Precipitação: Definição, Tipos e Medição

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PRECIPITAÇÃO
UFRR/ CCT/DEC 
DISCIPLINA: HIDROLOGIA APLICADA
PROFESSORA: OFÉLIA DE LIRA CARNEIRO SILVA
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DEFINIÇÃO
A precipitação é entendida em hidrologia como toda água proveniente do meio atmosférico que atinge a superfície terrestre. Neblina, chuva, granizo, orvalho, geada e neve são formas diferentes de precipitações.
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FATORES INTERVENIENTES
Condições atmosféricas
Temperatura;
Pressão;
Umidade;
Vento.
Condições da superfície
Relevo.
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MECANISMOS DE FORMAÇÃO
1. O ar úmido das camadas baixas da atmosfera é aquecido por condução, torna-se mais leve que o ar das vizinhanças e sofre uma ascensão adiabática.
2. O vapor d’água contido na atmosfera condensa, formando minúsculas gotas de água que crescem de tamanho e peso precipitando-se sobre a superfície terrestre nos seus diversos estados. 
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FRONTAIS OU CICLÔNICAS
Ocorrem ao longo da linha de descontinuidade, separando duas massas de ar de características diferentes. São chuvas de grande duração
TIPOS DE PRECIPITAÇÃO
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OROGRÁFICAS
Ocorrem quando o ar é forçado a transpor barreiras de montanhas.
CONVECTIVAS
São provocadas pela ascensão de ar devido às diferenças de temperatura na camada vizinha da atmosfera.
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Grandezas características
Altura Pluviométrica (h): é dada pela altura que a água atingiria se ela se mantivesse no local da precipitação sem evaporar, escoar ou infiltrar (mm).
Duração (t): intervalo de tempo decorrido entre o instante em que se inicia a precipitação e seu término (min, hs)
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Intensidade (i): é a relação entre a altura pluviométrica (h) e a duração (t) da precipitação (mm/h ou mm/min).
Freqüência: expressa em termos do período de retorno (T), definido como o tempo médio em anos para que um evento seja igualado ou superado, e com o significado de que, para a mesma duração t, a intensidade i correspondente será provavelmente igualada ou superada apenas uma vez em T anos. 
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Medida da Precipitação
 Pluviômetro Pluviógrafo 
 
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A medição de chuva por radar está baseada na emissão de pulsos de radiação eletromagnética que são refletidos pelas partículas de chuva na atmosfera, e na medição do da intensidade do sinal refletido (Figura 4. 7). 
É possível fazer estimativas da precipitação a partir de imagens obtidas por sensores instalados em satélites (Figura 4. 8). A temperatura do topo das nuvens, que pode ser estimada a partir de satélites, tem uma boa correlação com a precipitação (quanto mais quente a nuvem, mais água ela contém). 
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Durante o processo de monitoramento e operação do instrumento podem ocorrer alguns erros que devem ser minimizados: 
perdas por evaporação da água contida no coletor; 
contagem incorreta do número de provetas resultantes, no caso de chuvas importantes; 
água derramada durante a transferência do coletor para a proveta; 
graduação da proveta não correspondente à área da boca do pluviômetro;
 leitura defeituosa da escala da proveta;
 anotação incorreta na caderneta do observador
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Precipitação Média Sobre uma Bacia
Método Aritmético
Método de Thiessen
Método das Isoietas
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Método Aritmético
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O método dos polígonos de Thiessen, também conhecido como método do vizinho mais próximo, é um dos mais utilizados. Nesse método é definida a área de influência de cada posto pluviométrico dentro da bacia hidrográfica.
Exemplo, determinar a precipitação média na bacia hidrográfica apresentada na Figura 4. 14. 
Método de Thiessen
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Isoietas são linhas que unem pontos de igual precipitação. Depois de escrever os valores de chuva em cada posto se unem estes com linhas retas nas quais se interpolam linearmente os valores para os quais se pretende traçar as isolinhas. 
Método das Isoietas
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Processamento dos Dados Pluviométricos
As causas mais comuns de erros grosseiros nas observações são: 
preenchimento errado do valor na caderneta de campo; 
soma errada do número de provetas, quando a precipitação é alta; 
valor estimado pelo observador, por não se encontrar no local no dia da amostragem; 
crescimento de vegetação ou outra obstrução próxima ao posto de observação;
danificação do aparelho; 
problemas mecânicos no registrador gráfico. 
Identificação de erros grosseiros 
Preenchimento de falhas 
Quando ocorre dias, ou períodos em que a o dado de precipitação não foi obtido, caracterizando assim uma falha. 
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Preenchimento de Falhas
Método de ponderação
sendo: 
PY é a precipitação do posto Y a ser estimada; 
PX1, PX2 e PX3 são as precipitações correspondentes ao mês (ou ano) que se deseja preencher, observadas nas três estações vizinhas;
PY é a precipitação média do posto Y; 
PX1, PX 2 e PX 3são as precipitações médias nas três estações circunvizinhas.
Os postos vizinhos escolhidos devem estar numa região climatológica semelhante ao posto a ser preenchido.
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Exemplo de preenchimento de falhas
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Análise de consistência das séries pluviométricas
Método da Dupla Massa
O Método da Dupla Massa é baseado no princípio que o gráfico de uma quantidade acumulada, plotada contra outra quantidade acumulada, durante o mesmo período, deve ser uma linha reta, sempre que as quantidades sejam proporcionais. A declividade da reta ajustada nesse processo representa então, a constante de proporcionalidade.
Análise de Dupla Massa – Sem inconsistências
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o tipo de inconsistência pode ser oriundo de causas como: alterações de condições climáticas ou condições físicas do local, mudança de observador, ou ainda devido a erros sistemáticos.
Mudança na declividade da reta
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Previsão de Precipitação
Probabilidade nos projetos
Freqüência da Precipitação [F(x)] => Aplicações em projetos Hidráulicos
Freqüência de cheias => Projetos de vertedouros de barragens, dimensionamento de canais e galerias de águas pluviais, etc
Freqüência de estiagem => projetos de irrigação, abastecimento de água, etc.
O risco de falha da estrutura hidráulica está relacionada à responsabilidade da obra. 
O período de retorno [TR=1/(1-F)] para projetos pode variar de 10000 a 5 anos, de forma a estabelecer maior ou menor segurança à obra.
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