T-05- CHUVA e balanço hídrico rtf

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TEXTO 06- Climatologia
Professor: Rosalve Lucas Marcelino
CHUVA
Chuva é um fenômeno meteorológico que consiste na precipitação de água sobre a superfície da Terra. A
chuva forma-se nas nuvens. Nem todas as chuvas atingem o solo, entretanto: algumas evaporam-se
enquanto estão ainda a cair, num fenômeno que recebe o nome de virga e acontece principalmente em
períodos/locais de ar seco.
A chuva tem papel importante no ciclo hidrológico. A quantidade de chuvas é medida usando um
instrumento chamado pluviômetro, de funcionamento simples: a boca de um funil de área conhecida faz a
colheita das gotas de chuva e acumula-as num reservatório colocado abaixo do funil. Um observador vem
no tempo de amostragem (1 vez por dia, 4 vezes por dia, etc.), e com uma pipeta com escala graduada,
mede o volume de água acumulado no período. Por exemplo, ele pode ter medido que caiu 25 mm por
metro quadrado nas últimas 24 horas.
Convenção meteorológica de medida de chuva
* 1 mm de chuva equivale a 1 litro de água em 1 metro quadrado por hora
No Sistema Internacional de Unidades de Medida utiliza-se a taxa de precipitação expressa em unidades
do SI, nesse caso dada em: (kg/m2/s).
Durante a formação da precipitação, gotas pequenas crescem por difusão de vapor de água, a seguir elas
podem crescer por captura de gotas menores que se encontram na sua trajetória de queda.
Descargas elétrica ocorrem principalmente em nuvens de grande desenvolvimento vertical como os
Cumulus Nimbus, nas quais se encontram além de gotas, também cristais de gelo nas mais variadas
formas.
Os cristais de gelo podem unir-se para formar flocos de neve e outros hidrometeoros em nuvens
super-congeladas.
Tipos de precipitação
Chuvas orográficas: É originada quando uma massa de ar úmido que se desloca, encontra uma barreira
topográfica (serra, montanha, etc), e é forçada a elevar-se, ocorrendo queda de temperatura seguida da
condensação do vapor d’água e formação de nuvens. Chuvas orográficas apresentam pequena intensidade,
e longa duração.
Ciclônicas - Ocorrem no encontro de massas de ar de características distintas (ar quente + ar frio). São
caracterizadas por ser contínuas, apresentarem intensidade baixa a moderada e abrangem grande área.
Abaixo seguem as maneiras com que as frentes quentes e frentes frias se distribuem, originando a
precipitação (chuva).
Chuvas convectivas - 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
camadas próximas da atmosfera terrestre. São caracterizadas por serem de curta duração porém de alta
intensidade e abrangem pequenas áreas.
As precipitações podem estar associadas a diferentes fenômenos atmosféricos sob diferentes escalas de
desenvolvimento temporal e espacial. Por exemplo:
* Chuvas frontais são causadas pelo encontro de uma massa fria com outra quente (e húmida), típicas das
latitudes médias, como as de Inverno no Brasil Meridional.
* Chuvas de convecção são provocadas pela intensa evapotranspiração de superfícies húmidas e
aquecidas (como florestas, cidades e oceanos tropicais). O ar ascende em parcelas de ar que arrefecem de
forma praticamente adiabaticamente (sem trocar calor com o meio exterior) durante a sua ascensão. A
precipitação convectiva é comum no Verão brasileiro, na Floresta Amazônica e no Centro Oeste.
http://www.infoescola.com/meteorologia/massas-de-ar/
http://www.infoescola.com/meteorologia/tipos-de-nuvens/
Sobre a Região Metropolitana de São Paulo também ocorrem tempestades convectivas associadas à
entrada de brisa marítima ao final da tarde com graves conseqüências sobre as centenas de áreas de risco
ambiental. Estas chuvas também são conhecidas popularmente como pancadas de chuva, aguaceiros ou
torós.
