5-Precipitacao

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Prof. Dra. Rafaela Nicolau – Hidrologia 
Engenharia Civil - UNAMA 
 
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5. PRECIPITAÇÕES ATMOSFÉRICAS 
 
5.1. Introdução 
O regime hidrológico de uma região é determinado por suas características físicas, 
geológicas, topográficas e meteorológicas. Os fatores climáticos mais importantes 
são a precipitação, principal fonte de fornecimento de água do balanço hidrológico 
de uma região. 
A disponibilidade de precipitação numa bacia durante o ano é o fator determinante 
para quantificar, entre outros, a necessidade de irrigação de culturas e o 
abastecimento de água doméstico e industrial. 
A determinação da intensidade da precipitação é importante para o controle da 
inundação e a erosão do solo; por sua capacidade para produzir escoamento. 
As características principais da precipitação são o seu total, duração e distribuições 
temporal e espacial. 
 
5.2. Definição 
É a água proveniente do vapor de água da atmosfera depositada na superfície 
terrestre sob qualquer forma (estado da água): chuva, granizo, neblina, neve, 
orvalho ou geada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5.3. Formação 
Elementos necessários a formação: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para que ocorra o resfriamento do ar úmido, há necessidade de sua ascensão, que 
pode ser devida aos seguintes fatores: ação frontal de massas de ar, convecção 
térmica e relevo. 
Fatores climáticos que interferem na formação: 
✓ Atmosfera; 
✓ Ventos; 
✓ Umidade atmosférica; 
✓ Temperatura; 
 
5.4. Tipos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5.4.1 Ciclônica 
Estão associadas com o movimento de massas de ar de regiões de alta 
pressão para regiões de baixa pressão. Essas diferenças de pressões são 
causadas por aquecimento desigual da superfície terrestre. Também chamada de 
precipitação frontal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.4.2 Convectiva 
O aquecimento desigual da superfície terrestre provoca o aparecimento de camadas 
de ar com densidades diferentes, o que gera uma estratificação térmica da 
atmosfera em equilíbrio instável. Se esse equilíbrio, por qualquer motivo (vento, 
superaquecimento), for quebrado, provoca uma ascensão brusca e violenta do ar 
menos denso, capaz de atingir grandes altitudes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São características das regiões equatoriais, onde os ventos são fracos e os 
movimentos de ar são essencialmente verticais, podendo ocorrer nas regiões 
temperadas por ocasião do verão. As precipitações convectivas são de grande 
intensidade e curta duração, concentradas em pequenas áreas (chuvas de verão). 
São precipitações que podem provocar importantes inundações em pequenas 
bacias. 
 
 
As precipitações ciclônicas são de longa 
duração e apresentam intensidades de 
baixa a moderada, espalhando-se por 
grandes áreas. Essas precipitações podem 
vir acompanhadas por ventos fortes com 
circulação ciclônica; podem produzir cheias 
em grandes bacias. 
→ Frontal: tipo mais comum, resulta da 
ascensão do ar quente sobre o ar frio na 
zona de contato entre duas massas de ar de 
características diferentes. O ar mais quente 
e úmido é violentamente impulsionado para 
cima, resultando no seu resfriamento e na 
condensação do vapor de água, de forma a 
produzir chuvas. 
 
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5.4.3 Orográficas 
Ocorre quando uma massa de ar quente e úmida sobe, ao encontrar uma elevação 
do relevo, como uma montanha. O ar mais quente (mais leve e, geralmente, mais 
úmido) é empurrado para cima. Ocorre a condensação do 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.5. Grandezas pluviométricas 
As grandezas que caracterizam uma chuva são: 
→ Altura pluviométrica (P; r; h): é a espessura média dia lâmina de água 
precipitada sobre uma área, admitindo-se que essa água não se infiltrasse, 
não evaporasse, nem escoasse. A unidade de medição habitual é o milímetro 
(mm), definido como a quantidade de precipitação correspondente ao volume 
de 1 litro por metro quadrado de superfície. 
 
 
 
onde: 
P = altura da lâmina d’água ou precipitação acumulada; 
V = volume precipitado; 
A = área do recipiente. 
 
→ Intensidade (i): é a precipitação por unidade de tempo, apresenta 
variabilidade temporal, mas, para análise dos processos hidrológicos, 
geralmente são definidos intervalos de tempo nos quais é considerada 
constante. Expressa-se normalmente em mm/h ou mm/min. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
provocando chuva. Estas chuvas 
acontecem com frequência onde o 
relevo é elevado. São chuvas de 
pequena intensidade e de grande 
duração, que cobrem pequenas 
áreas. 
i = 
h
t
 
onde: 
h = total precipitado; 
t = intervalo de tempo. 
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→ Duração (t): é o período de tempo durante o qual a chuva cai. As unidades 
normalmente utilizadas são o minuto (min) ou a hora (h). 
 
 
 
 
→ Tempo de retorno (Tr): representa o número médio de anos durante o qual se 
espera que uma determinada precipitação seja igualada ou superada; por 
exemplo, ao se dizer que o tempo de recorrência de uma precipitação é de 10 
anos, tem-se que, em média, deve-se esperar 10 anos para que tal 
precipitação seja igualada ou superada. 
 
