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Condensação na Atmosfera
Evaporação
SETREM 2014
A precipitação pluvial, ou simplesmente chuva, é a forma principal pela qual a água
retorna da atmosfera para a superfície terrestre, após os processos de
evaporação/transpiração e condensação, completando assim o “Ciclo Hidrológico”.
A quantidade e a distribuição das chuvas definem o clima de uma região (seco ou
úmido) e, juntamente com a temperatura do ar, define o tipo de vegetação natural
que ocorre nas diferentes regiões do globo. De forma análoga, a quantidade e a
distribuição das chuvas definem também o potencial agrícola.
núcleos de condensação
elementos de nuvem 
• NaCl
• 2-metiltreitol
( isopreno floresta x radiação solar)
considerado o principal núcleo de condensação para formação das chuvas convectivas 
na região Amazônica.
Condensação na Atmosfera
ar saturado de vapor
duas vias: pressão de vapor d´água no ar 
resfriamento do ar (mais eficiente e comum)
processo adiabático
a parcela de ar sobe e se resfria devido à expansão interna, que se deve à 
redução de pressão.
A ascensão de uma parcela de ar irá depender das condições atmosféricas. Isso
explica por que em alguns dias ocorre formação intensa de nuvens pelo processo
convectivo e em outros dias não. Quando as condições atmosféricas favorecem a
formação dos movimentos convectivos e, conseqüentemente, a formação de nuvens,
a atmosfera é dita “instável”, ao passo que sob condições desfavoráveis à formação de
nuvens, a atmosfera é dita “estável”.
Condensação na Atmosfera
As figuras exemplificam o que ocorre com os
movimentos convectivos nas três condições
atmosféricas: instável, estável e neutra.
Observe que na condição estável a ascensão
da parcela de ar é inibida, não havendo,
portanto, possibilidade de formação de
nuvens. Nas outras condições há movimentos
ascendentes, sendo mais intensos na condição
de instabilidade atmosférica.
INTRODUÇÃO
Processo pelo qual a água condensada na atmosfera atinge gravitacionalmente a
superfície terrestre pluvial (chuva), granizo e neve.
A chuva é um componente importante do ciclo hidrológico, repondo a água
perdida por evaporação/evapotranspiração.
É importante conhecer a distribuição e a quantidade de chuva de uma região
•época de semeadura, 
•preparo das lavouras, 
•aplicação de produtos agrícolas (adubos e defensivos) 
• proteção do solo contra a erosão.
Para tanto, torna-se importante conhecer o instrumental utilizado para se
proceder a medida da chuva.
A distribuição espacial e temporal da chuva é um dos fatores que condicionam o 
clima e que estabelecem o tipo de vida de uma região.
A intensidade da chuva é um dado importante e que, portanto, deve ser 
considerado no planejamento da mecanização agrícola, irrigação e drenagem.
Chuva
Formação das Chuvas
A condensação por si só não é capaz de promover a ocorrência de precipitação
elementos de nuvem (suspensão na atmosfera) 
Precipitação
elementos de precipitação (coalescência das gotas menores)
• diferenças de temperatura, 
• tamanho, 
• cargas elétricas 
•ao próprio movimento turbulento.
Chuva Frontal ou Ciclônica
Originada do encontro de massas de
ar com diferentes características de
temperatura e umidade. Dependendo
do tipo de massa que avança sobre a
outra, as frentes podem ser
denominadas basicamente de frias e
quentes. Nesse processo ocorre a
“convecção forçada”, com a massa de
ar quente e úmida se sobrepondo à
massa fria e seca.
Com a massa de ar quente e úmida se
elevando, ocorre o processo de
resfriamento adiabático, com
condensação e posterior precipitação.
Chuva Convectiva
Originada do processo de convecção livre, 
que, por sua vez, têm origem térmica 
(aquecimento acentuado do ar), em que 
ocorre resfriamento adiabático, formando-
se nuvens de grande desenvolvimento 
vertical.
A superfície terrestre não é homogênea, tendo
diferentes tipos de solos, relevo, vegetação, etc. Assim,
a superfície terrestre, mais especificamente o solo,
possui diferente capacidade de absorção de energia
solar. Isso resulta em aquecimento diferencial de
determinados locais da superfície e, assim, do ar acima.
Chuva Orográfica
Ocorrem em regiões onde barreiras
orográficas forçam a elevação do ar
úmido, provocando convecção
forçada, resultando em resfriamento
adiabático e em chuva na face a
barlavento. Na face a sotavento,
ocorre a sombra de chuva, ou seja,
ausência de chuvas devido ao efeito
orográfico.
