Aula 5 - Precipitação

Prévia do material em texto

11/3/2013
1
Precipitação
Prof. Luis César de Aquino Lemos Filho
Dr. Engenharia de Água e Solo
Universidade Federal Rural do Semi-Árido
Mossoró, RN
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 ATMOSFERA:
 Camad a gasosa que envolve a t erra, const ituída
por uma mistura complexa d e gases que var iam
em função do t empo, da situação geográfica, da
altitude e das estações do ano.
 Os gases predominantes são o nitrogênio (78%)
e o oxigênio (21%).
 O vapor de água no ar atmosférico varia até um
máximo próximo de 4%.
 Em percentagens menores o ar atmosfér ico
também cont ém partículas orgânicas e
inorgânicas, que têm um papel fund amental no
ciclo hidrológico, pois formam os núcleos de
condensação do vapor de água nas nuvens.
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 ATMOSFERA:
AR Natural
AR Seco
Vapor d’água
Partículas sólidas em suspensão
AR Seco
Nitrogênio + Oxigênio = 99%
Argônio = 0,93%
CO2 = 0,03%
Outros (Ozônio, Hidrogênio, Hélio, Neônio, etc.)
Vapor d’água
Varia de 0 a 4%
0% - Regiões desérticas
4% - Florestas tropicais
Partículas sólidas (aerossóis)
Sais de origem orgânica e inorgânica
Explosões vulcânicas
Combustão de gás, carvão e petróleo
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 TROPOSFERA:
 A maior parte do ar atmosférico e do vapor d e
água encontra-se na camada mais próxima à
superfície, chamada troposfera.
 Esta camada tem uma espessura de 10 a 12 Km.
 A t emperat ura do ar na troposfera é maior ao
nível do mar e menor no t opo da camada. O
gradiente d e temperatura é d e
aproximadamente 6,5 oC a cada quilômetro.
 Assim, se ao nível do mar a t emperatura é d e
20 oC, no topo da troposfera a t emperatura é
de, aproximadamente, -45 oC.
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
Circulação da atmosfera se a terra NÃO girasse...
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
Circulação geral aproximada...
Se analisarmos a
circulação geral das
massas de ar na Terra,
podemos verificar a
distribuição geral das
precipitações...
...são as chamadas 
Células de Hadley...
11/3/2013
2
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
CÉLULAS DE HADLEY:
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
Zonas de pressão atmosférica:
Circulação idealizada Circulação real
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Precipitação média anual:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Precipitação média em Janeiro:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Precipitação média em Julho:
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
CLIMA:
Circulação idealizada Circulação real
11/3/2013
3
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 É denominada precipitação, toda água
proveniente do meio atmosférico que
atinge a superfície terrestre,
independente do seu estado físico
(líquida, gasosa ou sólida);
 Tipos de precipitação: neblina, garoa,
chuva, saraiva, granizo, orvalho, geada
e neve.
 O que diferencia é o estado em que se
encontra a água e a possibilidade de
gerar volume líquido.
 CONCEITOS DE PRECIPITAÇÃO:
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
TIPOS DE PRECIPITAÇÃO
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 A neblina é a condensação que ocorre junto
à superfície, causada pelo resfriamento do ar
quente e úmido quando entra em contato com
um solo frio ou superfície líquida.
 Ocorre quando há formação de nuvens
muito baixas.
 Neblina:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Neblina:
 Precipitação
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação líquida constituída por gotas com
diâmetro inferior a 0,5 mm, apresentando, em
geral, baixa intensidade (< 1 mm h-1):
 Garoa:
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação na forma líquida e com
gotas apresentando diâmetro superior
a 0,5 mm.
 Chuva:
11/3/2013
4
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
Tipo
Intensidade 
(mm h -1)
Diâmetro da gota 
(mm)
Velocidade terminal 
(m s-1)
Chuva fina (Garoa) ≤ 0,3 ≤ 0,5 4,2
Chuva moderada 1,2 - 3,8 1,2 - 1,5 5,0
Chuva pesada 15 - 100 2,5 - 6,5 7,6
 Chuva:
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Saraiva:
 Precipitação sob forma de pedras de gelo
de pequeno diâmetro (< 5 mm).
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Granizo:
 Precipitação sob forma de pedras de gelo
de grande diâmetro (> 5 mm).
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Orvalho:
 Precipitação sob a forma de vapor
d’água, ocorre condensação do vapor em
superfícies sólidas que se resfriam
durante a noite (folhas, por exemplo).
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Geada:
 Precipitação sob a forma de vapor
d’água, formam-se cristais de gelo em
superfícies que se resfriam à noite.
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Neve:
 Precipitação de cristais de gelo a partir
do vapor de água quando a temperatura do
ar é inferior a 0ºC.
 Precipitação
11/3/2013
5
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Variável climática mais importante e
representa a alimentação dos sistemas
hídricos (Ciclo hidrológico).
 A precipitação esta relacionada com o
total ocorrido num tempo definido. O valor
isolado não tem significado.
 Por ex. 100 mm é muito em 1 hora e pouco
num ano.
 A variabilidade temporal e espacial da
precipitação influencia o comportamento
da disponibilidade hídrica de uma bacia.
Esta variabilidade é aleatória.
 CONCEITOS DE PRECIPITAÇÃO:
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Tamanhos das gotículas nas nuvens :
diâmetros de 0,01 a 0,03 mm, espaçadas por
cerca de 1 mm, com massa de 0,5 a 1 g de
água/m3 - A quantidade total varia de 1,5 a 7
g/m3.
 Gotas de chuva: diâmetro de 0,5 a 2 mm,
velocidade de queda de 9 m/s.
 A formação de vapor de água na
atmosfera não é garantia de que o líquido
contido irá precipitar.
