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Aula 6 Aula 6 Umidade do Ar Chuvas e Vento Chuvas e Vento Prof. Bernardo Costa Ferreira

Aula6 Meteoro Climato

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Aula 6Aula 6

Umidade do Ar

Chuvas e VentoChuvas e Vento

Prof. Bernardo Costa Ferreira

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Umidade do arUmidade do ar

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U id d dA água é a única substância que ocorre nas três fases na atmosfera. A água naatmosfera e suas mudanças de fase desempenham papel importantíssimo em

Umidade do ar

diversos processos físicos naturais:

• Transporte e distribuição de calor (ciclo hidrológico)

• Absorção de comprimentos de onda da radiação solar e terrestre Absorção de comprimentos de onda da radiação solar e terrestre

• Evaporação/Evapotranspiração

• Condensação/Orvalho

Liberação de energia naatmosfera devido à

condensação

Consumo de energia nasuperfície p/ evaporação

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Em função disso, afeta vários aspectos relacionados à agricultura, silvicultura,pecuária e conservação de alimentos:

• Conforto animal

• Consumo hídrico das plantas

• Relação plantas-doenças/pragasç p ç p g

• Armazenamento de produtos

• Incêndios florestais

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D fi i õ C itDefinições e ConceitosO teor de vapor d´água na atmosfera varia de 0 a 4% do volume de ar. Issoquer dizer que em uma dada massa de ar, o máximo de vapor d´água que elapode reter é 4% de seu volume:

• Caso a umidade corresponda a 0% do volume de ar AR SECO

• Caso a umidade corresponda a um valor entre 0% e 4% do volume de ar AR ÚMIDO

• Caso a umidade corresponda a 4% do volume de ar AR SATURADO

Ar Saturado: quando a taxa de escape de moléculas de água de uma superfícielíquida para o ar se iguala à taxa de retorno de moléculas de vapor d´água doar para a superfície líquida. Essa taxa é dependente da temperatura doi t l d t i id d á i d d´ásistema, a qual determina a capacidade máxima de vapor d água que o ar

pode reter.

A figura a seguir ilustra esse processo, mostrando um sistema fechado, a 20ºC,no qual em (a) têm se o ar seco À medida que a evaporação ocorre a pressãono qual em (a) têm-se o ar seco. À medida que a evaporação ocorre, a pressãoexercida pelo vapor d´água aumenta (b = ar úmido), até se atingir a condiçãode saturação para essa temperatura (c). Caso haja o aumento da temperaturado sistema, a capacidade máxima de retenção de vapor do ar aumenta, comop ç pmostra a figura (d).

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Manômetro

Ar seco

Água

Ar Saturado Ar SaturadoAr Saturado

14 g de vapor/kg de ar úmido 26,5 g de vapor/kg de ar úmido

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De acordo com a lei de Dalton, a pressão atmosférica (Patm) é igual à soma daspressões parciais exercidas por todos os constituintes atmosféricos. Isso podeser representado por:

Patm = PN + PO + ... + PCO2 + PO3 + PH2Ov

Resumindo:Resumindo:

Patm = PAr Seco + PH2Ov

A pressão parcial exercida pelo vapor d´água (PH2Ov) é simbolizada pela letrap p p p g ( ) p“e”. Para a condição de saturação, ou seja, para o máximo de vapor d´águaque o ar pode reter, utilizamos o símbolo “es” e para a condição de ar úmido,ou seja, para a condição real de vapor d´água no ar, utilizamos o símbolo “ea”.Portanto para chegarmos à midade relati a (UR em %) teremos a seg intePortanto, para chegarmos à umidade relativa (UR, em %), teremos a seguinteequação:

UR = (ea / es) * 100

“ea” e “es” são expressos em unidade de pressão (atm, mmHg, mb, hPa ou kPa)

1 atm = 760 mmHg = 1013,3 mb = 1013,3 hPa = 101,33 kPa1 atm 760 mmHg 1013,3 mb 1013,3 hPa 101,33 kPa

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O gráfico psicrométrico, que é apresentado no slide a seguir, expressa arelação positiva entre a temperatura do ar e a pressão de vapor, mostrandoquanto de vapor o ar pode reter para cada nível de temperatura do ar. A curvaque mostra a relação entre Tar e “es” pode ser expressa pela seguinteequação:

es = 0,611 * 10 [(7,5*Tar)/(237,3+Tar)] (kPa)

