HIDRO AULA4

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Precipitação
AULA 4
Resumo
• Conceito
• Tipos de precipitação
• Pluviometria
• Análise dos dados
• Precipitação média
Conceito - Tipos de precipitação
• Água proveniente do meio atmosférico que 
atinge a superfície 
• Tipos: neblina, chuva, granizo, saraiva, 
orvalho, geada e neve
• Diferença: estado em que se encontra a água e 
o modo de formação. 
Orvalho e geada
• Resultado do resfriamento radiativo noturno
• Ocorrência: noite calma (sem convecção) de céu limpo
• Processo: Superfície da Terra se resfria mais rapidamente que o ar 
adjacente. O ar em contato com essa superfície se resfria.Se o 
resfriamento for suficiente, o ar adjacente torna-se saturado
– Temperatura da superfície> temperatura de congelamento, o vapor 
d´água se condensa e forma o orvalho
– Temperatura da superfície <= temperatura de congelamento, o vapor 
d´água pode se depositar como geada
Nevoeiro e Neblina
• Nuvem com base em contato com o solo. Suspensão de minúsculas 
gotículas de água ou cristais de gelo em camada de ar próxima à 
superfície
• Formação: saturação do ar por resfriamento radiativo, resfriamento 
advectivo, resfriamento por expansão (adiabática) ou por adição de 
vapor d´água
• Convenção internacional:
- Nevoeiro: visibilidade horizontal no solo < 1km
- Neblina: visibilidade horizontal no solo > 1km
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Granizo e Neve
• Pode acontecer que as gotas ao 
cairem encontrem camadas da 
atmosfera de baixíssimas 
temperaturas, congelando-se e 
juntando-se a outras gotículas 
congeladas ou não, formando pedras 
de gelo de tamanhos diversos e 
alcançando a superfície da Terra em 
forma de granizo (5 mm). 
• A neve resulta do crescimento de 
cristais de gelo nas camadas frias em 
torno de núcleos tais como 
particulados, sal, etc., que coalescem 
para formar flocos suficientemente 
pesados para vencer a gravidade e 
precipitar.
Saraiva: diferente do granizo no 
tamanho das pedras, maiores no caso da 
saraiva(5-50 mm)
Precipitação Pluvial (chuva): conceitos
• Precipitação: variável climática importante que realimenta os 
sistemas hídricos;
• está relacionada com o total ocorrido num intervalo de tempo 
definido. O valor isolado não tem significado.
• Grandezas: lâmina (altura - mm), intensidade(mm/min ; mm/h)
• ex. 100 mm é muito em 1 hora e muito pouco para 1 ano. 
• A variabilidade temporal e espacial da precipitação influencia 
o comportamento da disponibilidade hídrica de uma bacia. 
• Mas, como se forma a chuva?
• Processo associado à ascensão 
adiabática (sem troca de calor) de 
massas de ar, resfriamento (trabalho 
realizado na expansão), saturação do ar, 
condensação 
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• Mas, a condensação do vapor de água na 
atmosfera não é garantia de que o líquido 
formado irá precipitar...
Formação de nuvens
• O que é necessário?
1) Ar saturado: o ar é resfriado abaixo de sua temperatura de ponto de 
orvalho ou por adição de vapor d´água no ar
2) Superfície sobre a qual o vapor d´água pode condensar [núcleos de 
condensação de nuvens (Partículas de aerossol: sal marinho, 
sulfatos, fuligem, poeira do solo, matéria orgânica (pólen)), em torno 
dos quais se formam os elementos de nuvem (pequenas gotículas de 
água que permanecem em suspensão no ar). O principal núcleo de 
condensação é o NaCl.
E a chuva?
• Nem todas as nuvens precipitam
• Se as gotículas das nuvens são muito pequenas, sua velocidade de 
queda é muito pequena
• Elas evaporariam poucos metros abaixo da base da nuvem.
• Para que ocorra precipitação é necessário que as gotas “engordem” e seu 
peso seja superior às forças que a sustentam no ar;
• Para que haja a precipitação deve haver a formação de gotas 
maiores, denominadas de elementos de precipitação, resultantes 
da coalescência das gotas menores, que ocorre devido a 
diferenças de temperatura, tamanho, cargas elétricas e, também, 
devido ao próprio movimento turbulento. 