 Para que ocorra precipitação é necessário
que as gotas engordem e seu peso seja
superior as forças que a sustentam no ar.
 MECANISMO DE PRECIPITAÇÃO:
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Partículas higroscópicas na atmosfera (núcleos
de condensação): sais marinhos, partículas de
minerais (argilas), matéria orgânica (pólen),
partículas químicas, etc.
 Sobre estes núcleos de condensação ocorre a
condensação e crescimento das gotas, através de
fenômenos como a coalescência e difusão de
vapor.
 Nem toda precipitação atinge o solo, algumas
podem evaporar antes disso (fenômeno
conhecido como Virga).
 Existem várias teorias sobre os processos que
desencadeiam as precipitações nos diferentes
tipos de nuvens.
 MECANISMO DE PRECIPITAÇÃO:
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Tipos de nuvens:
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
Massa de ar úmido se eleva, a temperatura
diminui, mais vapor se condensa, gotas
crescem e se precipitam.
 MECANISMO DE PRECIPITAÇÃO:
TAMANHO DAS GOTAS:
Nuvem: 0,02 mm
 Chuva: 0,5 a 2 mm
11/3/20136
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
RESUMO: Formação da precipitação.
 Elementos necessários:
1. Umidade
2. Resfriamento do vapor (elevação das
massas de ar)
3. Condensação do vapor (gotículas com
0,01 a 0,03 mm)
4. Presença de núcleos higroscópicos
5. Crescimento de gotículas
 Chuva: diâmetros médio de gotas entre
0,5 a 2,0 mm
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
PRECIPITAÇÃO: CHUVA.
MAIOR VOLUME 
PRECIPITADO NO MUNDO!
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Elo entre a fase atmosférica e a fase
terrestre do ciclo hidrológico.
 Entrada (“input”) do sistema hidrológico.
 Maior forma de entrada de água em uma
bacia hidrográfica.
 Fonte primária da água para o uso do
homem.
 Problemas em BH’s são, em sua grande
maioria, conseqüência de chuvas de grande
intensidade e/ou volume e da ausência de
chuvas em longos períodos de estiagem.
 Precipitação: Chuvas.
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Chuvas de grandes intensidades ou volumes.
 Enchentes;
 Danos a obras hidráulicas;
 Prejuízos à agricultura e pecuária.
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Chuvas de grandes intensidades ou volumes.
 Enchentes;
 Danos a obras hidráulicas;
 Prejuízos à agricultura e pecuária.
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Chuvas de grandes intensidades ou volumes.
 Enchentes;
 Danos a obras hidráulicas;
 Prejuízos à agricultura e pecuária.
11/3/2013
7
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Chuvas de grandes intensidades ou volumes.
 Enchentes;
 Danos a obras hidráulicas;
 Prejuízos à agricultura e pecuária.
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Chuvas de baixa intensidade e longa duração.
 Promovem aumento da infiltração;
 Favorecem recarga de aqüíferos;
 Pod em causar problemas à agricultura e
à conservação do solo.
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Ausência de chuvas por longos períodos.
 Redução de vazão;
 Redução de nível dos reservatórios;
 Prejuízos à agricultura e pecuária.
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Ausência de chuvas por longos períodos.
 Redução de vazão;
 Redução de nível dos reservatórios;
 Prejuízos à agricultura e pecuária.
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Ausência de chuvas por longos períodos.
 Redução de vazão;
 Redução de nível dos reservatórios;
 Prejuízos à agricultura e pecuária.
11/3/2013
8
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
TIPOS DE CHUVA
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva.
 Classificadas de acordo com os
diferentes processos pelos quais ocorre
ascensão das massas de ar. Do ponto de
vista do hidrólogo a chuva tem três
mecanismos fundamentais de formação:
a) Frontais ou ciclônicas;
b) Orográficas ou chuvas de relevo;
c) Convectivas térmicas (chuvas de verão).
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Frontais ou ciclônicas.
 Encontro de duas grandes massas de ar, de
diferentes temperatura (quente e fria) e
umidade (úmida e seca).
 Quando chega uma frente fria forma-se
junto a frente um grande gradiente de
temperatura.
 Os dias anteriores a chegada da frente
ficam quentes.
 O ar frio é a mais denso e penetra,
fazendo o ar quente mais leve subir
condensar e precipitar.
 Predominam em regiões temperadas.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Frontais ou ciclônicas.
 Movimentam-se de forma relativamente
lenta e seu movimento depende dos
sistemas de pressão regional.
 Caracterizam-se pela longa duração e por
atingirem grandes extensões, apresentando
baixa intensidade na maioria das vezes.
 Processos frontais de grande extensão e
duração são os que produzem inundações
em grandes bacias.
 Porém, podem ficar estacionárias
provocando enchentes em pequenas bacias.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Frontais ou ciclônicas.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Frontais ou ciclônicas.
Frente fria
Frente quente
11/3/2013
9
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Frontais ou ciclônicas.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Frontais ou ciclônicas.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Frontais ou ciclônicas.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Frontais ou ciclônicas.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Frontais ou ciclônicas.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Orográfica.
 Ventos quentes e úmidos provenientes do
oceano encontram barreiras físicas, sobem,
condensam e precipitam sobre áreas
montanhosas.
 O vento que ultrapassa a barreira física é
seco, retirando umidade do ambiente, podendo
gerar áreas desérticas (sombra pluviométrica)
na região de sotavento.
 A precipitação varia com a altitude, tendo
algumas alturas onde a precipitação é muito
alta.
 Atua sobre bacias pequenas com intensidade
variável.
 Geralmente, com baixa intensidade e longa
duração, cobrindo pequenas áreas.
11/3/2013
10
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Orográfica.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Orográfica.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Orográfica.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Convectiva térmica.
