Precipitação: Tipos e Medição

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Precipitação
Professora: Dayana Freitas
E-mail: dayanafandrade@yahoo.com.br
Hidrologia
Conteúdo Programático
• Precipitação
• Mecanismos de Formação das Precipitações
• Tipos de Precipitação
• Tipos de Chuvas
- Chuvas Convectivas
- Chuvas Frontais ou Ciclônicas
- Chuvas Orográficas
• Grandezas Características das Precipitações
Conteúdo Programático
• Medida da Precipitação Pluviométrica
• Precipitações Médias Sobre uma Bacia 
Hidrográfica
- Método da Média Aritmética
- Método do Polígono de Thiessen
- Método das Isoeitas
Precipitação
• Água proveniente do vapor de água da atmosfera
depositada na superfície terrestre, de qualquer
forma: chuva, neve, granizo, saraiva, orvalho ou
geada;
• Características principais:
- Total precipitado
- Duração
- Variabilidade temporal e espacial 
• 100 mm de precipitação, pode ser pouco em um mês ou 
muito em um dia, ou em uma hora
Precipitações 
anuais 
Importância
•Quantificar a 
disponibilidade para os 
múltiplos usos.
• Abastecimento 
doméstico, industrial e 
irrigação.
•Controle de inundação.
• Eventos extremos: secas 
e cheias.
Mecanismos de 
Formação das 
Precipitações
Mecanismos de Formação 
das Precipitações
• Umidade atmosférica 
• Mecanismo de resfriamento – ascenção das
massas de ar
• Presença de núcleos higroscópicos – Ponto de 
saturação - condensação 
• Mecanismo de crescimento das gotas 
- Coalescência 
• Precipitação
Tamanho das gotas 
• nuvem: 0,02 mm 
• chuva: 0,5 a 2 mm
Tipos de Precipitação
Precipitação
A DIFERENÇA ENTRE AS FORMAS DE 
PRECIPITAÇÃO É O ESTADO EM QUE A ÁGUA 
SE ENCONTRA. 
• CHUVA: forma líquida.
• NEVE: forma de cristais de gelo.
• SARAIVA: forma de pequenas pedras
arredondadas de gelo com diâmetro de d < 5
mm.
• GRANIZO: pedras de gelo atingem d > 5 mm.
• ORVALHO: condensação do vapor d’água do
ar dos objetos que se resfriam durante a
noite.
• GEADA: deposição de cristais de gelo,
semelhante ao orvalho, quando a T < 0°C.
Tipos de Chuvas
• Do ponto de vista do hidrólogo;
• Chuva tem três mecanismos fundamentais de
formação;
• Formação das precipitações está ligada à
ascensão de massas de ar que pode ser devida a
fatores de:
• Convecção térmica;
• Relevo;
• Ação frontal de massas.
Tipos de Chuvas
•Chuvas Convectivas
•Chuvas frontais ou ciclônicas
•Chuvas Orográficas
Tipos de Chuvas
• Formadas por ascensão de
uma massa de ar úmido
em regiões quentes
• Comuns em áreas quentes
e úmidas – Regiões
Equatoriais
Chuvas Convectivas
Chuvas de grande intensidade,
pequena duração, restritas a
áreas pequenas.
• Podem provocar importantes
inundações em pequenas bacias
• Importante para a drenagem 
urbana
Chuvas Frontais ou Ciclônicas
• Associada a
instabilidade
• Encontro de duas
massas de ar com
características
térmicas diferentes
(fria e quente)
Grande duração, atingindo
grandes áreas e intensidade
média
• Comum nas médias latitudes, 
principalmente no inverno
• Podem produzir cheias em
grandes bacias
Chuvas Orográficas
Chuvas orogênicas ou de relevo
• Ascensão forçada de ventos úmidos ante um obstáculo –
relevo
• Ar obrigado a se elevar para transpor o obstáculo
• Resfria-se e fica saturado e precipita-se
Chuvas de pequena intensidade
e grande duração, que cobrem 
pequenas áreas. 
CONVECTIVAS 
• Grande intensidade 
• Pequena duração 
• Abrange pequenas áreas 
• Típicas de regiões equatoriais 
FRONTAIS ou CICLÔNICAS: 
• Intensidade média 
• Grande duração 
• Abrange grandes áreas 
• Comum nas médias latitudes, principalmente no 
inverno
OROGRÁFICAS 
• Pequena intensidade 
• Grande duração 
• Abrange pequenas áreas
• Podem provocar
importantes inundações
em pequenas bacias
• Importante para
drenagem urbana
• Podem produzir cheias
em grandes bacias
Grandezas 
Características das 
Precipitações
Grandezas Características das 
Precipitações
• Altura de precipitação (h): Espessura média da lâmina
de água precipitada que recobriria a região, admitindo-
se que essa água não infiltrasse, evaporasse e/ou
escoasse para fora dos limites da região.
Dada em : mm
• Duração (t): Intervalo de tempo decorrido entre o início
e término da precipitação.
Dada em: min, h
• Intensidade (i): Relação entre a altura pluviométrica (h)
