ponto de solidificação da agua.
3. FORMAS DE PRECIPITAÇÕES...................................................................
Existem várias formas de chuva que dependem do tipo de nuvem que as da origem, da temperatura, dos ventos, etc. As nuvens que dão origem às precipitações são as do tipo estratos e cúmulos. As precipitações acontecem no momento em que o vapor de água que se encontra nas nuvens se congela em razão da altitude, a partir dessa condensação desloca-se em direção à superfície terrestre em estado líquido ou sólido.
Chuva É uma precipitação atmosférica constituída por gotas de água de dimensões variáveis com classificação meteorológica de gotas superiores a meio milímetro de diâmetro. Como as demais precipitações, a chuva resulta da condensação, decorrente normalmente da ascensão de massas de ar, de gotículas de vapor d'água que se integram às nuvens e formam núcleos de alta densidade.
Granizo
diretamente para o estado sólido, se depositando sobre as superfícies e conferindo um aspecto esbranquiçado sobre a paisagem.
Orvalho É um fenômeno físico no qual a umidade do ar precipita por condensação na forma de gotas, pela diminuição brusca da temperatura ou em contato com superfícies frias.
Saraiva São pequenos pedaços de gelo, com um diâmetro superior a 5 mm, que se formam a grandes altitudes e atingem a superfície.
4. TIPOS DE CHUVAS.....................................................................................
4.1. Precipitação orográfica...........................................................................
Também denominada chuva de relevo, é a chuva que ocorre quando uma massa de ar carregada de umidade sobe ao encontrar uma elevação do relevo, como por exemplo, uma montanha. O ar mais quente (mais leve e, geralmente, mais úmido) é empurrado para cima. Ocorre a condensação do vapor, provocando chuva. Quando a massa é forçada a ascender, precipita a barlavento, em muitos casos não precipita do outro lado, a sotavento. Estas chuvas acontecem com frequência onde o releve é elevado. Caracterizam-se pela longa duração e baixa intensidade, abrangendo grandes áreas por várias horas continuamente e sem descargas elétricas. O efeito orográfico é a influência do relevo no deslocamento das massas de ar, seu estudo é importante para observar qual a relação com a barreira ao deslocamento das massas de ar e o clima como consequência de suas influências, gerando áreas de sombra pluvial, que são as áreas que deixam de receber chuvas por conta da barreira criada pelo relevo. Sendo assim a orografia faz com que as vertentes situadas a barlavento apresentem totais de precipitação mais elevados aos apresentados pelas vertentes a sotavento, que são as áreas de sombra pluvial.
As gotas de chuva não seguem a mesma formação que as gotas de água que caem de uma bica ou de uma torneira. As menores, com menos de 1mm de raio, na verdade, são esféricas. As que crescem mais, começam a se deformar na parte de baixo, porque a pressão do ar as puxa para cima durante a queda, momento em que começa a conseguir contrariar a tensão superficial que a mantém esférica.
4.2. Precipitação convectiva..........................................................................
Também denominadas chuvas de verão, são chuvas causadas pelo movimento de massas de ar mais quentes que sobem e condensam. As chuvas convectivas ocorrem principalmente, devido à diferença de temperatura nas em camadas próximas da atmosfera terrestre. São caracterizadas por serem de curta duração, porém de alta intensidade, frequentes descargas elétricas e que abrangem pequenas áreas. As chuvas de verão ocorrem nesta época do ano, pois é a época mais quente. Desta maneira, há um acúmulo de umidade no ar durante o dia, e quando este ar começa a esquentar demais, é forçado a ascender e com isso leva toda a umidade junto. Desta maneira, este é um tipo de chuva que se forma no local e precipita no mesmo. São típicas das regiões tropicais. O aquecimento desigual da superfície terrestre provoca o aparecimento de camadas de ar com densidades diferentes, o que gera uma estratificação térmica da atmosfera em equilíbrio instável. Se esse equilíbrio, por qualquer motivo (vento, superaquecimento), for
Esse tipo de chuva é muito comum no litoral nordestino. São caracterizadas por ser contínua, apresentarem intensidade baixa a moderada e abrangem grande área.