Essa equação é denominada de Equação de Tetens e com ela pode-sedeterminar o valor de es para qualquer temperatura do ar. Caso se desejecalcular es em outras unidades, o valor 0,611 deve ser substituído por 4,58

ilib ( b) l i ipara mmHg ou 6,11 para milibar (mb). O exemplo a seguir mostra a variaçãode es ao longo do dia, representado por dois horários (7h e 14h):

7h Tar = 16oC es = 0,611 * 10 [(7,5*16)/(237,3+16)] = 1,82 kPa

14h Tar = 28oC es = 0,611 * 10 [(7,5*28)/(237,3+28)] = 3,78 kPa

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Gráfico PsicrométricoPressão Atm = 101,33 kPa

seco

)ap

or /

kg d

e ar

s

(e, k

Pa)

Mis

tura

(kg

va

essã

o de

vap

or

Raz

ão d

e

Pre

Temperatura do bulbo seco (oC)p ( C)

Page 10: Aula6 Meteoro Climato

A determinação da pressão real de vapor (ea) pode se dar de duas formas. Amais simples, é se conhecendo a umidade relativa e a temperatura do ar. Coma temperatura calcula-se es e assim chega-se a:

ea = (UR * es) / 100

A outra forma é por meio da equação psicrométrica, conhecendo-se asd b lb (T ) d b lb ú id (T ) b id d jtemperaturas do bulbo seco (Ts) e do bulbo úmido (Tu), obtidas do conjunto

psicrométrico:

H = ρ Cp (Ts – Tu) e LE = (ρλE/Patm) (esTU – ea)Conjunto

PsicrométricoComo neste caso H = LE, tem-se que:

ρ Cp (Ts – Tu) = (ρλE/Patm) (esTU – ea), ou seja

(Cp Patm / λE) (Ts – Tu) = (esTU – ea)LE

H

( p ) ( ) ( )

Portanto:

ea = esTU – (Cp Patm / λE) (Ts – Tu)

(C P / λE) t t i ét i

Ts

Tu(Cp Patm / λE) = constante psicrométrica = γ

ea = esTU – γ (Ts – Tu)γ = 0,067 kPa oC-1 para psicrômetros ventilados eγ = 0,081 kPa oC-1 para psicrômetros não ventilados

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Além da umidade relativa (UR), o conhecimento da pressão real e de saturaçãode vapor d´água no ar nos fornece outras informações bastante utilizadas nasciências agronômicas, como:

Déficit de saturação do ar ∆e = es – ea (kPa)

Temperatura doPonto de Orvalho To = (237,3 * Log ea/0,611) / (7,5 – Log ea/0,611)

Razão de Mistura w = (0,622 * ea) / (Patm – ea) (g de vapor / g de ar)

Umidade Absoluta UA = 2168 [ea / (273 + Ts)] (g/m3)

Umidade de Saturação US = 2168 [es / (273 + Ts)] (g/m3)

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Exemplo: Ts = 28oC e Tu = 17oC (psicrômetro não ventilado)Patm = 94 kPa

es = 0,611 * 10[(7,5*28)/(237,3+28)] = 3,78 kPa

0 611 * 10 1 94 kPesTU = 0,611 * 10[(7,5*17)/(237,3+17)] = 1,94 kPa

ea = 1,94 – 0,081 (28 – 17) = 1,05 kPa

UR = (1 05/3 78) * 100 = 27 8%UR = (1,05/3,78) 100 = 27,8%

∆e = 3,78 – 1,05 = 2,73 kPa

To = (237,3 * Log 1,05/0,611) / (7,5 – Log 1,05/0,611) = 7,7oCTo (237,3 Log 1,05/0,611) / (7,5 Log 1,05/0,611) 7,7oC

UA = 2168 * 1,05/(273+28) = 7,56 g/m3

US = 2168 * 3,78/(273+28) = 27,23 g/m3

w = (0,622 * 1,05) / (94 – 1,05) = 0,007 g vapor/g ar

Page 13: Aula6 Meteoro Climato

Utilizando o exemplo anterior no gráfico psicrométrico teríamos osseguintes resultados:

Gráfico PsicrométricoPressão Atm = 101,33 kPa

kg d

e ar

seco

)

ea = 1,1 kPaes es = 3,8 kPa

∆e = 2 7 kPa

stur

a (k

g va

por

/ k

ão d

e va

por

(e, k

Pa) ∆e 2,7 kPa

UR = 29%

To = 8ºCTu

Raz

ão d

e M

i

Pres

UA = 7,9 g/m3

US = 27,4 g/m3wea

W = 0,007 kgvap/kgarsecoTs

Temperatura do bulbo seco (oC)To

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E i t d did d U id d dEquipamentos de medida da Umidade do ar

Conjunto PsicrométricoP i ô tou Psicrômetro

O conjunto psicrométrico utiliza asequações apresentadas anteriormente

d t i ã d “ ” “ ”para a determinação de “es” e “ea”, queposteriormente são empregados nadeterminação de UR. Os psicrômetrospodem ser de ventilação natural, como osd i t d à di it à ddois apresentados à direita e à esquerda,ou de ventilação forçada, como o dafigura abaixo.

Page 15: Aula6 Meteoro Climato

Psicrômetro Assmann

O psicrômetro Assmann éconsiderado padrão para a medida da

Ventiladorâ i

umidade do ar. No entanto, este é umi â i Omecânico equipamento mecânico. Outras

versões desse tipo de sensor vemsendo desenvolvidas, mas todasusando o princípio das medidas das

d b lb dTubo por onde oar é succionado

temperaturas do bulbo seco e dobulbo úmido.

As versões mais atuais dospsicrômetros envolvem medidas

Termômetro debulbo seco

Termômetro debulbo úmido

psicrômetros envolvem medidasdessas temperaturas com o uso determopares, em abrigosmeteorológicos onde há um fluxoconstante de ar. Esses psicrômetrosconstante de ar. Esses psicrômetrospossibilitam medidas automatizadas, oque facilita a determinação da UR.

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Higrógrafos mecânicos

Umidade Relativa do ar

Temperatura do ar

Os higrógrafos mecânicos, normalmente associados ao termógrafo bimetálico, usam como elemento sensor,para umidade do ar, o cabelo humano, o qual tem a propriedade de se dilatar e contrair em função da umidadedo ar. Esses equipamentos são empregados para a obtenção de medidas contínuas nas estaçõesmeteorológicas convencionais e registram os valores de UR no higrograma. Esse equipamento requercalibrações freqüentes, pois o cabelo vai perdendo elasticidade com o tempo.

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Sensor capacitivo de UR

Esse sensor é empregado nas estaçõesmeteorológicas automáticas O sensor constitui semeteorológicas automáticas. O sensor constitui-sede um filme de polímero que ao absorver vapord´água do ar altera a capacitância de um circuitoativo. Requer calibração e limpeza periódicas.

Medida da Umidade do ar em Condições Padrões

Os sensores de UR, para medidas rotineiras, devem ser instalados dentro dos abrigosOs se so es de U , pa a ed das o e as, deve se s a ados de o dos ab gosmeteorológicos (1,5 a 2,0 m de altura), tanto nas estações convencionais como nasautomáticas

Ab i ló iAbrigos meteorológico – Estação Convencional

Abrigo meteorológico –Estação Automática

Page 18: Aula6 Meteoro Climato

Cál l d U id d R l ti Médi dCálculo da Umidade Relativa Média do arEstação Convencional:

INMET

IAC

URmed = (UR9h + URmáx + URmín + 2.UR21h) / 5

URmed = (UR7h + UR14h + 2.UR21h) / 4Valores

Extremos

Higró

URmed = (URmáx + URmín) / 2

URmed = (Σ URi) / 24Higró-grafo

URmed = (Σ URi) / 24

URi é a umidade relativa do ar medida a cadaintervalo de 1 hora e 24 é o total de observaçõesf it l d di

Estação Automática :

Real UR d (Σ UR ) /

feitas ao longo de um dia

Real URmed = (Σ URi) / n

URi é a umidade relativa do ar medida a cadaintervalo de tempo e n é o total de observaçõesf i l d difeitas ao longo de um dia

Page 19: Aula6 Meteoro Climato

V i ã t l d id d d l diá iVariação temporal da umidade do ar - escala diáriaPiracicaba, 14/08/2004

25,0 120Na escala diária praticamente não há variaçãode “ea” ao longo do dia, ao passo que “es”

15,0

20,0

80

100

g , p qvaria exponencialmente com a temperatura doar. Isso faz com que a UR variecontinuamente ao longo do dia, chegando aovalor mínimo no horário de Tmax e a um valor

Ts (

oC )

UR

(%)

5,0

10,040

60 máximo a partir do momento em que atemperatura do ponto de orvalho (To) éatingida.