e a duração (t) da precipitação.
Dada em: mm/h ou mm/min >>> i = h / t
Altura pluviométrica (h) 
• Normalmente é expressa em milímetros (mm).
h = volume precipitado/área de captação
• Se 1 litro de água for captado por uma área de
1m², o h será 1 mm.
• h = volume/área = 1L/1m² = 1000 cm³/10000 cm²
= 0,1 cm = 1mm
Grandezas Características das 
Precipitações
Frequência (freq)
• Número de vezes que determinada chuva acontece
• Adimencional
Período de retorno ou Tempo de Retorno (TR)
• Tempo, em anos, em que determinada chuva supera ou
se iguala a anterior, ou seja, volta a acontecer
• É sempre dado em anos
Probabilidade de ocorrência de uma chuva
• É a possibilidade que uma dada chuva possa vir a ocorrer
• Está relacionada com o período de recorrência
Período de recorrência (TR)
Medida da Precipitação 
Pluviométrica
Medida da Precipitação Pluviométrica
•Medida da chuva é feita pontualmente em
estações meteorológicas
Estação 
Pluviográfica
Medida da Precipitação Pluviométrica
•Mede-se convencionalmente a precipitação,
por meio de aparelhos chamados:
•Pluviômetro
•Pluviógrafo
•Radar
• Satélites
Medidas Pontuais
(Séries Históricas)
Medidas espaciais
Medida da Precipitação Pluviométrica
• Pluviômetro
• Recipiente metálico;
• Superfície de captação horizontal delimitada
por um anel metálico;
• Volume capaz de conter as maiores
precipitações possíveis em um intervalo de
24 horas;
• Leitura diária às 7 horas 
• Vários modelos de pluviômetros em uso no
mundo;
(diferem pelos detalhes construtivos)
• No Brasil o mais difundido é o do tipo “Ville
de Paris”
Medida da Precipitação Pluviométrica
•Pluviômetro “Ville de Paris”
Área de captação 
de 400 cm2
Medida da Precipitação Pluviométrica
Cuidados na Instalação
Obstáculos podem mascarar os dados pluviométricos 
coletados 
D > 2 metros
Cuidados a serem tomados
- Cerca de Proteção
- Manutenção do Equipamento
•Pluviógrafos – Equipamentos Registradores
•Medição; 
•Registro; 
• Transmissão.
•Área receptora padrão: 200 cm²
• Tipos:
•Basculantes;
•De peso;
• Flutuador.
Medida da Precipitação Pluviométrica
•Pluviógrafos – Equipamentos Registradores
•Medição; 
•Registro; 
• Transmissão.
•Área receptora padrão: 200 cm²
• Tipos:
•Basculantes;
•De peso;
• Flutuador.
Medida da Precipitação Pluviométrica
•Pluviógrafo
Com registro impresso
Medida da Precipitação Pluviométrica
•Pluviógrafo Basculante
Medida da Precipitação Pluviométrica
Com registro digital 
•Pluviógrafo de peso
• A unidade sensível deste tipo de instrumento
consiste em uma balança auto-equilibrada
Medida da Precipitação Pluviométrica
•Pluviógrafo Flutuador
Medida da Precipitação Pluviométrica
PLUVIOGRAMA
•Gráficos produzidos pelos pluviógrafos
IETOGRAMA
Representação gráfica que estabelece a relação
entre a quantidade de chuva e o tempo
IETOGRAMA
Precipitação média mensal no Posto Olinda 199 (2003 – 2013)
APAC, 2013
Radar Meteorológico
•Usado para rastrear a formação e evolução
de nuvens, nevoeiros e precipitação.
Radares Meteorológicos no Brasil
• No Brasil atualmente
existem mais de vinte
radares meteorológicos
que pertencem a diversas
instituições.
• A Figura ao lado mostra a
distribuição dos radares
em território brasileiro e
inclui doisradares
pertencentes à Argentina.
Resumo das Medições da 
Chuva
• Pluviômetros 
• Pluviógrafos
• Radar
• Satélites 
Precipitações Médias 
Sobre uma Bacia 
Hidrográfica
Precipitação média numa bacia 
•Precipitação = variável com grande 
heterogeneidade espacial 
Precipitações Médias Sobre 
uma Bacia Hidrográfica
Métodos:
•Média Aritmética
•Método dos Polígonos de Thiessen
•Método das Isoietas
Média Aritmética
MÉDIA ARITMÉTICA
66 mm
50 mm
44 mm
40 mm
42 mm
Pmédia = S hi/n
Calcule a precipitação média na bacia hidrográfica
pelo método da média aritmética.
MÉDIA ARITMÉTICA
66+50+44+40 = 200 
4 4
Pmédia = 50 mm
66 mm
50 mm
44 mm
40 mm
42 mm
OBS: Método da 
Média Aritmética não 
considera precipitação 
fora do divisor
Método mais simples 
MÉDIA ARITMÉTICA
50+70 = 120 
2 2 
Pmédia = 60 mm
OBS: 
Forte precipitação 
junto ao divisor não 
está sendo 
considerada 
Problemas da média 
Método dos Polígonos 
de Thiessen
POLÍGONOS DE THIESSEN
50 mm 120 mm
70 mm
Áreas de influência de
cada um dos postos