* Chuvas orográficas ocorrem quando os ventos húmidos se elevam e arrefecem pelo encontro de uma
barreira montanhosa, como é normal nas encostas voltadas para o mar. São comuns nos litorais,
paranaense (Paraná) e catarinense (Santa Catarina). Esse tipo de precipitação pode estar associado à
presença do efeito Föhn, que condiciona a existência de áreas mais secas a sotavento dessas barreiras.
Efeito Föhn ou Sombra de Chuva (Rainshaddow effect), também conhecido por Chinook, consiste numa
área normalmente cercada por montanhas que apresenta índices de precipitação bastante inferiores à da
área em sua volta.
A orografia de uma determinada área pode exercer grande influência nos totais pluviométricos observados.
Chuvas orográficas ocorrem quando uma parcela de ar dotada de certo calor e umidade movimenta-se
paralelamente à superfície da Terra até encontrar um obstáculo, como a encosta de uma escarpa ou de uma
montanha. Quando isso acontece, o ar tende a continuar seu percurso devido à energia cinética que possui,
elevando-se conforme a inclinação do terreno.
Como o gradiente médio de decréscimo de temperatura, considerando que a parcela de ar apresente um
certo teor de umidade, é de 6 a 7 graus centígrados para cada 1000 metros de elevação, o ar se resfria
cada vez mais à medida que se eleva devido ao obstáculo.
Com isso, essa parcela de ar poderá atingir o ponto de condensação, que ocorrerá quando a temperatura
do ponto de orvalho tornar-se igual ou maior que a temperatura dessa própria parcela, formando colunas de
nuvens de chuva, normalmente situadas sobre esses obstáculos.
Dessa forma, nas áreas situadas a sotavento de um grande obstáculo, como uma cadeia montanhosa, há
uma queda nos totais pluviométricos devido ao ar já ter perdido parte ou a totalidade de sua umidade ao
transpô-lo. A essa área, é dado o nome de zona de sombra de chuva. As chuvas ou precipitações
orográficas são de pequenas intensidades e longa duração, ocupando uma pequena área.
As gotas de chuva
As gotas de chuva não se parecem nada com lágrimas, como se pensa. As menores, com menos de 1mm
de raio, são esféricas. As que crescem mais, começam a deformar na parte de baixo, porque a pressão do
ar puxando para cima na queda começa a conseguir contrariar a tensão superficial que a tenta manter
esférica. Quando o raio excede cerca de 4 mm, o buraco interior cresce tanto que a gota, antes de se partir
em gotas menores, fica com uma forma que quase parece um pára-quedas: a forma de um saco de paredes
finas voltado para baixo, com um anel mais grosso de água em roda da abertura inferior.
As gotas de chuva são muito maiores do que as gotículas das nuvens que são geralmente menores que 15
mícron de tamanho e podem ficar suspensas no ar por muito tempo.
Como são muito maiores e mais pesadas, as gotas de chuva não ficam suspensas no ar e dão origem à
precipitação.
PROCESSO DE FORMAÇÃO DAS CHUVAS
Para responder a essa questão, propomos começar pelo fim do processo. Boa parte da chuva caída se
infiltra na terra, esta entendida como rochas permeáveis, erodidas. Em outras partes do terreno, formada
por rochas impermeáveis, a água da chuva não se infiltra, escorrendo para os ribeirões, córregos e rios
próximos, podendo, inclusive, ir evaporando, parte dela, ao longo do percurso.
O solo onde pisamos e andamos tem entre 5 e 40 km de espessura, dependendo da formação geológica do
lugar. A parte superior do solo é formada, geralmente, por rochas erodidas. A água da chuva se infiltra
nessas rochas até a profundidade onde começa a camada de rochas impermeáveis, que formam o lençol
freático das águas subterrâneas.