20Ts

0

20UR Piracicaba, 14/08/2004

3,0

2 5

3,5esea

0,01 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 131415 1617 1819202122 2324

Horário

ão d

e va

por

(kPa

)

2,5

2,0

1,5Desse modo, a UR tem uma variaçãoinversa à da temperatura do ar (Ts),

Pres

s

1,0

0,5

0,0

inversa à da temperatura do ar (Ts),como pode-se observar na figura acima,porém o efeito direto da Ts é sobre “es”,como pode-se observar na figura aolado.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Horário

lado.

Page 20: Aula6 Meteoro Climato

V i ã t l d id d d l lVariação temporal da umidade do ar - escala anualNa escala anual, a UR média mensal acompanha basicamente o regime de chuvas, poishavendo água na superfície haverá vapor d´água no ar. Observa-se na figura abaixo que

ê l lid d li d édi l é i hnas três localidades analisadas, a UR média mensal é maior na estação chuvosa e menorna estação seca. No entanto, em Manaus a UR é sempre maior que nas duas outraslocalidades, devido à estação seca ser mais curta e menos intensa. Em Piracicaba e emBrasília, a UR média mensal é praticamente igual na estação chuvosa, porém menor emB íli ã d f d i i i iBrasília na estação seca, o que se deve ao fato da estiagem ser muito mais intensa eprolongada nessa região do que em Piracicaba.

Variação Anual da UR (% )100

R (%

)

100

9080

70

60

dia

men

sal d

a U 60

5040

30

Méd 20

10

0J F M A M J J A S O N D

Piracicaba, SPManaus, AMBrasília, DF

Mês

Page 21: Aula6 Meteoro Climato

Variação espacial da umidade do ar

Também segue o regime de chuvas das regiões. No estado de São Paulo a UR médiag g ganual é maior na faixa litorânea e menor no norte e noroeste do estado.

Page 22: Aula6 Meteoro Climato

Determinação da Duração do Período de Molhamento (DPM)

DPM é o tempo em que as surperfícies vegetais(folhas, frutos, flores e colmo) se apresentam commolhamento, o qual é principalmente provenienteda condensação de orvalho. Essa variável é deextrema importância no contexto da fitossanidadevegetal, já que ela é fundamental para o processoinfeccioso de doenças fúngicas e bacterianas.

A DPM, portanto, tem relaçãodireta com a umidade do ar, jájque somente haverácondensação quando a umidaderelativa estiver próxima de100%. A DPM pode ser medida

Lesões causadas pordoenças em folhas e

frutos

por sensores ou estimada emfunção do tempo (número dehoras) em que a UR ficou acimade 90%.

Page 23: Aula6 Meteoro Climato

Medida da Duração do Período de Molhamento (DPM)Utilização de sensores eletrônicos, cujo princípio é baseado na redução da resistênciaentre eletrôdos quando existe a presença de água no forma líquida Esses sensoresentre eletrôdos quando existe a presença de água no forma líquida. Esses sensorespodem simular uma folha ou, então, serem instalados diretamente no tecido vegetal ondese deseja monitorar essa variável.

Folha artificial –sensor plano

Folha artificial – sensor cilíndrico

Page 24: Aula6 Meteoro Climato

Medida da Duração do Período de Molhamento (DPM)

Sensor para gramado

Sensor para caule e folhas

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Estimativa da Duração do Período de Molhamento (DPM)O método mais comum para a estimativa da DPM é por meio do número de horas comUR maior do que 90% (NHUR>90%) Esse método funciona bem para climas úmidosUR maior do que 90% (NHUR>90%). Esse método funciona bem para climas úmidos,como o do Estado de São Paulo. No entanto, para climas semi-áridos é necessário sereduzir o limiar para se considerar a superfície com orvalho.

DPM = NHUR>90%

DPM = 8h DPM = 10h DPM = 17h DPM = 17h DPM = 11h

Page 26: Aula6 Meteoro Climato

Precipitação Pluvial (Chuva)Precipitação Pluvial (Chuva)

Page 27: Aula6 Meteoro Climato

Ciclo Hidrológico

A precipitação pluvial, ou simplesmente chuva, é a forma principal pela qual a água retornada atmosfera para a superfície terrestre, após os processos de evaporação/transpiração econdensação completando assim o “Ciclo Hidrológico”condensação, completando assim o Ciclo Hidrológico .