 Massas de ar úmidas são aquecidas nas
vizinhanças da superfície do solo, ficam menos
densas, ascendem bruscamente, diminuem a
temperatura, condensam e precipitam.
 São formações locais com pequena
abrangência espacial, alta intensidade e curta
duração.
 Geralmente, só ocasionam enchentes
pontuais ou em pequenas áreas (bacias). Por
isso é muito importante para pequenas bacias
hidrográficas com pequeno tempo de
concentração.
Ocorre principalmente no verão em climas
tropicais e regiões equatoriais (conhecida como
chuva de verão).
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Convectiva térmica.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Convectiva térmica.
11/3/2013
11
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Convectiva térmica.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Convectiva térmica.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Tipos de chuva: Convectiva térmica.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Frontais x Orográficas x Convectivas
Prof. Luis Césarwww.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Frontais x Orográficas x Convectivas
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Frontais x Orográficas x Convectivas
11/3/2013
12
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Grandezas que caracterizam as precipitações:
 Lâmina precipitada;
 Duração da precipitação;
 Intensidade de precipitação;
 Período de retorno e freqüência de
probabilidade
 Escala da precipitação.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Lâmina precipitada:
 Altura pluviométrica ou total
precipitado;
 “Espessura média da lâmina de água
precipitada que recobriria a região
atingida pela precipitação admitindo-se
que essa água não se infiltrasse, não se
evaporasse, nem se escoasse para fora
dos limites da região”;
Unidade: milímetro (mm).
1 mm = 1 L/m2 = 10 m3/ha
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
DURAÇÃO TOTAL (mm) LOCAL
1 min 32,20 EUA
8 min 126,00 Bavária
1 hora 381,00 EUA
2 horas 457,00 EUA
1 dia 1.168,00 Filipinas
2 dias 1.676,00 China
1 semana 3.327,00 Índia
1 mês 9.296,00 Índia
1 ano 26.467,00 Índia
 Recordes de lâminas de chuva:
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Duração da precipitação (tempo):
 Período de tempo durante o qual a chuva cai;
 Unidade: minuto ou hora.
 Intensidade de precipitação (Ip):
 Lâmina total precipitada por unidade de tempo;
 Unidade: mm/hora ou mm/minuto;
 Apresenta grande variabil idade temporal, mas,
para análise d os processos hidrológicos,
geralmente são d efinidos intervalos de tempo nos
quais é considerada constante.
t
PI
p
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Variação de Ip:
P
t
1 hora
P
t
1 hora
Padrão Aleatório (Real) Medida do Pluviômetro
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Padrões de Ip:
Uniforme Avançado
Intermediário Retardado
11/3/2013
13
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
INTENSIDADE Ip (mm/h)
Chuva muito fraco 0,1 a 1,0
Chuva fraca 1,1 a 5,0
Chuva moderada 5,1 a 25,0
Chuva forte 25,1 a 50,0
Chuva muito forte > 50,00
 Classificação da chuva conforme Ip:
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Exemplo de registro de chuva:
 Precipitação
Tempo Chuva
0 0
1 0
2 0
3 3
4 0
5 4
6 8
7 12
8 5
9 9
10 7
11 7
12 5
13 1
14 0
15 0
16 0
17 0
18 0
19 0
20 0
21 0
22 0
23 0
24 0
Início 03:00
Fim: 13:00
Duração = 10 horas
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Exemplo de registro de chuva:
 Precipitação
 Total precipitado: 61 mm;
Duração da chuva: 10 h;
 Intensidade média: 6,1 mm/h;
 Intensidade máxima: 12 mm/h, entre 6
e 7 h;
 Intensidade média do dia: 2,5 mm/h
(61mm/24h).
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Período de retorno (T):
 Também conh ecid o como: Per íodo ou Tempo de
recorrência (T);
 É o número médio de anos d urant e o qual
espera-se que a precipitação analisada seja
igualada ou superada;
 Frequência (F) : número de vezes que um evento
é igualado ou superad o em um d eterminado período
de tempo (um ano, por exemplo);
 Probab ilid ade (P) : é a razão entre a frequência
(F) d e um d eterminado evento e o número total d e
observações.
P
1T
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Frequência (F): probabilidade.
 Chuvas fracas são mais frequentes;
 Chuvas intensas são mais raras;
 Exemplo:
− Todos os anos ocorrem alguns
eventos de 10 mm em 1 dia em
Porto Alegre.
− Chuvas de 180 mm em 1 dia
ocorrem uma vez a cada 10 ou 20
anos, em média.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Frequência (F): probabilidade.
11/3/2013
14
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Bloco F
P = zero 5597
P < 10 mm 1464
10 < P < 20 mm 459
20 < P < 30 mm 289
30 < P < 40 mm 177
40 < P < 50 mm 111
50 < P < 60 mm 66
60 < P < 70 mm 38
70 < P < 80 mm 28
80 < P < 90 mm 20
90 < P < 100 mm 8
100 < P < 110 mm 7
110 < P < 120 mm 2
120 < P < 130 mm 5
130 < P < 140 mm 2
140 < P < 150 mm 1
150 < P < 160 mm 1
160 < P < 170 mm 1
170 < P < 180 mm 2
180 < P < 190 mm 1
190 < P < 200 mm 0
P < 200 mm 0
Total 8279
 Frequência (F): probabilidade.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Frequência (F): probabilidade.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Microdrenagem urbana: 2 a 5 anos;
Drenagem urbana: 5 a 25 anos;
 Pontes e bueiros com pouco trânsito:
10 a 100 anos;
 Pontes e bueiros com muito trânsito:
100 a 1000 anos;
 Grandes obras hidráulicas: 10.000
anos
 Período de retorno (T):
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Valores mínimos de T para projetos de barragens:
Maior altura do 
barramento – H (m)
Região de influência a jusante
Sem risco para 
habitação ou pessoas
Com risco para 
habitação ou pessoas
H ≤ 5 100 anos 500 anos
5 < H ≤ 10 500 anos 1.000 anos
H > 10 1.000 anos 10.000 anos
 Período de retorno (T):
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Exemplo hipotético:
 Precipitação
 Chuva crítica para Mossoró Ip >= 48 mm/h.