O acúmulo sucessivo de chuvas, ano após ano, aumenta a pressão da água nesses lençóis freáticos,
forçando a abertura de caminhos subterrâneos por dezenas ou centenas de quilômetros. Nesse percurso, o
fluxo de água acompanhará o nível ou desnível do lençol freático, ora se elevando, ora descendo, em
obediência à constituição do terreno rochoso encontrado pelo caminho. A água escorrerá subterraneamente
até encontrar uma saída que pode ser uma depressão entre montanhas ou mesmo a encosta de uma delas.
Nascente de Rio e seu Caminho para o Mar
http://orografia
http://terra
http://temperatura
http://orvalhohttp://nuvens
http://chuva
http://sotavento
Na impossibilidade de continuar fluindo no mesmo nível anterior do terreno, a água subterrânea acaba por
formar uma nascente, que outra coisa não é senão o afloramento da água subterrânea. Formada a
nascente, a água seguirá pelos caminhos mais baixos do terreno, em obediência à lei da gravidade.
Qual é o lugar mais baixo da crosta terrestre? O mar, os oceanos. Os rios correm, geralmente, para o mar;
pequenos rios podem correr para grandes lagos, que também são pequenos mares. Os rios em seu
caminho para o mar vão derrubando barreiras e formando vales. O poder de destruição das águas é
avassalador. Penso até que seja o mais poderoso dos elementos básicos do planeta (terra, água, fogo e ar).
Mas, como dizíamos, os rios correm para o mar e, no entanto, ele nunca se enche. Por quê?
Formação das Nuvens
A água dos oceanos, rios e lagos, ao se aquecerem até certo grau de temperatura, digamos, a partir de 10
oC, entra em processo de evaporação. Quanto maior a temperatura das águas, maior será sua evaporação.
O vapor d´água é água em outro estado da matéria, o gasoso. Mais leve do que o ar, ele ganha altitude e
deixa-se levar pelas correntes atmosféricas, os ventos. Quanto mais sobe o vapor d´água mais frio ele se
torna, condensando-se, formando, assim, as nuvens.
São quatro tipos principais de nuvens: nimbos, cúmulos, estratos e cirros, as quais podem combinar entre si
para formar tipos intermediários. A combinação cúmulo-nimbo, por exemplo, é um tipo de nuvem bastante
volumosa, que se ergue verticalmente, à semelhança de altas torres. A formação desse tipo de nuvem
resulta da ação violenta de ventos quentes ascendentes, podendo inclusive ocasionar chuvas de granizo,
como veremos mais adiante.
O grau de concentração da umidade, o índice de saturação do vapor d´água, irá determinar o tipo de
nuvem, bem como sua altitude. Nimbo, por exemplo, é a nuvem espessa e cinzenta, de baixa altitude (700 a
1.500 m), que facilmente se desfaz em chuvas. Os cúmulos são nuvens já bastante aglomeradas, na forma
de grandes bolas de algodão, porém ainda não tão densas como o nimbo, deslocando-se em média altitude
(2000 a 4000 m). Estratos e Cirros são nuvens que se deslocam em altitudes superiores a seis mil metros.
Os estratos apresentam-se na forma de estilhaços de vidro, enquanto os cirros lembram o véu das noivas. 
As nuvens carregadas pelos ventos percorrem o espaço dos continentes e, em sua trajetória, recebem
influência do relevo local, tais como montanhas, planaltos; as grandes florestas; e fenômenos como
correntes atmosféricas e marítimas etc., fatores que acentuam o resfriamento das nuvens, elevando o grau
de saturação do vapor d´água, em relação à área atmosférica envolvida, precipitando, dessa forma, as
chuvas. A terra filtra á água das chuvas, formando as bacias hidrográficas subterrâneas que procuram uma
saída, a nascente, que forma o rio, que corre para o mar, recomeçando o processo de formação das
chuvas.
O Pai das Chuvas
Agora fica a pergunta: quem é o pai das chuvas? Afinal, quem desencadeou o processo de formação da
chuva?