• Tamanhos das gotículas nas nuvens : 
– diâmetros de 0,01 a 0,03 mm, espaçadas por cerca de 1 mm
• Gotas de chuva: 
– diâmetro de 0,5 a 2 mm, velocidade de queda de 9 m/s
Formação das Chuvas
• Tipos de precipitação pluvial
– (mecanismos de formação)
Frontal
• interação de massas de ar 
quente e frias. Ocorrem ao 
longo da linha de 
descontinuidade que separa as 
duas massas de ar de 
características diferentes. 
• Por ser mais pesado, o ar frio 
faz o ar quente subir na 
atmosfera. Com a subida da 
massa de ar quente e úmida, há 
um resfriamento da mesma que 
condensa e forma a 
precipitação. 
Atuam sobre grandes bacias 
com intensidade variável. 
Processos frontais de grande 
extensão e duração são os que 
produzem inundações em 
grandes bacias.
O movimento das frentes 
depende dos sistemas de 
pressão regionais
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Tipos de Chuva quanto ao Processo de Formação
Chuva Frontal
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.
Características 
das chuvas 
frontais
Distribuição: generalizada na região 
Intensidade: fraca a moderada, dependendo do tipo 
de frente 
Predominância: sem horário predominante 
Duração: média a longa (horas a dias), dependendo 
da velocidade de deslocamento da frente.
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Precipitação Frontal
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Tipos de precipitação : Convectiva
• o ar úmido aquecido na 
vizinhança do solo fica menos 
denso sobe, diminui a 
temperatura, condensa e 
precipita. 
• São formações locais com 
pequena abrangência espacial e 
alta intensidade. Atingem 
principalmente pequenas bacias;
• Ocorrem principalmente no 
verão em climas tropicais
• Exemplo: Belém do Pará e
chuvas de verão.
• Abrangência espacial pequena;
• Intensidade elevada; 
• Curta duração temporal;
• caracterizada for fenômenos 
elétricos e fortes rajadas de 
vento
• Também conhecida como chuva 
de verão; 
• Importante para pequenas bacias 
hidrográficas com tempo de 
concentração reduzido. 
Precipitação Convectiva
• Causada pela ascensão de ar mais quente e menos denso que o ar 
da vizinhança. Geralmente ocorre nos trópicos, onde durante um 
dia quente a superfície do terreno aquece de maneira desigual 
(várias coberturas). Rompido o equilíbrio instável, o ar quente se 
eleva com velocidade considerável, promovendo chuvas de elevada 
intensidade e curta duração, com rajadas de vento e fenômenos 
elétricos, etc. 
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Precipitação Convectiva
Chuva Convectiva
Originada do processo de
convecção livre, em que ocorre
resfriamento adiabático,
formando-se nuvens de grande
desenvolvimento vertical.
Características 
das chuvas 
convectivas
Distribuição: localizada, com grande variabilidade 
espacial 
Intensidade: moderada a forte, dependendo do 
desenvolvimento vertical da nuvem 
Predominância: no período da tarde/início da noite 
Duração: curta a média (minutos a horas)
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Orográficas ou chuva de relevo
• ocorrem quando uma massa de ar carregada de umidade sobe ao 
encontrar uma elevação do relevo, como uma montanha, provocando 
chuva.
• Quando a massa é forçada a ascender, precipita a barlavento, em muitos 
casos não precipita do outro lado, a sotavento. 
• A chuva orográficaé uma das causas da seca do sertão nordestino e da 
grande pluviosidade na Serra do Mar, em São Paulo (Brasil). . 
• O vento que ultrapassa a barreira é seco, retirando umidade do 
ambiente, podendo gerar áreas desérticas;
• A precipitação varia com a altitude, tendo algumas alturas onde a 
precipitação é muito elevada;
• Atua sobre bacias pequenas com intensidade variável.
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Precipitação Orográfica
sotavento
barlavento
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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.
Santos – P = 2153 mm/ano
Cubatão – P = 2530 mm/ano
Serra a 350m – P = 3151mm/ano
Serra a 500m – P = 3387 mm/ano
Serra a 850m – P = 3874 mm/ano
S.C. do Sul – P = 1289 mm/ano
Exemplo do efeito orográfico 
na Serra do Mar, no Estado 
de São Paulo
Pluviometria
• Aparelho medidores cilíndricos, 
com área de captação que pode 
variar de 100, 200, 400 ou 1000 
cm2, colocado de 1 a 1,5 m do 
solo, livre de obstruções. 