 Contagem chuvas superiores à chuva crítica
ocorridas anualmente nos últimos 30 anos: 5.
 Frequência de chuvas iguais ou super iores à
crítica (F): 5 vezes em 30 observações (anos).
 Probab ilid ade (P) d a chuva crítica ocorrer :
F/N = 5/30 = 0,1666.
 Per íodo d e ret orno (T) da ch uva crít ica : 1/P
= 1/0,1666 = 6 anos.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Chuva horária;
 Total de chuva diária;
 Total de chuva semanal;
 Total de chuva quinzenal;
 Total de chuva mensal;
 Total de chuva anual;
Média diária mensal;
Média diária anual;
 Média do total mensal anual (meses
de anos diferentes);
Média do total anual;
 Entre outras.
 Escalas de chuva:
11/3/2013
15
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Total anual:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Total anual:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Média anual:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Total mensal:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Média mensal anual:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Média mensal anual:
11/3/2013
16
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
MEDIÇÃO E ANÁLISE DE 
DADOS DE CHUVA
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviômetros;
 Pluviógrafos;
 Sensores pluviométricos;
 Radares meteorológicos;
Satélites;
Entre outros.
 Medição de dados de chuva:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviômetros:
 São aparelhos medidores de
formato cilíndricos (com área que
pode variar de 100, 200, 400 (Ville
de Paris) ou 1000 cm2) colocado de
1 a 1,5 m do solo, livre de
obstruções.
 Valores com precisão de décimo
de milímetro obtidos por:
Em que, V é o volume em cm3 e A é
a área cm2.
A
V
 x 10P
.
h
D >2h
o
b
st
ru
ç
ã
o
1,
5
 m
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviômetros:
Ville de Paris
Prof. Luis Césarwww.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviômetros:
Pluviômetro Tipo Hellmann
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviômetros:
Pluviômetro Tipo Hellmann
11/3/2013
17
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviômetros:
Tipo Therené ou Paulista
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviômetros:
São medidores sem registradores;
 Dados coletados pelo observador 1
vez ao dia (pela manhã). Em algumas
entidades utiliza-se duas vezes ao dia;
 O totalizador de um dia não permite
conhecer como a precipitação se
distribui ao longo do dia;
 Fontes de erros: anotações, somar a
medição de precipitações altas (valores
de 20 mm).
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviômetros:
 As medições são pontuais;
 O recipient e deve ter volume suficiente para
cont er as maiores precipit ações dentro do
intervalo de tempo das leituras;
 O valor med ido num d ia t+1 é transferid o
para o dia t, pois a maior part e d o t empo
ocorreu no d ia anterior. Ist o pod e ser font e de
erro de processamento de dados.
Dia t Dia t+1
Leitura 7:00am
Período de totalização 
do dia t
Chuva de 1 dia X Chuva de 24 horas
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Dados Pluviométricos:
 Dados pluviométricos históricos de cerca de 8800
estações do Brasil podem ser obtidos:
-Sistema de Informações Hidrológicas
(http://hidroweb.ana.gov.br)
-Sistema Nacional de Informações sobre Recursos
Hídricos (http://www.ana.gov.br/portalsnirh)
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Exemplo prático de Pluviômetros:
 Determine a lâmina precipitada num
período de 24 horas, no qual utilizou-
se, como um pluviômetro “artesanal”,
uma lata de leite em pó, cuja 'boca'
possui diâmetro de 11 cm e após as
24 horas, foi registrado, com auxílio
de uma proveta, um volume de 425
mililitros (ml) de água dentro da lata:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviógrafos:
 Objetivo: O equipamento automático
pode ser necessário devido a falta de
observador e dificuldade de acesso e/ou
para conhecer a distribuição da
precipitação dentro do dia, ou seja, o
equipamento mede variação temporal da
lâmina precipitada
 Sensores: com cubas basculantes ou
reservatório com sifão;
 Registradores: (a) mecânico: tambor
com relógio e pena sobre papel
milimetrado; (b) eletrônico.
http://hidroweb.ana.gov.br/
http://portalsnirh.ana.gov.br/
http://hidroweb.ana.gov.br/
http://hidroweb.ana.gov.br/
http://hidroweb.ana.gov.br/
http://hidroweb.ana.gov.br/
http://hidroweb.ana.gov.br/
http://hidroweb.ana.gov.br/
http://hidroweb.ana.gov.br/
http://hidroweb.ana.gov.br/
http://hidroweb.ana.gov.br/
http://www.ana.gov.br/portalsnirh
http://www.ana.gov.br/portalsnirh
http://www.ana.gov.br/portalsnirh
http://www.ana.gov.br/portalsnirh
http://www.ana.gov.br/portalsnirh
http://www.ana.gov.br/portalsnirh
http://www.ana.gov.br/portalsnirh
http://www.ana.gov.br/portalsnirh
http://www.ana.gov.br/portalsnirh
11/3/2013
18
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviógrafos:
 Transmissão: coleta por observador,
equipe de campo; transmissão por rádio,
satélite e celular, dependendo da
distância e custos;
 Os aparelhos mecânicos apresentam
maior custo de processamento e erros;
 Os equipamentos digitais sofrem de
interferências, principalmente impactos
dos raios.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviógrafos: reservatório com sifão.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Tipo “monjolo”
 Pluviógrafos: reservatório com sifão.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Tempo (horas)
P
re
c
ip
it
a
ç
õ
es
 (
m
m
)
 Pluviograma:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviógrafos: cubas basculantes.