O Sol! O Sol é o pai da chuva. Lá estava a água; e o vento; e a terra; porém, sem a evaporação não
teríamos chuvas. Alguém poderá dizer que o vento também faz evaporar a água. É verdade, porém, o que é
o vento? Como sabemos, o vento é ar em movimento. E quem o movimenta? A diferença de pressão
atmosférica. O que ocasiona a diferença de pressão atmosférica entre duas áreas? A temperatura! E quem
causa variação de temperatura? O Sol!
Tipos de precipitação atmosférica
O granizo é formado geralmente na nuvem cúmulo-nimbo, como mencionado anteriormente. Correntes
atmosféricas quentes e ascendentes assumem a forma de turbilhão no interior da nuvem, elevando o vapor
d´água, que se resfria, à medida que ganha altitude, formando cristais de gelo que se agregam e se
avolumam até ao ponto de seu próprio peso os precipitar na forma de chuva de granizo. A ação violenta dos
ventos expulsa pelas extremidades da nuvem saraivadas de cristais de gelo, o granizo, podendo inclusive
atingir aeronaves que passem pelas cercanias.
Outras vezes, as gotas de chuva ao caírem atravessam uma corrente atmosférica fria, abaixo de zero grau
centígrado (corrente de jacto), que dependendo de sua espessura pode ocasionar a formação de granizo
(chuva de pedra) ou simplesmente uma chuva muito fria.
A neve é formada geralmente em regiões geográficas de clima temperado, frio ou glacial. A neve requer a
presença de núcleos de congelamento nas nuvens, fazendo cessar o fenômeno da superfusão. Em outras
palavras, o vapor d´água congelando-se a temperaturas inferiores a zero grau. Naturalmente, a temperatura
no nível do solo também deve ser igual ou inferior a zero grau.
A neblina resulta do contato das nuvens com a superfície terrestre. É o vapor d´água se condensando em
baixas altitudes, nas matas e encostas montanhosas, geralmente, nas manhãs frias de inverno.
A chuva ácida é um fenômeno decorrente da poluição gerada nos grandes centros urbanos, industriais,
proveniente da produção de energia fóssil, tais como o carvão, o petróleo, outros poluentes. A poluição
pode-se espalhar por grandes áreas do planeta, tangida ou carregada pelos ventos.
A chuva em si já é ligeiramente ácida, porém, seu índice de acidez torna-se bastante elevado com a
emissão para a atmosfera de dióxido de carbono, óxido de nitrogênio e o dióxido de enxofre, que reagem
com as partículas de água presentes nas nuvens, formando os ácidos nítrico e sulfúrico, que, ao se
precipitarem com as chuvas, neve ou neblina, gera o fenômeno da chuva ácida. A ação da chuva ácida
sobre o relevo, os monumentos, a vida vegetal e animal é devastadora, por ser bastante corrosiva.
As Secas
Há certas regiões do planeta onde chove pouco ou quase nunca chove, e aqui dois exemplos: o sertão
nordestino e o deserto de Atacama. A ocorrência de chuvas depende de alguns fatores geográficos locais,
tais como: correntes marítimas, dinâmica dos ventos, zona de convergência intertropical, tipos de relevo,
fenômenos como El Niño, La Niña etc.
O Deserto de Atacama
O deserto de Atacama, particularmente sua faixa costeira que se estende por cerca de mil km, do norte do
Chile ao sul do Peru, é a região mais árida do mundo. Do lado ocidental do Atacama, estende-se o oceano
Pacífico e, neste, a corrente marítima de Humboldt, que por ser muito fria não propicia evaporação local de
suas águas. Na parte oriental, alteia-se a cordilheira dos Andes impedindo a passagem das nuvens
formadas na região amazônica. Na parte superior do deserto, a Puna do Atacama, também não chove por
situar-se nos altiplanos andinos, a mais de 3 mil metros de altitude. Neste caso, as nuvens formadoras de
chuva, os nimbos, não se elevam àquela altitude, precipitando-se antes nos vales e partes baixas do relevo.