Page 28: Aula6 Meteoro Climato

id d di ib i d h d fi li d i (A quantidade e a distribuição das chuvas definem o clima de uma região (secoou úmido) e, juntamente com a temperatura do ar, define o tipo de vegetaçãonatural que ocorre nas diferentes regiões do globo. De forma análoga, aquantidade e a distribuição das chuvas definem também o potencial agrícola.quantidade e a distribuição das chuvas definem também o potencial agrícola.

Page 29: Aula6 Meteoro Climato

Condensação na AtmosferaPara que haja condensação na atmosfera, há necessidade da presença denúcleos de condensação, em torno dos quais se formam os elementos deç , qnuvem (pequenas gotículas de água que permanecem em suspensão no ar). Oprincipal núcleo de condensação é o NaCl. No entanto, em algumas regiõesespecíficas, outras substâncias podem atuar como núcleos de condensação,

é d 2 tilt it l ál l i t d ã d icomo é o caso do 2-metiltreitol, álcool proveniente da reação do isoprenoemitido pela floresta com a radiação solar, considerado o principal núcleo decondensação para formação das chuvas convectivas na região Amazônica.

Page 30: Aula6 Meteoro Climato

Além dos núcleos de condensação, há necessidade de que o ar fique saturadode vapor, o que ocorre por duas vias: aumento da pressão de vapor d´água noar e resfriamento do ar (mais eficiente e comum). Esse resfriamento do ar sedá normalmente por processo adiabático, ou seja, a parcela de ar sobe e seresfria devido à expansão interna, que se deve à redução de pressão.

A taxa de decréscimo da temperatura do ar com a elevação édenominada de GRADIENTE ADIABÁTICO (℘):

Γar seco = - 0,98oC / 100m

Γ ar saturado = - 0,4oC / 100m

Γ ar úmido = - 0,6oC / 100m

A ascensão de uma parcela de ar irá depender das condições atmosféricas. Issoexplica por que em alguns dias ocorre formação intensa de nuvens pelo processoconvectivo e em outros dias não Quando as condições atmosféricas favorecem aconvectivo e em outros dias não. Quando as condições atmosféricas favorecem aformação dos movimentos convectivos e, conseqüentemente, a formação denuvens, a atmosfera é dita “instável”, ao passo que sob condições desfavoráveis àformação de nuvens, a atmosfera é dita “estável”.

Page 31: Aula6 Meteoro Climato

Z (m)Z (m) Atmosfera Instável

Γ adiabático

Atmosfera Estável

Γreal

ΓrealΓadiabático

Temp Tempp p

Z (m)Essas figuras exemplificam o que ocorrecom os movimentos convectivos nas trêscondições atmosféricas: instável estável e

Atmosfera Neutra

Γreal = Γadiabáticocondições atmosféricas: instável, estável eneutra. Observe que na condição estável aascensão da parcela de ar é inibida, nãohavendo, portanto, possibilidade deformação de n ens Nas o tras condiçõesformação de nuvens. Nas outras condiçõeshá movimentos ascendentes, sendo maisintensos na condição de instabilidadeatmosférica.

TTemp

Page 32: Aula6 Meteoro Climato

Formação das ChuvasO processo de condensação por si só não é capaz de promover a ocorrênciade precipitação, pois nesse processo são formadas gotículas muito pequenas,p p ç , p p g p q ,denominadas de elementos de nuvem, que permanecem em suspensão naatmosfera, não tendo massa suficiente para vencer a força de flutuaçãotérmica.

Para que haja a precipitação deve haver a formação de gotas maiores,denominadas de elementos de precipitação, resultantes da coalescência dasgotas menores, que ocorre devido a diferenças de temperatura, tamanho,cargas elétricas e também devido ao próprio movimento turbulentocargas elétricas e, também, devido ao próprio movimento turbulento.