CAPTAÇÃO : A água que entra pela boca do
pluviômetro passa pelos funis superior e inferior.
REG IST RO: Cada vez que u ma da s duas báscula s
excede a capacidade de rece ber água e
tran sbo rda, ela s se movimen tam co mo u ma
gangorra e e mite m sinais elé tricos para a e stação
meteorológica – que, posterio rmente , são
transmitidos a uma rede de computadores.
SAÍDA: Por este s tu bos la te rais e scoa a água da
chuva, já registrada pelo equipamento.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviograma:
11/3/2013
19
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviógrafo X Pluviômetro
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Chuva de 24 horas X Chuva de 1 dia;
 Pluviômetros são mais baratos e menor
custo de operação;
 Pluviógrafos quando é desejada a
intensidade da chuva (variabilidade
temporal da chuva ao longo do dia);
 Autonomia e automatização dos
aparelhos;
 Rede de observação (OMM);
 Regiões de difícil acesso.
 Pluviógrafo X Pluviômetro
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Fontes de erros nas leituras:
 Obstruções físicas tais como árvores,
edifícios, muros, etc;
 Perda, por evaporação, de parte da
precipitação captada (funil-tela);
 Perda de parte da precipitação pela
aderência às paredes do recipientes e das
provetas medidoras;
 Erros de leitura na medição do volume da
água coletada;
 Respingos da chuva de dentro para fora ou
de fora para dentro do recipiente.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Fontes de erros nas leituras:
FONTES % DO ERRO TOTAL
Evaporação 1
Aderência 0,5
Inclinação do pluviômetro 0,5
Respingos 1
Outros 0,5
Vento 5 a 80
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Sensores pluviométricos:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Pluviógrafo com Telemetria:
11/3/2013
20
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Radar meteorológico:
 A palavra RADAR é da
expressão inglesa RAd io
Detection And Ranging;
 Equipamento em t erra util iza
sensores para estimar a
variabilidad e t emporal e espacial
dos processos de chuva;
 Vantagens d e t er melhor
resolução espacial;
 Alto cust o d e operação do
sistema .
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Radar meteorológico:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Radar meteorológico:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Radar meteorológico:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Satélite:
 Satélite: utiliza a freqüência de
sensores para estimar temperatura d as
nuvens e outras caracter ísticas, como o
brilho no t opo da nuvem, para est imar a
chuva;
 Quanto mais quent e a nuvem “parece”,
mais água ela contém;
 Bons resultados com Tropical Rainfall
Measuring Miss ion (TRMM) em climas
tropicais;
 Boa resolução espacial se comparadas
as medidas pont uais das medidas de terra
dos pluviômetros;
 Pode ter limitado resultados pontuais .
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Satélite:
11/3/2013
21
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Satélite:
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
4/6/1998 4/7/1998 3/8/1998 2/9/1998 2/10/1998 1/11/1998
P
re
c
ip
it
a
ç
ã
o
 d
iá
ri
a
 (
m
m
)
Chuva média interpoladados postos
Chuva média do TRMM
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Satélite:
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
4/6/1998 4/7/1998 3/8/1998 2/9/1998 2/10/1998 1/11/1998
P
re
c
ip
it
a
ç
ã
o
 d
iá
ri
a
 (
m
m
)
Chuva média interpolada dos postos
Chuva média do TRMM Diferença nas 
magnitudes
Satélite “atrasa”
Satélite “adianta”
Estiagem bem
representada
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Variabilidade das chuvas:
 Espacial: característica inerente às
precipitações sendo influenciada pelo
relevo e é representada pelas isoietas.
 Temporal: característica inerente ao
clima predominante nas diferentes regiões
e é representada por hietogramas.
 Influenciada por:
- Latitude e altitude;
- Distância do mar ou outras fontes de
umidade;
- Orientação das encostas;
- Vegetação.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Variabilidade das chuvas:
Isoietas
Hietograma
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Variabilidade das chuvas:
 Uma série de precipitações ao longo do
tempo deve definir a duração dos intervalos,
por exemplo: diária, mensal ou anual;
 A série de precipitações mensais permite
caracterizar a sazonalidade climática do
local;
 A série de precipitações totais anuais
caracteriza a série de longo período de
chuvas de um local;
 A série de um local não significa a
ocorrência sobre uma determinada área.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 É bastante difícil a aquisição de dados
de chuva de boa qualidade, embora a
medições e os aparelhos sejam simples.
 Por isso, é muito raro encontrar uma
série de dados pluviométricos e/ou
pluviográficos confiáveis.
 NECESSIDADE DE ANÁLISE DE
CONSISTÊNCIA E PREENCHIMENTO
DE FALHAS.
 Análise preliminar dos dados de chuva:
11/3/2013
22
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Análise dos dados de chuva:
1. Preparo preliminar de dados;
2. Preenchimento de falhas;
3. Verificação de homogeneidade
(análise de consistência – dupla
massa).
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Preparo preliminar dos dados:
 Eliminação e correção de erros grosseiros ou
sistemáticos:
- Observações marcadas em dias que não
existem (ex.: 31 de abril);
- Quantidad es absurd as (ex. : 500 mm em um
dia);
- Erro d e transcrição (ex.: 0,36 mm em vez de
3,6 mm).