O Sertão Nordestino
O Sertão é a sub-região brasileira que apresenta o menor índice pluviométrico do país. Aqui, também,
apontaremos os fatores geográficos responsáveis pelo fenômeno das secas. São eles, continentalidade,
relevo, dinâmica dos ventos, convergência intertropical, El Niño e La Niña.
Continentalidade: entende-se por este termo a maior distância entre uma determinada região e o oceano
mais próximo. Formosa do Rio Preto, BA, minha querida cidade natal, por exemplo, está situada no extremo
oeste baiano, divisa com os estados do Piauí e Tocantins, e separada do sul do Maranhão por um corredor
de 20 quilômetros. A distância entre ela e o litoral baiano é de mil quilômetros. As nuvens formadoras de
chuvas, os nimbos, dificilmente alcançariam a minha cidade, devido ao fenômeno da continentalidade.
Litoral elevado: o cotovelo litorâneo que contorna oitos estados nordestinos forma uma barreira à
passagem das nuvens provenientes do oceano. O litoral baiano, por exemplo, é chuvoso; a zona da mata é
chuvosa. O Agreste, situado nos baixos platôs das chapadas, constitui uma região de transição entre a zona
da mata e o sertão. Lá também chove, mas não tantoquanto o litoral. Assim, quando os ventos rumam para
o sertão já não carregam tanta umidade, chovendo muito pouco e em curto espaço de tempo (três a quatro
meses ao ano). Se fosse possível a abertura de grandes vales ao longo do relevo litorâneo nordestino,
talvez as nuvens formadoras de chuva chegassem com mais frequência ao sertão.
A partir do Outono e até meados da Primavera, as nuvens cruzam o espaço do Sertão com altitude acima
dos 2.000 m, nuvens predominantemente do tipo estratos e cirros, pouco densas em umidade.
Relevo cristalino: constituindo boa parte dos terrenos do sertão e com baixa porosidade de suas rochas, o
que dificulta a formação de reservas de água subterrâneas. Há, contudo, um raro exemplo de aquífero na
região, o Gurgueia, no estado do Piauí. Terrenos cristalinos e baixo índice pluviométrico geram paisagem
botânica de clima semiárido, que, por sua vez, contribui para a permanência do fenômeno climático na
região. Como o Sertão (aférese de desertão) não está ladeado por desertos, sua paisagem botânica
apresenta-se como um tipo único do planeta, o bioma da caatinga (caa tinga, matas brancas, em Tupi). 
Dinâmica dos ventos: quando as águas do Atlântico se aquecem proporcionalmente mais do que as águas
do Pacífico, ocorre a formação de grandes frentes provindas do litoral maranhense. Litoral baixo que
permite o avanço das nuvens pelo sul do estado, norte de Tocantins, sul do Piauí e oeste da Bahia. Outras
vezes, há convergência com a frente que provém do litoral baiano. A convergência dessas frentes
raramente acontece, porém, em determinados anos, há abundância de chuvas no sertão.
Convergência intertropical: em termos mais amplos é a área que circunda a Terra, próxima ao equador,
onde os ventos alísios originários dos hemisférios Norte e Sul se encontram. Esse fenômeno concorre para
a formação de grandes faixas de nuvens, ocasionando frequentemente tempestades. No hemisfério Sul, os
alísios se movem de sudeste para noroeste, podendo variar, no entanto, ao longo do ano, devido ao próprio
movimento da Terra. A umidade da floresta amazônica é também indutora da formação de chuvas.
Ainda com relação ao sertão nordestino, vale lembrar que as áreas com menores índices pluviométricos
estão localizadas no vale do S. Francisco (Bahia e Pernambuco) e nas escarpas ocidentais da chapada da
Borborema (PB), chegando a apresentar índice pluviométrico anual de 250 mm.
El Niño e La Niña são fenômenos mais gerais, ligados à variação da temperatura das águas do Pacífico,
que terminam por afetar a dinâmica dos ventos e das chuvas, globalmente. Esses fenômenos ocorrem entre
três e sete anos, ou média estimada de três ou quatro anos.