Page 33: Aula6 Meteoro Climato

Ti d Ch t P d F ãTipos de Chuva quanto ao Processo de Formação

Chuva FrontalOriginada do encontro de massasde ar com diferentescaracterísticas de temperatura eumidade. Dependendo do tipo demassa que avança sobre a outra,as frentes podem serdenominadas basicamente de friase quentes. Nesse processo ocorrea “convecção forçada” com aa convecção forçada , com amassa de ar quente e úmida sesobrepondo à massa fria e seca.Com a massa de ar quente eúmida se elevando, ocorre oprocesso de resfriamentoadiabático, com condensação eposterior precipitação.

Distribuição: generalizada na regiãoI t id d f d d d d d d ti

Características daschuvas frontais

Intensidade: fraca a moderada, dependendo do tipode frentePredominância: sem horário predominanteDuração: média a longa (horas a dias), dependendod l id d d d l t d f tda velocidade de deslocamento da frente.

Page 34: Aula6 Meteoro Climato

Chuva ConvectivaOriginada do processo de convecçãolivre, em que ocorre resfriamentodi báti f d dadiabático, formando-se nuvens de

grande desenvolvimento vertical.

Distribuição: localizada, com grande variabilidadeespacial

Características daschuvas convectivas

espacialIntensidade: moderada a forte, dependendo dodesenvolvimento vertical da nuvemPredominância: no período da tarde/início da noiteDuração: curta a média (minutos a horas)ç ( )

Page 35: Aula6 Meteoro Climato

Chuva OrográficaOcorrem em regiões ondebarreiras orográficas forçam abarreiras orográficas forçam aelevação do ar úmido, provocandoconvecção forçada, resultando emresfriamento adiabático e emchuva na face a barlavento. Naface a sotavento, ocorre a sombrade chuva, ou seja, ausência dechuvas devido ao efeito orográfico.

Exemplo do efeitoorográfico na Serra do Mar,

no Estado de São Paulo

Santos – P = 2153 mm/anoCubatão – P = 2530 mm/ano

Serra a 350m – P = 3151mm/anoSerra a 500m – P = 3387 mm/ano

Serra a 850m – P = 3874 mm/ano

S.C. do Sul – P = 1289 mm/ano

Page 36: Aula6 Meteoro Climato

Medida da ChuvaA medida da chuva é feita pontualmente em estações meteorológicas, tantoautomáticas como convencionais. O equipamento básico para a medida dachuva é o pluviômetro, o qual tem diversos tipos (formato, tamanho, sistema demedida/registro) A unidade de medida da chuva é a altura pluviométrica (h)medida/registro). A unidade de medida da chuva é a altura pluviométrica (h),que normalmente é expressa em milímetros (mm). Em alguns países sãoutilizadas outras unidades, como a polegaga (inches – in.), sendo 1mm = 0,039in. A altura pluviométrica (h) é dada pela seguinte relação:

h = Volume precipitado / Área de captação

Se 1 litro de água for captado por uma área de 1 m2, a lâmina de água coletadaterá a altura de 1mm. Em outras palavras, 1mm = 1L / 1m2. Portanto, se umpluviômetro coletar 52 mm, isso corresponderá a 52 litros por 1m2.

h = 1L / 1m2 = 1.000 cm3 / 10.000 cm2 = 0,1 cm = 1mm

Page 37: Aula6 Meteoro Climato

i did d hEquipamentos para medida da chuva

PluviômetrosVille de Paris (A = 490 cm2) KCCI (A = 176 cm2)

SR (A = 15 cm2)

Os pluviômetros são instrumentos normalmente operados em estações meteorológicas convencionais oumini-estações termo-pluviométricas. O pluviômetro padrão utilizado na rede de postos do Brasil é o Villede Paris (foto da esquerda). Outros tipos de pluviômetro (fotos do centro e da direita) são comercializadosao um custo menor e tem por finalidade monitorar as chuvas em propriedades agrícolas. A durabilidaded l iô t i ã f ã d á d t ã ã d ddesses pluviômetros e sua precisão, em função da menor área de captação, são menores do que a dospluviômetros padrões. A área de captação mínima recomendável é de 100 cm2.

Page 38: Aula6 Meteoro Climato

PluviógrafoOs pluviógrafos são dotados de um sistema de registro diário, no qual umdiagrama (pluviograma) é instalado. Ele registra a chuva acumulada em 24h,o horário da chuva e a sua intensidade. São equipamentos usados nasestações meteorológicas convencionais

O pluviograma acima mostra uma chuvaid di 11/03/1999 f iocorrida no dia 11/03/1999, em que foi

registrado cerca de 76mm em 5h. A chuva seconcentrou entre 20h do dia 10/03 e 1h do dia11/03. A intensidade máxima foi observada

t 20 30 21 30 d 53 /hentre 20:30 e 21:30, com cerca de 53mm/h.