 No caso de pluviógrafos, para verif icar se não
houve d efeito na sifonagem, acumula-se a
quant idade precipitada em 24 horas e compara-se
com a altura lida no pluviômetro que fica ao lado.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Preenchimento de falhas:
 Falhas : ausência d e observações humanas ou por
defeitos dos aparelhos;
 Necessárias séries contínuas de dados;
 Registros d e pelo menos 3 estações
pluviométricas;
 Não se preenche falhas de dados diários;
 Métodos:
1. Média aritmética;
2. Ponderação regional;
3. Regressão linear;
4. Ponderação regional com base em
regressões lineares.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Média aritmética:
X1
X2
X3
Y
3
1309780
P
iY
PY Px1 Px2 Px3
120 74 85 122
83 70 67 93
55 34 60 50
Pyi 80 97 130
89 67 94 125
100 78 111 105
mm 102,33P
iY
n
Px
P
n
1i
i
Y i
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Ponderação regional:
 Utilizado para precipitação e duração
superior a 1 semana. Preferencialmente com
duração superior a 1 mês, ideal para séries
mensais e anuais;
 Preenchimento com base em postos
vizinhos:
 Postos vizinhos utilizados: intervalo mínimo
de 30 anos e climaticamente homogêneos;
 No Brasil normalmente não existe problema
quanto à existência de grandes discrepâncias
climatológicas devido à proximidade dos
postos.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Ponderação regional:
X1
X2
X3
Y
Y
X
X
X
X
X
X
Y
P
P
P
P
P
P
P
3
1
P
3
3
2
2
1
1
i
PY Px1 Px2 Px3
120 74 85 122
83 70 67 93
55 34 60 50
Pyi 80 97 130
89 67 94 125
100 78 111 105
89,4 67,2 85,7 104,2 mm 106,43P
iY
4,89
2,104
130
7,85
97
2,67
80
3
1
P
iY
1X
P
2X
P
3X
P
Y
P
11/3/2013
23
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Regressão linear:
 Se a correlação entre as chuvas d e dois postos
próximos é alta, eventuais falhas pod em ser
corrigidas por uma correlação simples.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
X1
X2
X3
Y
PY Px1 Px2 Px3
120 74 85 122
83 70 67 93
55 34 60 50
Pyi 80 97 130
89 67 94 125
100 78 111 105
 Regressão linear:
 0,4041RPP :Regressão
2
XY 2
 0,7362RPP :Regressão
2
XY 3
 0,7431RPP :Regressão
2
XY
1
mm 107,38P
i
Y
13,978P 1,1675 P
1i
XY
Melhor correlação 
dos postos 
vizinhos...
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
X1
X2
X3
Y
 Regressão linear:
mm 107,38P
iY
Média aritmética:
 Ponderação regional:
 Comparação de métodos:
mm 106,43P
iY
mm 102,33P
iY
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Verificação de homogeneidade (análise de consistência):
 Feita após preenchimento de falhas;
 Curva d e D uplas Massas ou C urva D upla
Acumulativa (apenas para séries mensais e anuais);
 Escolhe-se um ou vár ios postos de uma região
homogênea sob o ponto de vista meteorológico;
1. Acumula-se os totais anuais de cada posto;
2. Calcula-se a média aritmética dos t otais
precipitados em cada ano em todos os postos.
3. Acumula-se essa média;
4. Plot a-se os valores acumulad os da média dos
postos (eixo da abscissa) contra os t otais
acumulados de cada um deles (eixo da ordenada).
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Verificação de homogeneidade (análise de consistência):
Acumulado da média da região (mm)
A
c
u
m
u
la
d
o
 d
o
 p
o
s
to
 X
 (
m
m
)
Consistência
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Verificação de homogeneidade (análise de consistência):
Acumulado da média da região (mm)
A
c
u
m
u
la
d
o
 d
o
 p
o
s
to
 Y
 (
m
m
)
Inconsistência
11/3/2013
24
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Verificação de homogeneidade (análise de consistência):
 Mudança de tendência indica
inconsistência que pode variar de acordo
com o problema;
 A plotagem é realizada para valores
mensais e no sentido do passado para o
presente, quando os valores presentes
serão corrigidos;
 Motivos: erros grosseiros, erros de
transcrição,”férias" do observador,
crescimento de árvores em torno do
pluviômetro, mudança de posição, etc.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Verificação de homogeneidade (análise de consistência):
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Verificação de homogeneidade (correção de tendência):
O valor corrigido é obtido
por:
Pc = Pa* + Ma/Mo x DPo
Pc = precipitação corrigida;
Pa = precipitação quando
ocorre a alteração;
Ma e Mo: inclinações das re tas
deseja da e a se r
corrigida;
DPo = Po - Pa*
Po é o valor a ser corrigido.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 A figura abaix o mostra a chuva méd ia uniforme e
a superfície de ocorrência da chuva;
 Os métodos procuram est abelecer um cálculo que
estime o valor médio uniforme;
 Chuva média na Bacia Hidrográfica:
 Transformar med idas
pontuais em espaciais;
 MÉTODOS:
1. Média Aritmética;2. Polígonos de Thiessen;
3. Isoietas;
4. Interpoladores.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 É o método mais simples;
 Méd ia aritmética simples de um certo número
de dados medidos por diferentes pluviômetros:
 Limitações: distrib uição uniforme dos postos
dentro da BH, áreas planas ou com relevo muito
suave;
 Recomend a-se que o método da média
aritmética somente seja aplicado quando:
 Média Aritmética:
n
P
P
n
1i
i
0,50
P
)P(P
mínmáx
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Média Aritmética:
Média dentro da bacia:
Pmédia = 60 mm
Média no entorno::
Pmédia = 79,4 mm
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
11/3/2013
25
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Método utilizado mesmo quando não há
distribuição uniforme dos postos
pluviométricos dentro da BH;
 Atribuir um fator de peso aos totais
precipitados medidos em cada posto
pluviométrico, sendo estes pesos
proporcionais à área de influência de
cada posto;
 Áreas de influência são determinadas
em mapas que contenham a localização
dos postos.