El Niño está relacionado com a elevação da temperatura e o aumento da evaporação das águas do
Pacífico, quando, então, os ventos alísios carregam bastante umidade principalmente para a América do
Sul. La Niña representa o período de resfriamento das águas oceânicas do Pacífico e, nesses anos, as
águas do Atlântico, em contrapartida, ficam, relativamente, mais aquecidas, favorecendo a formação de
chuvas no nordeste brasileiro, nos meses de dezembro a fevereiro, principalmente nos estados do MA, PI,
CE e RGN.
Monções e Tufões: No sul e sudeste da Ásia ocorrem, anualmente, as monções, e, não raro, os tufões,
ambos decorrentes da diferença de temperatura e pressão atmosférica entre as águas oceânicas dos
oceanos Índico e Pacifico e o continente. Os ventos de monção da primavera e verão carregam bastante
umidade ocasionando as chuvas de monção em todo o sul e sudeste asiático. No Outono e Inverno, os
ventos agora secos e frios alternam o sentido, soprando do continente para os oceanos.
Os tufões, por sua vez, ocorrem durante a passagem do Inverno para a Primavera. Nessas ocasiões, o
continente se aquece mais rapidamente do que as águas oceânicas, ocasionando a formação de uma zona
de alta pressão nos oceanos Índico e Pacífico. Por ser um fenômeno tropical, ele também se manifesta no
golfo do México, e lá recebe o nome de furacão. Tufões e furacões têm efeitos desastrosos, tanto para o
sudeste asiático quanto para os países da América Central, México e sul dos Estados Unidos
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÂO CLIMATOLÓGICO
A aquisição de conhecimentos relativos ao tempo é um objetivo do ramo da ciência denominada
meteorologia. Os fenômenos meteorológicos são estudados a partir das observações, experiências e
métodos científicos de análise. A observação meteorológica é uma avaliação ou uma medida de um ou
vários parâmetros meteorológicos. As observações são sensoriais quando são adquiridas por um
observador sem ajuda de instrumentos de medição, e instrumentais, em geral chamadas medições
meteorológicas, quando são realizadas com instrumentos meteorológicos.
Portanto, os instrumentos meteorológicos são equipamentos utilizados para adquirir dados meteorológicos
(termômetro/temperatura do ar, pressão atmosférica/barômetro, higrômetro/umidade relativa do ar etc).
A reunião desses instrumentos em um mesmo local, é denominada estação meteorológica. E o conjunto
dessas estações distribuídas por uma região, é denominado rede de estações meteorológicas.
Anemógrafo - Registra continuamente a direção (em graus) e a velocidade instantânea do vento (em m/s), a
distância total (em km) percorrida pelo vento com relação ao instrumento e as rajadas (em m/s).
Anemômetro - Mede a velocidade do vento (em m/s) e, em alguns tipos, também a direção (em graus).
Barógrafo - Registra continuamente a pressão atmosférica em milímetros de mercúrio (mm Hg) ou em
milibares (mb).
Barômetro de Mercúrio - Mede a pressão atmosférica em coluna de milímetros de mercúrio (mm Hg) e em
hectopascal (hPa).
Evaporímetro de Piche - Mede a evaporação - em mililitro (ml) ou em milímetros de água evaporada - a
partir de uma superfície porosa, mantida permanentemente umedecida por água.
Heliógrafo - Registra a insolação ou a duração do brilho solar, em horas e décimos.
Higrógrafo - Registra a umidade do ar, em valores relativos, expressos em porcentagem (%).
Piranógrafo - Registra continuamente as variações da intensidade da radiação solar global, em cal.cm ².mm
¹.
Piranômetro - Mede a radiação solar global ou difusa, em cal.cm ².mm ¹.
Pluviógrafo - Registra a quantidade de precipitação pluvial (chuva), em milímetros (mm).
