Características da Precipitação e Funcionamento do Pluviômetro

Precipitação chuva e Pluviômetro A precipitação consiste na água que chega à superfície terrestre proveniente do vapor dágua na atmosfera sob a forma de chuva granizo neve orvalho etc As grandezas característica s das medidas pluviométricas segundo Pedrazzi 2004 são a Altura pluviométrica medidas realizadas nos pluviômetros e expressas em milímetros Representa a lâmina dágua que se formaria sobre o solo como resultado de certa chuva caso não houvesse escoamento infiltração ou evaporação da água precipitada b Duração período de tempo contado desde o início até o fim da precipitação expresso geralmente em horas ou minutos c Intensidade da precipitação velocidade de chuva isto é a relação entre a altura pluviométrica e a duração da chuva expressa em mmh ou mmmin Para as condições climáticas do Brasil onde a absoluta maioria da precipitação cai sob a forma de chuva mais de 99 medese convencionalmente da precipitação pontualmente por meio de aparelhos chamados pluviômetros e pluviógrafos Santos et al 2001 d Frequência número de ocorrências de uma determinada precipitação no decorrer de um intervalo de tempo fixo e Tempo de retorno ou Período de retorno Representa o tempo médio de anos que a precipitação analisada apresente o esmo valor ou maior O pluviômetro é um recipiente metálico dotado de uma superfície de captação horizontal delimitada por um anel metálico com capacidade volumétrica para conter as maiores precipitações possível em um intervalo de 24 horas Portanto pluviômetro é um aparelho de meteorologia usado para recolher e medir em milímetros lineares a quantidade de líquidos ou sólidos chuva neve granizo precipitados num determinado tempo e local Há vários modelos de pluviômetros em uso no mundo que diferem pelos detalhes construtivos No Brasil o mais difundido é o do tipo Ville de Paris Santos et al 2001 Naghettini 1997 O pluviômetro Ville de Paris possui uma área de captação de 400 cm 2 de modo que um volume de 40 ml corresponde a 1 mm de precipitação é geralmente instalado a 15 metros do solo O volume de chuva acumulado no aparelho é retirado por meio de uma torneira situada no fundo do aparelho em horários prefixados em estações da ANEEL às 700 h e em seguida é transformado em altura diária de precipitaçãomm através de provetas especificamente graduadas para a superfície de 400 cm 2 Santos et al 2001 Naghettini 1997 PluviogramaFonte Pedrazzi 2004 Foto de um Pluviômetro Ville de Paris Foto de um Pluviógrafo Fonte SONDATERRA 2009 Fonte FAEMUFPEL 2009 Em geral cada pluviograma tem a extensão de um dia pluviógrafo diário ou de uma semana pluviógrafo semanal Existe ainda um mecanismo que faz se a chuva acumulada atingir o limite da escala vertical a pena voltar automaticamente ao zero quando se diz que o pluviógrafo sifonou Santos et al 2001 Conceito geral de pluviômetro Fornecem a quantidade de chuva que ocorreu no período sem interessar a hora inicial e a intensidade de cada chuva Coletase a chuva em um recipiente qualquer copo balde garrafa funil etc Tipos de Precipitação Existem três causas primárias de formação da chuva e todas elas têm a ver com a ascensão de massa de ar quente e úmida na atmosfera Tal massa de ar ascende a um nível de menores temperaturas onde o ponto de orvalho pode ser atingido ou excedido São três as diferentes causas de formação e ocorrência da precipitação de acordo com o fator responsável pela ascensão de ar 1ª Precipitação orográfica resulta quando uma massa de ar quente e úmida movendose ao longo de uma região é forçada a ascender devido a uma obstrução como altas cadeias de montanha ilustrada pela Figura 1 2ª Precipitação frontal resulta do confronto entre duas grandes massas de ar uma quente e outra fria Se a massa fria é a que avança o resultado é uma frente fria se a quente avança uma