Medida da Chuva
A medida da chuva é feita pontualmente em estações meteorológicas, tanto
automáticas como convencionais. O equipamento básico para a medida da chuva é
o pluviômetro, o qual tem diversos tipos (formato, tamanho, sistema de
medida/registro). A unidade de medida da chuva é a altura pluviométrica (h), que
normalmente é expressa em milímetros (mm). Em alguns países são utilizadas outras
unidades, como a polegada (inches – in.), sendo 1mm = 0,039 in. A altura
pluviométrica (h) é dada pela seguinte relação:
h = Volume precipitado / Área de captação
Se 1 litro de água for captado por uma área de 1 m2, a lâmina de água coletada terá 
a altura de 1mm. Em outras palavras, 1mm = 1L / 1m2. Portanto, se um pluviômetro 
coletar 52 mm, isso corresponderá a 52 litros por 1m2.
h = 1L / 1m2 = 1.000 cm3 / 10.000 cm2 = 0,1 cm = 1mm
Na escala diária, a
variabilidade espacial
depende dos sistemas
meteorológicos que atuam
na região. Esses sistemas são
em suma a resultante da
interação dos fatores
determinantes do clima nas
três escalas estudadas.
As figuras mostram a variabilidade
espacial das chuvas em três dias
consecutivos. Observe as chuvas
causadas por um sistema frontal
avançando da Argentina para o
Brasil.
A variabilidade espacial das chuvas na
escala diária, gera também a
variabilidade espacial na escala
mensal, que por sua vez gera tal
variabilidade na escala anual.
A figura ao lado ilustra a chuva
acumulada no mês de novembro de
2004. Observa-se que os maiores
índices pluviométricos foram
observados no oeste do Paraná, no
Acre e no sudoeste do Amazonas. Por
outro lado, os menores índices de
chuva foram observados no extremo
norte da Região Norte, entre o Pará e
Roraima, e também nos estados
nordestinos do CE, RN, PB, PE e AL.
Evaporação, vapor d'água na atmosfera e 
condensação
O vapor de água é um dos mais importantes e o mais variável constituinte da
atmosfera. É um elemento ativo do ciclo hidrológico e veículo de transporte de
energia atmosférica através dos processos de evaporação (consumo de
energia) e condensação (liberação de energia).
O vapor d’água passa para a atmosfera através do processo de evaporação,
constituindo a umidade do ar.
Em determinadas condições, a umidade do ar condensa na atmos fera
originando fenômenos meteorológicos como nevoeiros, nuve ns, chuva,
granizo e neve, entre outros .
Introdução
A superfície terrestre está constantemente transferindo água no estado físico
de vapor para a atmosfera.
Essa transferência tem grande importância meteorológica, porque afeta
a condições de energia e de umidade da atmosfera sobre a super fície.
Também tem grande importância para a hidrologia, por ser uma fase do ciclo
hidrológico.
Evaporação
a) Físico: é o processo pelo qual a água passa de forma lenta do estado
líquido ao estado de vapor . A Evaporação ocorre a uma temperatura inferior
a 100°C.
b) Meteorológico: é a transferência de certa quantidade de água por
unidade de área e de tempo , de um reservatório natural (solo, lago, oceano)
para a atmosfera. A unidade é o "mm" para um período considerado.
c) Unidade: a unidade de medida da evaporação é o milímetro (mm) de
água , sendo que a evaporação de 1 mm corresponde à perda de 1 litro de
água, na forma de vapor para atmosfera, por unidade de área (1m2) da
superfície evaporante (lago, solo e culturas).
Para melhor compreender o processo de evaporação, basta imaginar que a
água no estado líquido é constituída por um aglomerado de moléculas unidas
entre si, por forças de ligação. Já o vapor d’água é constituído de moléculas de
água que se encontramisoladas na atmosfera.
Assim, as moléculas de água precisam ser “separadas” para sair do “corpo” do
líquido.
Conceito
Evaporação
Calor Latente (L)
As mudanças de estado das substâncias implicam trocas apreciáveis de
energia com o ambiente. Nas passagens de fase "sólido para líquido“ (fusão),
"líquido para vapor" (evaporação) e "sólido para vapor“ (sublimação), há
consumo de energia por parte da substância, sendo que, nas transições
inversas, há liberação de energia.
A evaporação de um líquido é, portanto, acompanhada de um considerável
consumo de energia.
Isso pode ser notado facilmente da seguinte maneira:
-sensação de frio que pode ser sentida por uma pessoa quando es tá
com o corpo molhado e expõe-se ao vento;
- diminuição da temperatura que se verifica no termômetro de
bulbo úmido exposto à circulação de ar.
a)Definição
O calor latente é a quantidade de energia consumida ou libera da por
unidade de massa da substância numa mudança de fase .