Pluviômetro - Mede a quantidade de precipitação pluvial (chuva), em milímetros (mm).
http://www.inmet.gov.br/html/informacoes/sobre_meteorologia/instrumentos/
http://www.inmet.gov.br/html/informacoes/sobre_meteorologia/instrumentos/
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Psicrômetro - Mede a umidade relativa do ar - de modo indireto - em porcentagem (%). Compõe-se de dois
termômetros idênticos, um denominado termômetro de bulbo seco, e outro com o bulbo envolvido em gaze
ou cadarço de algodão mantido constantemente molhado, denominado termômetro de bulbo úmido.
Tanque Evaporimétrico Classe A - Mede a evaporação - em milímetros (mm) - numa superfície livre de
água.
Termógrafo - Registra a temperatura do ar, em graus Celsius (°C).
Termohigrógrafo - Registra, simultaneamente, a temperatura (°C) e a umidade relativa do ar (%).
Termômetros de Máxima e Mínima - Indicam as temperaturas máxima e mínima do ar (°C), ocorridas no dia.
Termômetros de Solo - Indicam as temperaturas do solo, a diversas profundidades, em graus Celsius (°C).
Balanço hídrico
Em hidrologia, balançohídrico é o resultado da quantidade de água que entra e sai de uma certa porção do
solo em um determinado intervalo de tempo. Quando se consideram as condições disponíveis no meio
ambiente, torna-se evidente que a humanidade, a civilização e a tecnologia estão sendo rapidamente
ameaçadas em seus limites de desenvolvimento. Tais limites resultam das reservas naturais de
matérias-primas, produção de alimentos e energia além do suprimento de água potável. Em um
planejamento sistemático para o futuro, o suprimento e a demanda de água devem ser consideradas
conjuntamente de forma a se equilibrar esse balanço, com a ajuda do qual será possível o desenvolvimento
do homem e do mundo.
O balanço hídrico representa este equilíbrio de forma matemática, para que ele possa ser considerado em
obras de engenharia e planejamento de áreas de uso agrícola, florestal, vias fluviais, entre tantos outros
exemplos.
Um dos recursos mais importantes da Terra é a água. Ela ocorre em três estados da matéria: na forma
sólida, líquida e gasosa; A água tem uma função crítica em quase todas as esferas da vida. Sua importância
pode ser ilustrada por meio de alguns exemplos:
∙ A água é um elemento construtivo na fotossíntese das plantas e é um constituinte dos organismos;
∙ A água é um solvente para os nutrientes do solo;
∙ A água é de necessidade vital: o ar seco extrai de 1 a 2 kg de água diariamente do corpo humano;
∙ A água é um condutor de energia;
∙ A água é um meio de transporte meio de transporte (águas residuárias, canais de drenagem,
navegação);
∙ A água é o mais importante regularizador de energia no balanço energético da Terra; sem a
evaporação, a vida na Terra na sua forma atual seria impossível;
Nas zonas úmidas da Terra há um superávit de água, sendo que seu valor foi subestimado por muito tempo.
As zonas áridas da Terra, onde há sempre (ou por longos períodos no ano) escassez de água, esta é
considerada por seus habitantes como uma preciosidade.
A tabela abaixo apresenta uma estimativa feita por N. Meinardus (1928) e H. Hoinkes (1968) da quantidade
de água disponível no planeta Terra. O volume total da água como uma fração do volume da Terra
(1,082x1012 km3) é de cerca de 1:777,2 ou 0,00129.