• Valores com precisão de décimo 
de milímetro 
• P = 10 V/A (mm)
• V (volume precipitado em cm3) 
A é a área de captação cm2
• esquema
h
D >2h
obstrução
1 a 1,5 m
A
V
Equipamentos para medida da chuva
Pluviômetros
Os pluviômetros são instrumentos normalmente operados em estações meteorológicas convencionais ou
mini-estações termo-pluviométricas. O pluviômetro padrão utilizado na rede de postos do Brasil é o Ville
de Paris (foto da esquerda). Outros tipos de pluviômetro (fotos do centro e da direita) são comercializados
ao um custo menor e tem por finalidade monitorar as chuvas em propriedades agrícolas. A durabilidade
desses pluviômetros e sua precisão, em função da menor área de captação, são menores do que a dos
pluviômetros padrões. A área de captação mínima recomendável é de 100 cm2.
Mais comum: 400 cm2. Portanto, 40 ml de água= 1mm de chuva
Ville de Paris (A = 490 cm2) KCCI (A = 176 cm2)
SR (A = 15 cm2)
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Pluviômetro
• Medidor sem registrador;
• Dados coletados por observador 1 
vez ao dia (pela manhã). Em 
algumas entidades utiliza-se 
frequência maior: 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 
(somam valores de 20 mm). 
O valor medido num dia t+1 é 
transferido para o dia t, pois a 
maior parte do tempo ocorreu 
no dia anterior. Isto pode ser 
fonte de erro de processamento 
de dados.
Dia t Dia t+1
Leitura 7:00 am
Período de totalização 
do dia t
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Pluviógrafo
• 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
• Sensores: com cubas basculantes ou reservatório com sifão
• Registradores: (a) mecânico: tambor com relógio e pena sobre papel 
milimetrado; (b) eletrônico. 
• 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 interferências e principalmente 
impactos dos raios. 
Representação de dados de chuva
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Pluviógrafo 
registrador
Os pluviógrafos são dotados de um sistema de registro diário, no qual
um diagrama (pluviograma) é instalado. Ele registra a chuva acumulada
em 24h, o horário da chuva e a sua intensidade. São equipamentos
usados nas estações meteorológicas convencionais
O pluviograma acima mostra uma chuva
ocorrida no dia 11/03/1999, em que foi
registrada a coleta de cerca de 76 mm em
5h. A chuva se concentrou entre 20h do dia
10/03 e 1h do dia 11/03. A intensidade
máxima foi observada entre 20:30 e 21:30,
com cerca de 53mm/h.
Pluviógrafo 
de báscula
Os pluviômetros de báscula são sensores eletrônicos
para a medida da chuva, usados nas estações
meteorológicas automáticas. Eles possuem duas
básculas, dispostas em sistema de gangorra, com
capacidade para armazenar comumente 0,2 mm de
chuva. Conforme a chuva vai ocorrendo o sistema é
acionado e um contador disposto no sistema de
aquisição de dados registra a altura pluviométrica
acumulada. Esse equipamento registra o total de chuva,
o horário de ocorrência e a intensidade.
Básculas dispostas 
em um sistema de 
gangorra
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Usos dos aparelhos
• Pluviômetros são mais baratos e menor custo de 
operação
• Pluviógrafos quando é desejada a variabilidade 
temporal no dia
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Outros tipos de medida de chuva
• Satélite: utiliza sensores para 
estimar temperatura das 
nuvens e outras características 
para estimar a chuva;
• Boa resolução espacial se 
comparadas às medidas 
pontuais dos pluviômetros;
• Pode ter limitados resultados 
pontuais 
•Radar em terra utiliza 
princípios semelhantes de 
sensores de medida para 
estimar a variabilidade 
temporal e espacial dos 
processos de chuva na bacia;
•Vantagens de ter melhor 
resolução espacial;
•Limitado resultado pontual 
e alto custo de operação do 
sistema 
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Variabilidade Espacial e 
Temporal das Chuvas
Como dito anteriormente, 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. Essa variabilidade ao
longo do tempo é denominada variabilidade temporal.
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Variabilidade Espacial das Chuvas no Mundo