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Precipitação
HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS (3ª ano, 2º semestre – 2017/2018) ----- 1
HIDROLOGIA ERECURSOS HÍDRICOS
Precipitação
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PRECIPITAÇÃO: toda a água que provindo da atmosfera atinge a superfície da Terra.
• A precipitação resulta da CONDENSAÇÃO do vapor de água da
atmosfera, o que implica, além da presença de NÚCLEOS DECONDENSAÇÃO, o ARREFECIMENTO desse vapor.
• Não obstante a precipitação poder ocorrer sob diferentes formasdiferenciadas pelo estado da água ao atingir a superfície (chuva, neve,granizo, saraiva, orvalho, geada, névoa ou neblina), em Portugal apenas aPRECIPITAÇÃO LÍQUIDA assume importância prática.
• Uma vez que a precipitação “ALIMENTA”a fase terrestre do ciclo hidrológico éindispensável o conhecimento do seuvalor para que, entre outros aspetos, sepossa equacionar o balanço hidrológico.Tal conhecimento requer a MEDIÇÃO DAPRECIPITAÇÃO.
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A água encontra-se predominantemente nafase gasosa (vapor de água), sendodesprezável a que se encontra na faseliquida ou sólida nas (nuvens)
Volume de água na atmosfera :
Vol = 13.000 km3 (corresponde to 25 mm)
~0,04% do volume total de água na Terra.
A concentração de vapor de água varia muitono espaço e no tempo :
Sobre os desertos: 0%;
Sobre os oceanos: 4%;
Tempo de residência reduzido: ~8 dias.
Composição química da atmosfera (ar seco)
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• Quantidade média na atmosfera: 25 mm
• Enorme variação temporal e espacial:
• Norte vs Sul
• Em altitude: 50% até 1500 m (850 mb); 90% até 6000 m (500 mb)
Latitude (º) 0 10 20 30 40 50 60 70 80
Hem. N (mm) 43.9 39.9 31.1 21.8 16.4 13.2 10.4 7.0 4.8
Hem. S (mm) 42.9 40.5 31.6 21.7 16.1 12.1 7.2 3.0 1.0
Água na atmosfera
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Tensão de saturação do vapor
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Ar humido = Ar seco + Vapor de água
• Humidade absoluta : Quantidade de vapor de água por unidade de volume de ar; exprime-se em g/m3.
• Humidade relativa : 0% (ar seco) a 100% (arsaturado)
• Humidade específica: Massa do vapor de água por unidade de massa do volume de ar; esprime-se em g/g ou g/kg
Ar seco
Vapor de
água
Ar húmido
dw VVV +=
dwV
Mρρρ +==
dw MMM +=
V
M ww =ρ
V
M dd =ρ
V
M ww =ρ
*100
a
ar
e
eh ⋅=
M
Mq w
=
Vapor de água e humidade
ρd - Massa volúmica do ar seco
ρ - Massa volúmica do ar húmido
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Temperatura de ponto de orvalho
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Temperatura de ponto de orvalho
25ºC
25ºC
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Temperatura de ponto de orvalho
25ºC
17ºC
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Vapor de água existente na atmosfera condensa
(passa à fase líquida):
• por redução da temperatura do ar;
• por aumento da quantidade de água e da
tensão do vapor (compressão).
As gotas de água coalescem em torno de um
núcleo com massa suficiente para se precipitar.
Formação da precipitação
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Tipos de nuvens
https://www.wikihow.com/Forecast-the-Weather-Using-Clouds
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Tipos de nuvens
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Tipos de nuvens
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Precipitação orográfica (barreira topográfica queforça a massa de ar húmido a elevar-se, comconsequente arrefecimento e condensação do vapor deágua).
Precipitação de convectiva (causadaspelo movimento de massas de ar mais quentesque sobem, arrefecem e se condensam).
Precipitação ciclónica ou frontal(ocasionada pelo encontro de massas de ar decaracterísticas distintas - ar quente + ar frio).