5. MEDIDAS DA PRECIPITAÇÃO....................................................................
Os objetivos da medição da precipitação podem variar de acordo com as necessidades dos pesquisadores ou técnicos. Por exemplo, pode-se estar interessado apenas na obtenção dos dados de chuva para um dado local, assim a medição realizada em um ponto apenas pode ser suficiente, sendo que a distribuição espacial da chuva não é de interesse imediato. Por outro lado, pode haver grande interesse na medição de chuva ocorrida em uma área definida, como uma bacia hidrográfica, por exemplo, e neste caso a variação espacial é importante. O interesse na obtenção dos dados pode ainda estar mais relacionado às características de cada precipitação (intensidade, duração, frequência, perfil, etc.), independentemente da área ou local. Basicamente, existem duas maneiras de medir a chuva: pontualmente, com o uso de pluviômetros ou pluviógrafos; e espacialmente, utilizando-se radares meteorológicos.
4.4. Medidas pontuais
O pluviômetro e o pluviógrafo são aparelhos que permitem medir as precipitações. A diferença entre ambos é que o pluviógrafo registra
automaticamente, num suporte os dados, ao contrário do pluviômetro que precisa de leituras manuais a intervalos de tempo fixos. É essencial lembrar que a aquisição de dados de chuva de boa qualidade é bastante difícil, embora a medição e os aparelhos sejam simples. Portanto, é muito raro encontrar uma série de dados pluviométricos ou pluviógrafos confiável. Antes de criticar ou de analisar a consistência dos dados, é necessário ter um bom conhecimento dos métodos de aquisição, dos aparelhos usados, dos lugares de instalação e, ainda da personalidade dos observadores. O pluviômetro é mais utilizado devido à simplicidade de sua instalação, operação e custo. No pluviômetro é lida 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 dos mesmos. O pluviômetro é um recipiente de volume suficiente para conter as maiores precipitações dentro do intervalo de tempo definido para a frequência das observações (em geral 24 horas). Acima desse recipiente é colocado um funil com um anel receptor biselado que define a área de interceptação. O anel deve ficar bem horizontal. O índice pluviométrico em milímetros indica o volume em litros de água que caíram em um metro quadrado de área, assim uma chuva de 20 mm corresponderá à precipitação de 20 litros de água por metro quadrado. Para a medição da variabilidade temporal dos eventos chuvosos torna necessário o uso de um equipamento automático, denominado pluviógrafo, que permite medir as intensidades das chuvas durante intervalos de tempo inferiores àqueles obtidos com as observações manuais feitas nos pluviômetros. Este aparelho registra em uma fita de papel em modelo apropriado, simultaneamente, a quantidade e a duração da precipitação. A sua operação é mais complicada e dispendiosa e o próprio custo de aquisição do aparelho, tornam seu uso restrito, embora seus resultados sejam bem mais importantes hidrologicamente.
4.5. Medida espacial
A medição das precipitações é um processo simples e fácil, todavia, os erros a ela associados são, também, fáceis de aparecer, podendo atingir valores de até 10%. Em geral, os principais erros ocorridos em medições de precipitação são devidos a: a) obstruções físicas tais como árvores, edifícios, muros, etc.; b) perda, por evaporação, de parte da precipitação captada no pluviômetro; c) perda de parte da precipitação pela aderência às paredes dos recipientes e das provetas medidoras; d) erros de leitura na medição do volume da água coletada; e e) respingos da chuva de dentro para fora ou de fora para dentro do recipiente.
6. CONCLUSÃO.............................................................................................
A chuva é um dos principais elementos meteorológicos determinantes da produção agrícola, juntamente com a radiação solar e temperatura do ar. O homem necessita cada vez mais aprender sobre os recursos terrestres e aquáticos, assim como os recursos aquáticos, para uma ação humana mais planejada para a ocupação do espaço na terra, utilizando-se assim da racionalidade para respeitar os recursos limitados e preservar o meio ambiente. A variabilidade da precipitação pluvial é apontada como um dos maiores riscos para a agricultura no Estado do Rio Grande do Sul (RS). Por isso, conhecer e entender a variabilidade da precipitação é muito importante, pois possibilita estimar tendências predominantes de certas anomalias, as quais podem ser manejadas para minimizar perdas e danos nos mais diversos segmentos, como no cultivo agrícola, atividade industrial e até mesmo na segurança da população.