 Polígonos de Thiessen:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 A precipitação média é calculada pela
média ponderada entre a precipitação de
cada posto pluviométrico e o peso a ela
atribuído (área);
 Mais preciso que o Método da Média
Aritmética;
Mais utilizado;
 Não leva em consideração a influência
do relevo na precipitação média.
 Polígonos de Thiessen:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
Em que,
Ai: área de influência de cada
posto;
Pi: precipitação de cada posto.
n
1i
i
n
1i
ii
A
AP
P
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
1. Linha que une dois 
postos pluviométricos 
próximos...
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
2. Linha que div ide ao
meio a linha anterior...
11/3/2013
26
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
Região de influência
dos postos!
2. Linha que div ide ao
meio a linha anterior...
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
3. Linhas que unem
todos os post os
pluviométricos
vizinhos...
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
4. Linhas que div idem
ao meios todas as
anteriores... 50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
5. Influência de cada
um dos postos
pluviométricos...
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
5. Influência de cada
um dos postos
pluviométricos... 50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
5. Influência de cada
um dos postos
pluviométricos...
11/3/2013
27
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
5. Influência de cada
um dos postos
pluviométricos... 50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
5. Influência de cada
um dos postos
pluviométricos...
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
5. Influência de cada
um dos postos
pluviométricos...
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Polígonos de Thiessen:
40%
30%
15%
10%
5%
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
Pmédia = 73 mm
n
1i
i
n
1i
ii
A
AP
P
5. Influência de cada
um dos postos
pluviométricos...
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Comparação média aritmética X Thiessen:
Média dentro da bacia:
Pmédia = 60 mm
Média no entorno::
Pmédia = 79,4 mm
Polígono de Thiessen:
Pmédia = 73 mm
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Método das Isoietas:
 Método mais preciso para estimativa
da precipitação média em uma bacia
hidrográfica;
 Ao invés de dados de precipitação
oriundos de postos pluviométricos
isolados, usa-se curvas que unem pontos
de igual precipitação (isoietas);
 A precipitação média é calculada
ponderando-se a precipitação média
entre isoietas sucessivas pela área entre
estas.
11/3/2013
28
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Método das Isoietas:
n
1i
i
n
1i
i
1ii
A
A
2
PP
P
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Método das Isoietas:
n
1i
i
n
1i
i
1ii
A
A
2
PP
P
n
1i
i
n
1i
i
1ii
A
A
2
PP
P
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Método das Isoietas:
2 ha
11 ha
10 ha
12 ha
15 ha
9 ha
6 ha
Pmédia = 48,5 mm 
Σ(Pmédia)xA = (2x32,5) + (11x37,5) + (10x42,5) + (12x47,5) + (15x52,5) + (9x57,5) + (6x62,5)
ΣA = 65 ha
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Outros interpoladores:
 INVERSO QUADRADO DA DISTÂNCIA:
- Pondera de acordo com a distância dos
postos.
 KRIGING (GEOESTATÍSTICA):
- Pondera de acordo com a distância;
- Função de ponderação não é pré-definida,
mas surge a partir da análise espacial dos
dados.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Método Vantagens Desvantagens
Média 
aritmética
- Mais simples;
- Se o número de pluviômetro for adequado e se
estes se encontram bem distribuídos ao longo da
área, apresenta boa estimativa;
- Em áreas montanhosas só dá bons resultados se
o fator topográfico for levado em conta na
localização dos pluviômetros.
- Se há poucos pluviômetros e se a distribuição
destes não for adequada os resultados não serão
confiáveis;
- Requer maior número de pluviômetros para uma
mesma precisão, em comparação com os demais
métodos.
Thiessen
- Proporciona resultados mais precisos do que os
obtidos pela média aritmática;
- Não é influenciado pela distribuição desuniforme
dos pluviômetros;
- Os pluviômetros colocados fora, mas próximos
aos limites da área, podem ser utilizados nos
cálculos.
- Muito trabalhoso;
- Os polígonos devem ser refeitos quando ocorre
uma mudança na rede de pluviômetros.
Isoietas
-Teoricamente é o mais preciso;
- Permite a visualização da variação espacial da
precipitação ao longo da área;
- Os pluviômetros colocados fora, mas próximos
aos limites da área, também podem ser utilizados
nos cálculos.
- É o mais trabalhoso dos métodos;
- Requer muita prática;
- O procedimento de cálculo pode ter erro
subjetivo.
 Comparação de métodos:
 Precipitação
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
CHUVAS INTENSAS
11/3/2013
29
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Chuvas intensas (precipitações máximas):
 Conjunto de chuvas originadas de uma
mesma perturbação meteorológica, cuja
intensidade ultrapasse um certovalor
registrado anteriormente;
 São processos totalmente aleatórios;
 A duração destas precipitações varia
desde alguns minutos ou horas (convectivas)
até algumas dezenas de horas (frontais) e a
área atingida pelas mesmas pode variar
desde alguns poucos hectares (convectivas)
até milhares de quilômetros quadrados,
como ocorre com as chuvas frontais.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Chuvas intensas (precipitações máximas):
Duração Precipitação (mm) Local e data
1 minutos 38 Guadeloupe/1970
15 minutos 198 Jamaica/1916
30 minutos 280 China/1974
60 minutos 401 China/1975
10 horas 1400 China/1977
24 horas 1825 Ilhas Reunião/1966
12 meses 26461 Índia/1861
Chuvas mais intensas já registradas no mundo (adaptado de Ward e Trimble, 2003)
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Chuvas intensas (precipitações máximas):
 O conhecimento das chuvas intensas é
importante para a realização de diversos
estudos relacionados ao manejo de bacias
hidrográficas, como estimativa de
escoamento superficial, previsão de
enchentes, dimensionamento de obras
hidráulicas, etc;
 Para o estudo de chuvas intensas é
necessário conhecer a relação entre três
características fundamentais da
precipitação: intensidade, duração e
frequência.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Chuvas intensas (precipitações máximas):
 As chuvas intensas são as causas das
cheias e as cheias são causas de grandes
prejuízos quando os rios transbordam e
inundam casas, ruas, estradas, escolas,
podendo destruir plantações, edifícios,
pontes etc. e interrompendo o tráfego;
 As cheias também podem trazer
sérios prejuízos à saúde pública ao
disseminar doenças de veiculação
hídrica.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Chuvas intensas (precipitações máximas):
 Por estes motivos existe o interesse
pelo conhecimento detalhado de chuvas
máximas (intensas);
 O problema da análise de frequência
de chuvas máximas é calcular a
precipitação P que atinge uma área A em
uma duração D com uma dada
probabilidade de ocorrência em um ano
qualquer;
 A forma de relacionar parte destas
variáveis é a curva de Intensidade –
Duração – Frequência (curva IDF).