No caso da passagem de líquido para vapor, a quantidade de energia
consumida é denominada de calor latente de vaporização, sendo também
chamado de calor latente de evaporação.
b) Unidades:
- calorias por grama (cal/g);
- joule por grama ou quilograma (J/g ou J/kg), sendo que:
1 J/kg = 2,388x10-4 cal/g
O Sistema Internacional de unidade utiliza a unidade J/kg.
Calor Latente (L)
O calor latente de evaporação é variável com a temperatura da água,
por exemplo :
uma superfície de água na temperatura de 10°C necessita de uma
quantidade de energia correspondente a 591,5 calorias para evaporar 1
grama de água (ou nas outras unidades: 2477 J/g e 2,477.106 J/kg).
Caso a mesma superfície estivesse a uma temperatura de 30°C,
necessitaria de somente 580,3 calorias para evaporar 1 grama de água (ou
2430 J/g ou 2,430.106 J/kg).
Assim, observa-se que, quanto maior a temperatura do líquid o, menor
será a quantidade de energia para evaporar 1 grama de água.
Calor Latente (L)
Fatores que afetam a evaporação
� Energia disponível: O processo de evaporação consome energia do ambiente,
basicamente a energia proveniente da disponibilidade de radiação solar global. Por
isso, quanto maior for à energia disponível (maior saldo de radiação ), mais intenso
será o processo de evaporação.
� Déficit de saturação: A intensidade da evaporação é diretamente proporcional ao
déficit de saturação do ar , isto é, quanto maior o déficit de saturação (“ar mais
seco”), maior é a evaporação.
� Velocidade do vento: A renovação do ar junto a superfície evaporante evita que
ocorra a saturação do ar, e assim evitando que a evaporação seja nula. Assim, o
processo de evaporação é incrementado quando ocorre vento.
� Temperatura do ar e da água: A elevação da temperatura incrementa o
processo de evaporação.
A medida que aumenta a temperatura do ar ocorre aumento do déficit de
saturação, favorecendo a evaporação. Além disso, na medida em que aumenta a
temperatura da água ocorre uma diminuição do calor latente, ou seja, menos energia
é necessária para evaporar 1 grama de água.
Sob as condições de um sistema aberto, como é a interface "superfície -
atmosfera", a evaporação é afetada principalmente por quatro fatores:
Medida da Evaporação
Os tanques de evaporação são usados para medir a evaporação de superfície de
água. O tanque de evaporação “Classe A” (Figura I1a) é o mais utilizado nos
países do ocidente e é o padrão da Organização Meteorológica Mundial. Possui
diâmetro de 120 a 125 cm e 34,5 cm de profundidade.
A leitura do nível da água no
tanque é realizada às 9 horas de
cada dia. O valor da evaporação
do dia "n" a ser registrado no
mapa mensal de dados
corresponde à evaporação que
ocorreu entre as nove horas do
dia anterior (9hn-1) e as nove
horas do dia (9hn). A diferença de
nível é dada pela diferença de
leitura (em mm) no parafuso
micrométrico (Figura I1b),
deixando-se a ponta desse
instrumento na forma de anzol
tocar a superfície da água.
Fator de Tanque (K)
Medida da Evaporação
Em função do seu pequeno diâmetro, maior recepção energia (na lateral e parte
inferior do tanque) e baixa refletividade da água, o tanque "Classe A" apresenta uma
evaporação mais elevada (superestima) do que uma superfíci e natural (lago ou
cultura).
Devido à superestimativa da evaporação pelo Tanque Classe A, os valores medidos
não devem ser aplicados diretamente. Para que a evaporação do tanque Classe A
represente a evaporação real, deve- se multiplicar os valores de ECA por um fator de
correção. Para as condições do Rio Grande do Sul, esse fator apresenta uma
pequena variação anual, oscilando próximo a 0,7 a 0,8. Seu valor é um pouco menor
no período de menor umidade relativa do ar (no verão e/ou nos períodos de seca).
Para poder estimar a evapotranspiração de referência (ETo, em mm), o valor de
evaporação do tanque (ECA, em mm) deve ser corrigido pela aplicação de um
coeficiente de tanque (Kp, sem dimensão), segundo a equação:
ETo = ECA . Kp
Condensação do vapor d'água na atmosfera
Conceito
O processo da condensação consiste na passagem da água do estado de vapor para o
estado líquido.
