Aula 3 - Precipitação

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PRECIPITAÇÃO
	É toda água proveniente do meio atmosférico que chega a superfície terrestre,sob a forma de: 
 chuva, 
 granizo, 
 neve, 
 orvalho, etc 
Para as condições climáticas do Brasil, a chuva é mais significativa.
Os dados de precipitação são muito importantes para os projetos de drenagem, construção de barragens, etc.
Fatores Intervenientes
Condições Atmosféricas:
Temperatura
Umidade
Vento
Condições de Superfície:
Relevo
ATMOSFERA TERRESTRE
 AR SECO
 
VAPOR D’ÁGUA
 Partículas Suspensas
 CURIOSIDADE:
 A importância de um gás atmosférico não está relacionado a sua quantidade. Por exemplo, o dióxido de carbono, o vapor d'água e o ozônio ocorrem em pequenas concentrações mas são importantes para os fenômenos meteorológicos ou para a vida. 
 Sem vapor d'água não há nuvens e chuva. Além disso, o vapor d'água também tem grande capacidade de absorção, tanto da energia radiante emitida pela Terra (em ondas longas), como também de alguma energia solar. Portanto, junto com o CO2, o vapor d'água atua como uma manta para reter calor na baixa atmosfera. 
 A presença do ozônio é vital devido a sua capacidade de absorver a radiação ultravioleta do sol na reação de fotodissociação. O átomo livre recombina-se novamente para formar outra molécula de ozônio, liberando calor. Na ausência da camada de ozônio a radiação ultravioleta seria letal para a vida. 
Buraco na camada de ozônio do Ártico é equivalente ao da Antártida
Cientistas afirmaram que, pela primeira vez, registraram um buraco gigante na camada de ozônio na atmosfera superior acima da região do Ártico, parecido com o buraco encontrado regularmente sobre a Antártida, no sul.
Fonte: BBC – Brasil  2 de outubro, 2011 - 20:36 
Gráfico Psicrométrico
Formação da Chuva
Ar úmido  Ascensão Resfriamento  Ponto de Saturação  Condensação Nuvem  Precipitação
Precipitação, Mecanismo de Formação e Tipos
Chuva Frontal
Chuva Orográfica
Chuva Convectiva
Distribuição: localizada, com grande variabilidade espacial Intensidade: moderada a forte, dependendo do desenvolvimento vertical da nuvem Predominância: no período da tarde Duração: curta a média (minutos a horas)
TIPOS DE CHUVA
1. Chuvas frontais
 Provocadas por “frentes”;
 (no Brasil predominam as frentes frias provindas do sul)
 É de fácil previsão 
(é só acompanhar o avanço da frente)
 É de longa duração, intensidade baixa ou moderada, podendo causar abaixamento da temperatura;
 Interessam em projetos de obras hidrelétricas, controle de cheias regionais e navegação.
2. Chuvas orográficas
 São provocadas por grandes barreiras de Montanhas;
 As chuvas são localizadas e intermitentes;
 Possuem intensidade bastante variada;
Chuva orográfica
3. Chuvas convectivas (“chuvas de verão”) 
 Típicas das regiões tropicais;
 São de grande intensidade e curta duração, concentradas em pequenas áreas;
 Ocorrem em dias quentes, geralmente no fim da tarde ou começo da noite;
 Podem ser acompanhadas de descargas elétricas e de rajadas de vento;
 Interessam às obras em pequenas bacias, como para cálculo de bueiros, galerias de águas pluviais, etc.
3. Chuvas Convectivas
Chuva Convectiva
Sistemas Meteorológicos e Características Climáticas de Pernambuco
Frente Fria
Ondas de Leste
Zona de Convergência Intertropical – ZCIT
Brisas Terrestres e marítimas
Vórtices Ciclônicos da Atmosfera Superior – VCAS
Atua em todo o Estado
Sertão – NOV a FEV
Agreste e Mata – MAIO a AGO
Leste de Pernambuco
MAIO a AGO
Provoca Chuvas Intensas
300 km dentro do continente
Sertão e Agreste
DEZ a MAIO / FEV a JUN
Provoca Chuvas Intensas
Tempo: superior a 2 meses
Sistemas Meteorológicos e Características Climáticas de Pernambuco
Litoral e Zona da Mata
Outono e Inverno
Precipitação Noturna
Chuvas fracas e moderadas
Nordeste e Pernambuco
Meses de NOV a FEV
Forma Irregular
Chuvas Intensas 
Frente Fria
Ondas de Leste
Zona de Convergência Intertropical – ZCIT
Brisas Terrestres e marítimas
Vórtices Ciclônicos da Atmosfera Superior – VCAS
Sistemas Meteorológicos e Características Climáticas de Pernambuco
Folha SP 01/06/09
Atlantic Ocean (31/05/2009) Flight AF447
3º Encontro Nacional sobre Mudanças Climáticas e Defesa Civil
EPUSP 30/09/2009
GOES-10 INPE
3º Encontro Nacional sobre Mudanças Climáticas e Defesa Civil
EPUSP 30/09/2009
GRADEZAS CARACTERÍSTICAS
 Altura pluviométrica (mm)
 Intensidade de precipitação (mm/h)
 Duração (h ou min)
Medições das Precipitações
Expressa-se a quantidade de chuva (h) pela altura de água caída e acumulada sobre uma superfície plana e impermeável.
EQUIPAMENTOS PARA MEDIÇÃO
Pluviômetro Ville de Paris
EQUIPAMENTOS PARA MEDIÇÃO
Pluviográfo de pena descartável
Pluviográfo tipo bascula
Exercícios:
 Um pluviômetro com diâmetro 30 cm, coletou 2328 mL de água em 8 horas. Qual o total de chuva e sua intensidade média? 
 Um lote de 5 ha recebeu uma chuva de 2 mm. Quantos litros de água atingiram o solo?
 Observando o pluviograma abaixo, calcule a intensidade média da precipitação para o intervalo entre 9h da manhã e 3h da tarde.
Precipitações médias sobre uma B. H. 
Métodos para o cálculo da chuva média: 
 Método da Média Aritmética;
 Método de Thiessen e;
 Método das Isoietas.
Método da Média Aritmética
 é chuva média na bacia;
hi é a altura pluviométrica registrada em cada posto;
 