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 A curva IDF é obtida a partir da análise
estatística de séries longas de dados de um
pluviógrafo (mais de 15 anos, pelo menos). A
metodologia de desenvolvimento da curva IDF
baseia-se na seleção das maiores chuvas de
uma duração escolhida (por exemplo 15
minutos) em cada ano da série de dados;
 Determinação pontual para cada posto
pluviográfico;
 Existem várias metodologias adaptadas para
determinação com dados de pluviômetros
(Pfafstetter, 1957; DAEE-CETESB, 1980;
Método de Bell)
 Curva IDF:
11/3/2013
30
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Com base numa série de tamanho N
(número de anos) é ajustada uma
distribuição de frequências que melhor
represente a distribuição dos valores
observados;
 O procedimento é repetido para
diferentes durações de chuva e os
resultados são resumidos na forma de
um gráfico, ou equação, com a relação
das três variáveis: Intensidade, Duração
e Frequência (ou tempo de retorno).
 Curva IDF:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Gráfico de IDF:
 A intensidade da
precipitação decresce
com o aumento da
duração e aumenta
com a redução da
frequência, ou seja,
com o aumento do
período de retorno.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Equações de chuvas intensas:
Onde,
im: intensidade da chuva (mm h-1);
k, a, b, c: parâmetros (adimensionais)
característicos da IDF de cada local;
T: período de retorno, em anos;
t: duração da chuva, em minutos.
 Equação de chuvas intensas (IDF):
c
a
m
bt
Tk
i
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 A obtenção dos coeficientes k, a, b e c
é feita por intermédio da análise e
ajuste estatístico de dados
pluviográficos relativos a um posto de
coleta (estação pluviográfica) específico;
 Exige um exaustivo trabalho de
tabulação, análise e interpretação de
uma grande quantidade de pluviogramas,
além do ajuste estatístico dos dados
obtidos.
 Determinação da equação de IDF:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 1. Obtenção de pluviogramas;
 2. Determinação de intensidades
máximas anuais de precipitações para
durações de 5, 10, 15, 20, 25, 30 minutos
e 1, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 18, 20 e 24 horas.
 3. Obter o melhor ajuste de uma
distribuição estatística probabilísticas
para cada duração (Gumbel, Log-Normal
a dois e três parâmetros, Pearson, Log-
Pearson II);
 4. Seleção da distribuição estatística:
Kolmogorov-Smirnov ou Qui-quadrado;
 Determinação da equação de IDF:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 5. Determinar a chuva para cada
tempo de retorno T em cada duração (t);
 6. Gerar a tabela tempo de retorno
(anos), duração (min ou h), chuva (mm);
 7. Ajustar uma equação aos dados do
tipo regressão não-linear Gauss-Newton
com T (2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos) e t
(5, 10, 15, 20, 25, 30 minutos e 1, 2, 4, 6,
8, 12, 16, 18, 20 e 24 horas).
 Determinação da equação de IDF:
11/3/2013
31
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Curva IDF:
c
a
m
bt
Tk
i
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Determinação de k, a, b, c:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Determinação de k, a, b, c:
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Equações de chuvas intensas no NORDESTE:
Cidades k a b c
Aracajú (SE) 834,205 0,179 15 0,73
Fortaleza (CE) 1408,613 0,167 12,0 0,78
João Pessoa (PB) 886,013 0,164 20,0 0,73
Maceió (AL) 1012,415 0,181 30,0 0,75
Natal (RN) 828,967 0,168 16,0 0,74
Olinda (PE) 1407,922 0,192 26,0 0,78
Salvador (BA) 1100,949 0,172 25,0 0,76
Teresina (PI) 1248,856 0,177 10,0 0,77
Patos (PB) 429,000 0,639 12,0 0,74
João Pessoa (PB) 290,000 0,398 10,0 0,60
Campina Grande (PB) 334,000 0,227 5,0 0,60
Caruaru (PE) 805,19 0,170 10,5 0,75
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Variabilidade de chuvas intensas (máximas):
 Distri buição espacial: distri buição
máxima espacial durante o evento e
duração crítica: Curva Precipitação x
Duração x área;
 Necessi ta dados de vá rios pluviógrafos
para vários eventos;
 Esta s informações são rara s dentro da
realidade brasileira;
 Curva utilizada para transformar
precipitação pontual sobe uma á rea de
bacia maior, considerando a redução
espacial.
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
 Variabilidade de chuvas intensas (máximas):
11/3/2013
32
Prof. Luis César www.luiscesarlemos.webnode.com 
 Precipitação
Próximo assunto:
Interceptação