frente quente se desenvolve ilustradas pela Figura 2 3ª Precipitação convectiva resulta como uma massa de ar instável rapidamente se eleva na atmosfera a partir de uma área que se aqueceu O ar quente e úmido sobe e desce frio e seco São chuvas de grande intensidade e pequena duração podendo ocasionar inundações em pequenas áreas ou bacias Figura 3 Figura 1 Precipitação orográfica Figura 2 Chuvas frontais Figura 3 Chuvas convectivas O s dois primeiros tipos ocupam grande área têm intensidade de baixa a moderada longa duração e são relativamente homogêneas No ponto de vista da engenharia os dois primeiros tipos interessam ao projeto de grandes trabalhos de obras hidroelétricas controle de cheias e navegação enquanto que o último tipo interessa às obras em pequenas bacias como o cálculo de bueiros galerias de águas pluviais etc Climatologia A Climatologia está diretamente relacionada com a Hidrologia em função dos principais fatores que influenciam o clima São eles Temperatura é a quantidade de calor que existe no ar Corresponde à quantidade de energia absorvida pela atmosfera após a propagação do calor absorvido pelo planeta nas porções sólidas e líquidas Umidade corresponde à quantidade de vapor de água encontrada na atmosfera Pressão Atmosférica pressão exercida pela atmosfera sobre qualquer superfície em virtude de seu peso Pode variar de acordo com a altitude e latitude Vento ar atmosférico em movimento Chuvas são resultados da saturação do vapor dágua que se condensa passando do estado gasoso para o líquido Precipitações Médias sobre uma bacia hidrográfica MÉTODO DA MÉDIA ARITMÉTICA Consiste na soma das precipitações observadas nos postos que estão dentro da bacia Este método só é recomendado para bacias menores que 5000 km 2 com postos pluviométricos uniformemente distribuídos e a área for plana ou de relevo suave e dividir o resultado pelo número deles MÉTODO DOS POLÍGONOS DE THIESSEN média ponderada Polígonos de Thiessen são áreas de domínio de um posto pluviométrico Considerase que em toda área a altura pluviométrica é a mesma do respectivo posto Método da Média Aritmética Método da média Ponderada Exercícios 1 Uma caixa dágua retangular de base 40 x 40 cm contém 9 L de água Qual a altura de água em mm 2 Um solo absorveu 15 L de água em cada metro quadrado Qual a altura de água absorvida 3 Um pluviômetro com diâmetro 30 cm coletou 2328 cm 3 de água em 8 h Qual o total de chuva e sua intensidade média 4 Dois pluviômetros um de área de captação de 200 cm 2 e outro de 5 cm 2 são submetidos a uma chuva e coletam 015 e 038 L de água respectivamente Qual o valor da chuva para os dois pluviômetros 5 Um lote de 5 ha recebeu uma chuva de 12 mm Quantos m 3 de água atingiram o solo 6 Dois pluviômetros instalados numa mesma área suficientemente próximos um do outro foram submetidos a uma chuva de 4 horas e 32 minutos O diâmetro do pluviômetro P 1 era 60 maior que o diâmetro do pluviômetro P 2 Considerando que P 1 coletou 2100 cm 3 de água determine o volume coletado por P2 7 O volume de água acumulada em um pluviômetro de 200 cm 2 de área de captação foi 2 L Calcular a altura de chuva correspondente 8 Um pluviômetro de 35 cm de diâmetro foi submetido a uma chuva de 4 horas O volume de água coletado foi de 1800 cm 3 Determine a a altura de chuva mm b a intensidade de chuva mm h 1 9 Na determinação da precipitação média de uma região dispunhase da precipitação coletada em cinco pluviômetros como se segue P 1 105 mm P 2 85 mm P 3 92 mm P 4 76 mm e P 5 80 mm As áreas de influência foram respectivamente A 1 25 ha A 2 A 3 A 1 13 A 5 A 4 A 5 53A 1 Calcule a precipitação média pelos métodos da média aritmética e da média ponderada método de Thiessen 10 Um balde com diâmetro superior de 29 cm e diâmetro da base de 24 cm apresentou 7 cm de água em 24 horas Calcule a altura da precipitação equivalente