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Precipitação anual média
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Extremos da precipitação anual médiahttps://www.worldatlas.com/articles/the-ten-
wettest-places-in-the-world.html
https://ourplnt.com/top-ten-driest-places-earth/
1 Mawsynram, Índia 118712 Cherrapunji, Índia 117773 Tutendo, Colômbia 117704 Cropp River, Nova Zelandia 11516
5San Antonio de Ureca, Guiné Equatorial
10450
6 Debundscha, Camarões 102997 Big Bog, Havai 102728 Mt Waialeale, Havai 97639 Kukui, Havai 929310 Emei Shan, China 8169
1 Aoulef, Argélia 12.1902 Pelican Point, Namíbia 8.1303 Iquique, Chile 5.0804 Wadi Alfa, Sudão 2.4505 Ica, Chile 2.2906 Luxor, Egito 0.8627 Assuão, Egito 0.8618 Kufra, Líbia 0.8609 Arica, Chile 0.76110 Atacama, Chile 0.100
11 McMurdo Dry Valleys, Antartida
0.000
A precipitação que atinge o vale sob a forma deneve é “varrida” por ventos catábicos, fortes esecos, sofrendo um processo de sublimação
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Extremos da precipitação anual média
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Precipitação anual média
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Mais antiga referência à medição da precipitação: século IV a.C. tendo
ocorrido na Índia, por ordem do Chanceler Kautilya que, como impostoindireto sobre os produtos agrícolas, decidiu taxar os solos de acordo coma água neles precipitada.
Menção seguinte conhecida: Palestina, por volta do século I d.C. tendosido também motivada pela importância do fenómeno para a agricultura.
A relevância que as cheias em rios e canais assumiu desde sempre naChina determinou que se procedessem também a medições de
precipitação a partir de 1247 d.C. Para o efeito, eram utilizados medidoresdo tipo totalizador, constituídos por grandes recipientes de bambu,instalados em todas as capitais provinciais e de distrito.
A medição da precipitação foi também muito precocemente iniciada naCoreia, provavelmente por influência da China, mas essencialmente parafornecer informação fundamental para a cultura do arroz, de que dependia aeconomia daquele país. A primeira referência a medições de precipitação naCoreia data de 1441 utilizando para o efeito dispositivos totalizadores
(udómetros) permaneceram em uso até parte do século XX.
MEDIÇÃO DA PRECIPITAÇÃO (embora de modo descontinuado)
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UdómetroCoreano de 1441
(patente em Lisboa, durante a EXPO98, no pavilhão da Coreia).
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A precipitação é medida pontualmente, em pontos isolados equipados comdispositivos especiais, do tipo totalizador - UDÓMETROS (postos
udométricos) - ou do tipo registador - UDÓGRAFOS (postos udográficos.)
UDÓMETRO
Medição - aparelhos totalizador ou udómetro
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• Geometria e instalação normalizadas.• A precipitação medida pode diferir da precipitação que
atinge o solo na vizinhança do aparelho:- defeitos do aparelho, incluindo má instalação;- evaporação;- efeito do vento sobre as trajetórias da
precipitação:efeito do próprio aparelho;efeito do local.
(quanto maior é o intervalo de tempo para o qual são obtidasas medições da precipitação menor é o erro afeto àsmesmas).
Medição - aparelhos totalizador ou udómetro
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UDÓGRAFO (aparelho
registador) e UDOGRAMArecolhido pelo udógrafo
Recipiente recetor
Tambor rotativo
Flutuador
Caneta
Sifão
Depósito
RecipienteUdógrafo de sifão
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Medição - aparelhos registadores ou udógrafos)
Udógrafos basculantes
Udógrafo de sifão
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Registos/UDOGRAMA de um udógrafo de sifão
Medição - aparelhos totalizadores ou udómetros)
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Registos/UDOGRAMA
de um udógrafo
basculante
Medição - aparelhos totalizadores ou udómetros)
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A precipitação num dado intervalo de tempo (dia, mês, ano, …)exprime-se em altura de água uniformemente distribuídas sobre aprojeção horizontal da área a que se referem os volumes de águaprecipitada.
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AAHH
H “=“VA
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Rede com cerca de 790 postos
de medição da precipitação -
postos udométricos
(totalizadores) e udográficos(registadores) da
responsabilidade do
Ex-Instituto da Água (agora
APA)
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Mediante o Sistema Nacional de Informação deRecursos Hídricos (SNIRH), acessível porInternet, a Agência Portuguesa do Ambiente(http://snirh.apambiente.pt) disponibiliza aopúblico em geral a maior parte dos registos deprecipitação que recolhe.
A tendência catual é para proceder à instalação de sistemas automáticosde aquisição, teletransmissão e arquivo de registos. Tais sistemas tendema tornar-se progressivamente mais importantes pela sua aplicação amodelos hidrológicos em tempo real, com ênfase para estudos de cheias.
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Celas Celas Erra Erra
Postos udométricos
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ZebralZebral
Santana da Serra Santana da Serra
Postos udométricos automáticos
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Ferreira de Capelins Ferreira de Capelins
Ladoeiro Ladoeiro
Postos udométricos automáticos
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Bouçã dos Homens Bouçã dos Homens
MontevilMontevil