Page 39: Aula6 Meteoro Climato

Pluviômetros de báscula

Os pluviômetros de báscula são sensores eletrônicospara a medida da chuva, usados nas estaçõesmeteorológicas automáticas. Eles possuem duasbásculas, dispostas em sistema de gangorra, comcapacidade para armazenar de 0 1 a 0 2mm de chuva

Básculas dispostasem um sistema de capacidade para armazenar de 0,1 a 0,2mm de chuva.

Conforme a chuva vai ocorrendo o sistema é acionadoe um contador disposto no sistema de aquisição dedados registra a altura pluviométrica acumulada. Esseequipamento registra o total de chuva, o horário de

em um sistema degangorra

ocorrência e a intensidade.

Page 40: Aula6 Meteoro Climato

Variabilidade Espacialdas Chuvas

As figuras mostram avariabilidade espacial daschuvas em três diasconsecutivos. Observe aschuvas causadas por umchuvas causadas por umsistema frontal avançando daArgentina para o Brasil.

Na escala diária, avariabilidade espacialvariabilidade espacialdepende dos sistemasmeteorológicos que atuam naregião. Esses sistemas sãoem suma a resultante dainteração dos fatoresdeterminantes do clima nastrês escalas estudadas.

Page 41: Aula6 Meteoro Climato

Variabilidade Espacialdas Chuvasdas C uvas

A variabilidade espacial das chuvas naescala diária, gera também avariabilidade espacial na escalavariabilidade espacial na escalamensal, que por sua vez gera talvariabilidade na escala anual.

A figura ao lado ilustra a chuvaacumulada no mês de novembro de2004. Observa-se que os maioresíndices pluviométricos foramobservados no oeste do Paraná, noAcre e no sudoeste do Amazonas. Poroutro lado, os menores índices dechuva foram observados no extremonorte da Região Norte, entre o Pará eRoraima, e também nos estadosnordestinos do CE, RN, PB, PE e AL.

Page 42: Aula6 Meteoro Climato

Variabilidade Espacial eTemporal das Chuvas

Como dito anteriormente, a variabilidade espacial daschuvas na escala diária, gera também a variabilidadeespacial na escala mensal, que por sua vez gera talvariabilidade na escala anual. Essa variabilidade ao longodo tempo é denominada variabilidade temporal.

Page 43: Aula6 Meteoro Climato

Variabilidade Espacial das Chuvas no Mundo

Chuva Total Anual

Page 44: Aula6 Meteoro Climato

i bilid d l d Ch ilVariabilidade Temporal das Chuvas no BrasilJoão Pessoa, PB

400,0

350 0

Brasília, DF400,0

350 0

(mm

/mês

)

(mm

/mês

)

350,0

300,0

250,0

200,0

350,0

300,0

250,0

200,0

Chu

va (

Chu

va (

150,0

100,0

50,0

0,0

150,0

100,0

50,0

0,00,0 ,

Dependendo da região do país, as chuvas sedi t ib dif t t l d

J F M A M J J A S O N D F M A M J J A S O N DJ

Bagé,RS400,0

mm

/mês

)

distribuem diferentemente ao longo do ano.Novamente, isso é conseqüência da interaçãodos diversos fatores determinantes do clima.Em João Pessoa, PB, a estação chuvosa seconcentra no meio do ano, enquanto que em

350,0

300,0

250,0

200,0C

huva

(m

, q qBrasília essa estação se dá entre o final e oinício do ano. Por outro lado, em Bagé, RS, aschuvas se distribuem regularmente ao longode todo o ano.

150,0

100,0

50,0

0 00,0J F M A M J J A S O N D

Page 45: Aula6 Meteoro Climato

Vento: velocidadee direção

Page 46: Aula6 Meteoro Climato

V l id d di ãComo já discutido anteriormente, os ventos se originam em decorrência da diferença depressão atmosférica entre duas regiões. Os fatores da macroescala são responsáveis pela

Vento: velocidade e direção

p g p pformação dos ventos predominantes, enquanto que os fatores da topo e da microescalatem influência na formação dos ventos locais.