Na atmosfera, o processo de condensação somente inicia sobre a superfície de
partículas (sólidas e liquidas) que estão em suspensão no ar. As partículas mais
efetivas para o processo de condensação são as substâncias higroscópicas como os
óxidos (NnOm, SnOm, FenOm) e os ácidos (HxNOm, HxSOm, HCl, HxCOm, etc..)e
também o sal comum (NaCl). Essas partículas são denominadas de núcleos de
condensação, pois atraem as moléculas de vapor da água sobre a sua superfície,
formando um aglomerado de água no estado líquido (gotícula).
A condensação pode ser visualizada na atmosfera pela formação das nuvens e neblina.
Base meteorológica do processo
A condensação inicia-se quando o ar atinge a saturação, desde que existam
núcleos de condensação, partículas necessárias à formação das gotículas.
Portanto as condições meteorológicas que propiciam a ocorrência da
saturação são responsáveis pela condensação do vapor d'água na atmosfera.
A saturação de uma massa ou parcela de ar pode ser
atingida de duas maneiras:
a) através do aumento da quantidade de vapor no ar
Esse processo só é efetivo quando a superfície evaporante é mais quente que o ar.
Isso ocorre quando o ar frio se desloca sobre uma superfície líquida (lago ou rio)
relativamente mais quente que o ar. Nesse caso, a evaporação da superfície
satura o ar frio. Esse fenômeno pode ser percebido sobre a superfície de lagos ou
rios em manhãs frias, ou no recinto fechado de um banheiro, onde a água quente
do chuveiro evapora parcialmente saturando o ar, que está mais frio que
a água.
b) Pelo resfriamento do ar até a temperatura do
ponto de orvalho
A parcela de ar resfria-se pela perda de energia, diminuindo,
então, a sua capacidade de conter vapor d’água, favorecendo a
condensação. Essa é a forma predominante na atmosfera. A
temperatura em que inicia a ocorrência de condensação é
denominada de temperatura do ponto de orvalho; ela
representa a temperatura para a qual o ar deve ser resfriado
para atingir a saturação, nas condições em que ele se apresenta.
Resfriamento do ar úmido
O resfriamento do ar até uma temperatura inferior a seu ponto de
orvalho pode ocorrer de três maneiras. Cada uma delas produz uma
forma de condensação bem característica.
Resfriamento por condução
Ocorre quando uma parcela de ar entra em contato com uma superfície mais fria.
Se não ocorre vento, o resfriamento por condução é efetivo apenas em uma
pequena camada de ar em contato com a superfície exposta (camada limite).
Essa condição, aliada a outros fatores que favorecem o resfriamento das
superfícies (perda de energia, boa exposição a céu aberto, baixa
velocidade do vento, maior densidade do ar frio, entre outros), resulta
na formação do orvalho. Ela também pode ocorrer no inverno quando o ar
quente proveniente do ambiente externo se desloca junto às paredes internas
mais frias das edificações. As pessoas menos esclarecidas dizem que "as paredes
suam", o que é, narealidade, a condensação. Esse fato ocorre após um período
frio, quando existe a entrada de uma massa de ar quente sobre a região.
Resfriamento por radiação
O resfriamento por radiação ocorre devido à perda de
radiação terrestre, causando o resfriamento da superfície
e, assim, do ar acima. O resfriamento por radiação pode
ser mais efetivo que os demais processos, principalmente
nas noites em que o ar junto à superfície terrestre
apresenta maior teor de umidade e a atmosfera acima
está bastante seca. Dessa forma uma camada apreciável de
ar pode atingir a saturação, resultando na formação de
nevoeiro.
Resfriamento do ar úmido
Expansão Adiabática
Esse processo de resfriamento ocorre quando uma parcela de
ar apresenta movimentos ascendentes na atmosfera, causados
por instabilidade térmica ou força mecânica (ciclones, frentes,
áreas de barlavento do relevo).
Quando essa parcela de ar se eleva na atmosfera, ocorre a
expansão da mesma devido à diminuição da pressão
atmosférica com a altura. O trabalho físico de expansão
consome energia, que é retirada da própria parcela de ar em
ascensão (O processo é chamado de adiabático - não há troca
efetiva de calor da parcela em ascensão com o ar adjacente).
Resfriamento do ar úmido
Expansão Adiabática
O processo de expansão adiabática determina o resfriamento
da parcela de ar, favorecendo a condensação e, assim, a
formação das nuvens. Caso processo seja contínuo, para
propiciar o crescimento das gotículas de água nas nuvens, pode
ocorrer precipitação, ocasionando a chuva. Em condições
extremas de instabilidade térmica ou de acentuada redução
da pressão atmosférica (depressão barométrica), ocorre uma
ascensão acentuada de ar até os altos níveis da troposfera,
proporcionando formação de granizo.
Resfriamento do ar úmido