n é o número de postos na bacia hidrográfica.
Onde:
Método dos polígonos Thiessen
Método dos polígonos Thiessen
Onde: 
 é a precipitação média na bacia (mm);
Pi é a precipitação no posto i (mm);
Ai é a área do respectivo polígono, dentro da bacia (km2);
A é a área total da bacia.
Método das Isoietas
Onde: 
 é a precipitação média na bacia (mm);
Pi é a média aritmética das duas isoietas seguidas i e i + 1;
Ai é a área da bacia compreendida entre as duas 
respectivas isoietas (km2);
A é a área total da bacia (km2).
Método das Isoietas
Precipitação Anual em Pernambuco
PREENCHIMENTO DE FALHAS
Onde:
 Px é o valor de chuva que se deseja determinar;
 Nx é a precipitação média anual do posto x;
 NA, NB e NC são, respectivamente, as precipitações
 médias anuais do postos vizinhos A, B e C;
 PA, PB e PC são, respectivamente, as precipitações
 observadas no instante que o posto x falhou.
Exercício:
1) A estação X ficou inoperante durante o mês de abril de 2007, motivo este de não ter sido registrado a precipitação neste mês. O total das precipitações registradas nas estações vizinhas A, B e C, para o mesmo mês foram respectivamente:
 
 
 Estimar a precipitação na estação X, conhecendo-se os valores das precipitações anuais nas 4 estações (na tabela abaixo), nos últimos 3 anos.
		PA
		PB
		PC
		PX
		101,0 mm
		62,0 mm
		45,0 mm
		?
		ANO
		A
		B
		C
		X
		2004
		778 mm
		675 mm
		905 mm
		553 mm
		2005
		850 mm
		740 mm
		832 mm
		764 mm
		2006
		630 mm
		578 mm
		695 mm
		477 mm
Equação de Chuva Intensa
As equações de chuvas intensas também são conhecidas como RELAÇÕES IDF – Intensidade, Duração e Freqüência.
Tem grande importância em obras hidráulicas, tais como no dimensionamento de vertedouros de barragens, galerias pluviais, na conservação do solo (erosão), etc. 
 i = intensidade máxima média de precipitação (mm/h);
Tr = período de retorno em anos;
t = tempo de duração da precipitação (min);
K,m, b, n = parâmetros
(locação e forma) a determinar.
Importância da Equação de Chuva Intensa
Drenagem Urbana
Microdrenagem 
Macrodrenagem 
Importância da Equação de Chuva Intensa
Drenagem Rural
Obtenção e Processamento dos Dados
Registros de estações pluviográficas
As leituras dos pluviogramas são recolhidas e examinadas para detecção de erros grosseiros;
Digitalizados por meio de programas;
Geração das séries históricas;
Obtenção das alturas pluviométricas máximas para cada ano
Resultados e Discussões
Determinação das equações de chuvas intensas
Pluviógrafos:
Regressão não-linear
R² : 94,2% a 99,3%
Exercício:
Calcular a intensidade da chuva para seguintes condições: cidade de Belo Jardim, período de retorno de 50 anos e duração de 80 minutos.
Exercício:
O pluviograma a seguir representa uma chuva intensa de 5 horas de duração ocorrida no dia 02/02/1983, das 16 às 21 horas, em Piracicaba - SP. Considerando a intensidade média desta chuva e a relação intensidade-duração-frequência de Piracicaba fornecida abaixo, estime o período de retorno deste evento.
Resposta: T ≈ 45,8 anos (LP = 97,4 mm)
Plano Nacional de Recursos Hídricos (jan/2006):
Década Brasileira da Água (2005 – 2015), integrada à Década Mundial (ONU/2005);
Importância da água para Metas de Desenvolvimento do Milênio;
Vínculos com saúde, criança, mulher, redução da pobreza e ao combate à fome;
Setor agrícola brasileiro é o principal usuário consuntivo dos recursos hídricos.
Plano Nacional de Recursos Hídricos (jan/2006):
Década Brasileira da Água (2005 – 2015), integrada à Década Mundial (ONU/2005);
Importância da água para Metas de Desenvolvimento do Milênio;
Vínculos com saúde, criança, mulher, redução da pobreza e ao combate à fome;
Setor agrícola brasileiro é o principal usuário consuntivo dos recursos hídricos.
Plano Nacional de Recursos Hídricos (jan/2006):
Década Brasileira da Água (2005 – 2015), integrada à Década Mundial (ONU/2005);
Importância da água para Metas de Desenvolvimento do Milênio;
Vínculos com saúde, criança, mulher, redução da pobreza e ao combate à fome;
Setor agrícola brasileiro é o principal usuário consuntivo dos recursos hídricos.
Plano Nacional de Recursos Hídricos (jan/2006):
Década Brasileira da Água (2005 – 2015), integrada à Década Mundial (ONU/2005);
Importância da água para Metas de Desenvolvimento do Milênio;
Vínculos com saúde, criança, mulher, redução da pobreza e ao combate à fome;
Setor agrícola brasileiro é o principal usuário consuntivo dos recursos hídricos.
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