n
i
ii PaAP
1
/1
ai = fração da área da bacia sob influencia do posto i
Pi = precipitação do posto i
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
• Linha que une dois postos pluviométricos 
próximos
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
• Linha que divide ao meio a linha anterior
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
• Região de influência dos postos
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
• Linhas que unem todos os postos pluviométricos 
vizinhos
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
• Linhas que dividem ao meio todas as anteriores
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
• Influência de cada um dos postos pluviométricos
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
• Influência de cada um dos postos pluviométricos
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
• Influência de cada um dos postos pluviométricos
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm
• Influência de cada um dos postos pluviométricos
82 mm
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
• Influência de cada um dos postos pluviométricos
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
• Influência de cada um dos postos pluviométricos
40 km²
30 km²
15 km²
10 km²
5 km²
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
• Áreas de Influências de cada posto pluviométrico
Área Total da 
Bacia = 100 km²
40%
30%
15%
10%
5%
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
DEFINIÇÃO DOS POLÍGONOS DE 
THIESSEN
• Porcentagem de Influência de cada um dos postos 
pluviométricos
Área Total da 
Bacia = 100 km²
Altura da chuva (mm) 120 70 50 75 82
Área de influência (km2) 15 40 30 5 10
Exercício
Conhecidas as alturas (h) de uma chuva ocorrida em
uma bacia hidrográfica conforme tabela abaixo,
calcule a precipitação média na bacia hidrográfica
usando o método de Thiessen.
Pm =
𝐴1𝑃1 + 𝐴2𝑃2 + 𝐴3𝑃3 +⋯+ 𝐴𝑛𝑃𝑛
𝐴
70 mm
50 mm
120 mm
82 mm75 mm
Pmédia = (120x15)+(70x40)+(50x30)+(75x5)+(82x10)
100
Pmédia = 72,95 mm
Área total = 100 km²
Altura da chuva (mm) 120 70 50 75 82
Área de influência (km2) 15 40 30 5 10
Exercício
Conhecidas as alturas (h) de uma chuva ocorrida em
uma bacia hidrográfica conforme tabela abaixo,
calcule a precipitação média na bacia hidrográfica
usando o método de Thiessen
Pm =
𝐴1𝑃1 + 𝐴2𝑃2 + 𝐴3𝑃3 +⋯+ 𝐴𝑛𝑃𝑛
𝐴
Método das Isoietas
Isoietas
• Isolinhas de mesma precipitação
• Obtidas através da interpolação de dados de
postos pluviométricos
• Apresentadas em mapas.
• Semelhante à
curvas de nível
para chuvas
Silva et al. 2010
Isoietas
Isoietas
Isoietas médias anuais em Pernambuco 
Fonte: Pernambuco, 2006. 
Isoietas anuais em Pernambuco 
Isoietas anuais em Pernambuco 
Método das Isoietas
• Traça as isoietas que são
linhas de mesma
precipitação com base nos
postos existentes;
• Calcula a área entre isoietas,
onde a precipitação média
entre isoietas é
representativa da área. i i 1
i
i
P P
A ( )
2Pm
A




Exercício
Determinar a precipitação média na bacia
hidrográfica representada na figura, em que se
indicam as isoietas em ano médio e as áreas por
elas definidas.
i i 1
i
i
P P
A ( )
2Pm
A




Exercício
i i 1
i
i
P P
A ( )
2Pm
A




Pm= [
900+800
2
12 +
800+750
2
15 + 
750+700
2
15 + 
700+600
2
20 + 
600+500
2
12]
74
Atotal = 74 km²
Pmédia = 706,75 mm
Pm = (10200 + 11625 + 10875 + 13000 + 6600)
74
Obrigada!
dayanafandrade@yahoo.com.br