5.6. Medições pluviométricas 
 
 
É constituído por um recipiente metálico dotado de funil com anel 
receptor, geralmente com uma proveta graduada para leitura direta da 
lâmina de água precipitada. Esse instrumento armazena a água da chuva e, 
fazendo-se a leitura da proveta, tem-se a lâmina precipitada (P). Normalmente, a 
leitura é feita diariamente, às 7h da manhã, por uma pessoa encarregada 
(operador). Assim, o pluviômetro indica a precipitação ocorrida nas últimas 24 
horas, desde a última leitura, a qual é anotada pelo operador em uma caderneta 
diariamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Possui um mecanismo de registro automático da precipitação, gerando informações 
em intervalos de tempo menores. Registra simultaneamente a quantidade e duração 
da precipitação. 
Os equipamentos mais antigos utilizam um braço mecânico para traçado de um 
gráfico em papel graduado com os valores precipitados. Os pluviógrafos mais 
modernos armazenam tais informações em meio magnético ou enviam em tempo 
real por sistema de transmissão remoto de dados. Para o acionamento do 
mecanismo de registro são utilizados sensores. 
→ informações mais detalhadas ao longo do tempo; 
Pluviômetro 
Pluviógrafo 
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→ maior precisão; 
→ não necessita do operador; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.7 Representação gráfica 
 
Hietograma é o registro gráfico a precipitação durante um determinado período de 
tempo (no eixo y ficam as intensidades e no eixo x, o tempo). Estando ajustadas as 
unidades ([i]=mm/h no eixo y e [t]=h no eixo x, ou ainda ([i]=mm/min e [t]=min), a 
área desse gráfico representa a precipitação total em mm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5.8. Precipitações médias sobre uma bacia hidrográfica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.8.1 Método da média aritmética 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pm= 
160,3 + 88,8 + 125,4 + 165,0 + 218,1
5
=151,52 mm 
 
5.8.2 Método de Thiessen 
Esse método determina a precipitação média em uma bacia a partir das 
precipitações observadas nos postos disponíveis, incorporando um peso a cada um 
deles, em função de suas “áreas de influência”. Com base na disposição espacial 
dos postos, são traçados os chamados polígonos de Thiessen, que definem a área de 
influência de cada posto em relação à bacia em questão. Dessa forma, a 
precipitação média é obtida pela ponderação dos valores registrados em cada postoe de suas áreas de influência. 
 
�̅� = 
∑(𝐏𝐢 × 𝐀𝐢)
∑𝐀𝐢
 
Pi = precipitação em cada posto; 
Ai = área de influência em cada posto; 
∑Ai = área total da bacia 
 
 
 
Consiste em determinar-se a média aritmética 
entre as quantidades medidas na área. Esse 
método só apresenta boa estimativa se os 
aparelhos forem distribuídos uniformemente e 
a área for plana ou de relevo muito suave. É 
necessário também que a média efetuada em 
cada aparelho individualmente varie pouco em 
relação à média. 
 
A altura média de precipitação 
em uma área específica é 
necessária em muitos tipos de 
problemas hidrológicos, 
notadamente na determinação 
do balanço hídrico de uma bacia 
hidrográfica, cujo estudo pode 
ser feito com base em um 
temporal isolado, com base em 
totais anuais, etc. 
 
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Como traçar o polígono? 
 
 
 
 
 
 
 
Exemplo) Calcular a precipitação média na bacia hidrográfica por intermédio do 
Método de Thiessen. Vale lembrar que todas os postos pluviométricos, mesmo os 
localizados fora da área da bacia devem constar no cálculo da precipitação média. 
Traçando-se os polígonos de Thiessen na bacia hidrográfica, tem-se o esquema 
apresentado na Figura. A fim de facilitar os cálculos faz-se uma tabela contendo a 
precipitação medida em cada posto pluviométrico e a área de influência destes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 h̅ = 
∑Pi × Ai
∑Ai
= 
7585,6
62,6
= 121,17 𝑚𝑚 
 
5.8.3 Método das Isoietas 
Isoietas são linhas indicativas de mesma altura pluviométrica. O espaçamento 
entre elas depende do tipo de estudo, podendo ser de 5 em 5 mm, 10 em 10 mm, 
etc. O traçado das isoietas é feito a partir de cotas de alguns pontos elevados, onde 
a altura da chuva substitui a cota do terreno. Na construção dos mapas de isoietas, 
o analista deve considerar os efeitos orográficos e a morfologia do temporal, de 
modo que o mapa final represente um modelo de precipitação mais real do que 
poderia ser obtido de medidas isoladas. 
A precipitação média é calculada ponderando-se a precipitação média entre as 
isoietas sucessivas (normalmente fazendo a média dos valores de duas isoietas pela 
área entre as isoietas) totalizando-se esse produto e dividindo-se pela área total. 
 
h̅= 
∑(
hi+ hi+1
2
) × Ai
A
 
�̅� = precipitação média; 
𝒉𝐢 = valor da isoieta de ordem i; 
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𝒉𝐢+𝟏 = valor da isoieta de ordem i+1; 
𝑨𝐢 = área entre as duas isoietas; 
A = área total. 
Exemplo) Calcular a precipitação média na bacia hidrográfica da Figura por 
intermédio do Método da Isoietas. A fim de facilitar os cálculos faz-se uma tabela 
como a que segue: 
 
 
 
 
 
 
 
h̅= 
2744,0
56,8
= 48,31 𝑚𝑚 
Mapa de Isoietas