Volumes de água na Terra
Fonte Volume (km3) Volume (%)
Oceanos 1.348.000.000 92,39%
Gelo polar, geleiras, icebergs 227.000.000 2,01%
Água subterrânea, umidade do solo 8.062.000 0,58%
Lagos e rios 225.000 0,02%
Atmosfera 13.000 0,001%
Soma 1.583.300.000 95,001%
Água potável 36.020.000 4,50%
Uma parte da reserva de água está em circulação contínua e compõe uma transferência, pois evapora das
superfícies líquidas e do solo e após a condensação na atmosfera é depositada novamente nas superfícies
como precipitação líquida (chuva) ou sólida (neve, granizo). Pela precipitação, a evaporação e o
escoamento superficial são sempre repostos como água potável. O vapor de água em circulação na
atmosfera formaria com sua completa condensação e precipitação uma camada de água de somente 2 a
3 cm de profundidade na superfície da Terra. Comparando-se com a média de precipitação anual na Terra
(97 cm), deduz-se que a vida média de uma molécula de água na atmosfera é de cerca de 10 dias. A água
http://www.inmet.gov.br/html/informacoes/sobre_meteorologia/instrumentos/
http://www.inmet.gov.br/html/informacoes/sobre_meteorologia/instrumentos/
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disponível para uso na superfície da terra, da qual a humanidade, a economia e a indústria dependem,
constitui apenas uma fração da água total da terra e é renovada pelo ciclo hidrológico.
A vazão de saída de um sistema hidrológico fechado não pode ocorrer até que se acumule água a uma
profundidade mínima para fornecer carga necessária ao escoamento, mas devido à intensidade da chuva
nesse sistema, a profundidade da água retida (retenção superficial) aumenta. Com o cessar da precipitação,
a água retida na superfície se transforma em vazão de saída do sistema. Nesse caso, toda a entrada se
transforma em saída, negligenciando-se a pequena quantidade de água retida eletricamente na superfície e
também qualquer evaporação ocorrida durante o período (uma suposição razoável para o sistema descrito).
Este exemplo elementar deve sugerir que qualquer sistema hidrológico pode ser descrito por um balanço
hídrico para se poder explicar a disposição das entradas de água no sistema e a variação no
armazenamento. A simplicidade do balanço hídrico é, no entanto, frequentemente enganosa, pois como
será visto adiante, os termos da equação não podem ser quantificados facilmente ou adequadamente.
Uma versão mais generalizada do balanço hídrico poderá explicar os vários componentes de um ciclo
hidrológico e fornecer a visão de técnicas de resolução de problemas em regiões hidrológicas complexas.
Tais regiões podem estar definidas pela topologia, limitadas politicamente ou especificadas arbitrariamente.
Uma bacia é uma área definida topograficamente, drenada por um rio ou sistema de rios tal que toda a
vazão é descarregada em uma única saída. Os estudos de recursos hídricos eram conduzidos, no passado,
em bacias hidrográficas, pois estas áreas simplificam a aplicação do balanço hídrico. Teoricamente, um
balanço é possível para qualquer tipo de região, embora a possibilidade de dados e o grau de refinamento
dos métodos analíticos determine a aplicabilidade daquele em um senso prático.
O balanço hídrico de uma área unitária da superfície da Terra é formado pelos seguintes componentes:
∙ P = precipitação;
∙ E = evaporação;
∙ Q = descarga, escoamento;
∙ R = reserva, armazenamento;
∙ U = uso, consumo.
A dificuldade em se resolver problemas práticos repousa principalmente na inabilidade em se medir ou
estimar adequadamente os vários termos da equação do balanço hídrico. Para estudos locais, são feitas
frequentemente medidas seguras, mas a avaliação em uma escala global é usualmente grosseira. A
precipitação é avaliada por medidores dispostos em uma área. O escoamento superficial pode ser medido
de várias formas, tais como medidores em barragens, medidores de velocidade de fluxo, etc..
Em boas condições, estas medições são frequentemente 95% precisas, mas grandes vazões não podem
ser medidas pelos métodos tradicionais. A umidade do solo pode ser determinada usando-se provas de
nêutrons e métodos gravimétricos; a infiltração determinada localmente por infiltrômetros ou estimada
através dos dados de chuva-escoamento. Contudo as estimativas de umidade do solo e infiltração são
geralmente muito pobres. Também a determinação da quantidade de água evaporada e transpirada é
extremamente difícil no atual estágio de desenvolvimento da ciência.
A equação do balanço hídrico é um instrumento extremamente útil e que pode ser usado de várias maneiras
para estimar a magnitude e distribuição no tempo das variáveis hidrológicas.