O vento, especialmente a sua velocidade, tem efeitos consideráveis em vários aspectosrelacionados à agricultura atuando tanto de modo favorável como desfavorávelrelacionados à agricultura, atuando tanto de modo favorável como desfavorável.Logicamente, os efeitos desfavoráveis são os mais relevantes nos estudos envolvendo aagricultura, e nesse caso os ventos excessivos podem ser controlados com o uso dosquebra ventos (estrutura natural ou artificial destinada a reduzir a velocidade do vento).Para tanto é necessário se conhecer sua direção e velocidade Além disso a velocidadePara tanto é necessário se conhecer sua direção e velocidade. Além disso, a velocidadedo vento é muito importante no processo de evapotranspiração, exercendo grandeinfluência no consumo hídrico das plantas. Essa variável será também muito útil naestimativa da evapotranspiração das culturas e, conseqüentemente, para o manejo dairrigaçãoirrigação.

Page 47: Aula6 Meteoro Climato

Medida do Vento

Direção do ventoçA direção do vento é indicada pela direção de onde o vento é proveniente, ou seja,de onde ele vem. A direção é expressa tanto em termos da direção de onde eleprovém comoem termos do azimute, isto é, do ângulo que o vetor da direção formap g q çcom o Norte geográfico local. Assim, um vento de SE terá um ângulo variando

0oentre 91 e 179º.

1 a 89o271 a 359o

90o270o

180o

91 a 179o181 a 269o

Page 48: Aula6 Meteoro Climato

Medida do VentoMedida do VentoVelocidade do vento

A velocidade do vento expressa a distância percorrida pelo vento em umdeterminado intervalo de tempo. É medida a 10 m de altura (para finsmeteorológicos) ou 2 m (para fins agronômicos). Normalmente é expressaem metros por segundo (m/s), quilômetros por hora (km/h) ou knots (kt):

1 kt = 0,514 m/s ou 1 m/s = 1,944 kt

1 m/s = 3,6 km/h ou 1 km/h = 0,278 m/sPERFIL DE VENTO

cie

(m)

PERFIL DE VENTO

A velocidade do vento aumentaexponencialmente com a altura. Issose dá em função da redução do atrito

f fl d di t i d

cim

a da

supe

rfíc conforme o fluxo de ar se distancia da

superfície. Assim, a velocidade dovento a 10m de altura (p/ finsmeteorológicos) será maior do que

l did 2 ( / fi

Altu

ra a

Velocidade do vento (m/s)

aquela medida a 2m (p/ finsagronômicos)

U2m = 0,748 * U10m( )

Page 49: Aula6 Meteoro Climato

Medida do VentoEquipamentos

Bateria de anemômetros de canecapara medida automática da velocidadepara medida automática da velocidade

do vento

Anemômetro Universal –Equipamento mecânico quefornece dados de direção,

Anemômetro de hélice –Equipamento automático para

medida da velocidade eSensor automático de baixo custo –

mede a direção e velocidade do ventofornece dados de direção,velocidade e rajadas direção do vento

Page 50: Aula6 Meteoro Climato

Medida do VentoD

ireç

ãoD

istâ

ncia

perc

orri

da(k

m)

a nea

D pR

ajad

ain

stan

tân

(m/s

)

Anemograma, obtido pelo Anemógrafo Universal, do vendaval ocorrido em 29/03/2006 emPiracicaba. Neste dia, a rajada máxima do vento chegou a cerca de 44 m/s, o que

correspondeu a 158 km/h, recorde observado na cidade.

Page 51: Aula6 Meteoro Climato

Escala de Vento de BelfortEssa escala ajuda a interpretar os dados de velocidade máxima do vento (rajadas) medidos nas

estações meteorológicas convencionais (a 10 m de altura)

Grau Descrição Velocidade(km/h)

0 Calmaria 0–2

ç g ( )

0 Calmaria 0 2

1 Vento Calmo 2–6

2 Brisa Amena 7 – 11

3 Brisa Leve 12 – 193 Brisa Leve 12 19

4 Brisa Moderada 20 – 29

5 Brisa Forte 30 – 39

6 Vento Forte 40 506 Vento Forte 40 – 50

7 Vento Muito Forte 51 – 61

8 Vento Fortíssimo 62 – 74

9 T l 75 879 Temporal 75 – 87

10 Temporal Forte 88 – 101

11 Temporal Muito Forte 102- 117

12 Tornado, Furacão > 118