instrumentos e métodos de observação

7/17/2019 Instrumentos e Mtodos de Observao

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PROGRAMA DA CADEIRA

DE

INSTRUMENTAO E MTODOS DE OBSERVAO

Cap. I - Instrumentos e Mtodos de Observao de Superfcie.........................1I.1 - Natureza das observaes meteorolgicas.I.1.1 - Classificao das estaes meteorolgicas.I.1.2 - As redes de estaes meteorolgicas.I.1.3 - Os diferentes tipos de observaes.I.1.4 - Horas das observaes.

I.1.5 - Medies das distncias verticais.I.1.6 - As funes dos observadores.I.1.7 - Observaes de superfcie.

Cap. II - Aspectos gerais das observaes de superfcie executadas cominstrumentos.......................................................................................................11II.1 - Localizao e exposio dos instrumentos meteorolgicos.II.2 - Caractersticas recomendveis dos instrumentos meteorolgicos.II.3 - Tipos fundamentais dos instrumentos meteorolgicos.II.4 - Instrumentos registadores.II.5 - Mecanismos de relojoaria e cilindros registadores.II.6 - Grficos para instrumentos registadores.II.7 - O nnio.II.8 - Leitura dos instrumentos meteorolgicos.

Cap. III - Determinao da temperatura.....................................................................17III.1 - Escalas de temperatura.III.2 - A temperatura do ar superfcie.III.3 - Exposio dos termmetros.

III.4 - Termmetros de lquido em vidro.III.5 - Leitura dos termmetros de lquido em vidro.III.6 - Termmetro de temperatura mxima.III.7 - Leitura e preparao do termmetro de temperatura mxima.III.8 - Termmetro de temperatura mnima.III.9 - Leitura e preparao do termmetro de temperatura mnima.III.10 - Termgrafo bimetlico.III.11 - Manuteno e afinao do termgrafo bimetlico.III.12 - Substituio do grfico do termgrafo.

III.13 - Termgrafo de tubo de Bourdon.


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III.14 - Termgrafo de mercrio em envlucro metlico.III.15 - Termmetro de temperatura mnima de relva.III.16 - Temperatura do solo.III.17 - Termmetro de profundidade, no solo.III.18 - Instalao dos termmetros de profundidade.III.19 - Leitura dos termmetros de profundidade.

Cap. IV - Medio de presso atmosfrica.......................................................... 34IV. 1 - Unidades de presso atmosfrica.IV. 2 - Barmetro de mercrio.IV. 3 - Condies normais.IV. 4 - Escalas baromtricas.IV. 5 - Correco das leituras da presso s condies normais.

IV. 6 - Exposio dos barmetros.IV. 7 - Leitura dos barmetros de mercrio.IV. 8 - Barmetros anerides.IV. 9 - Leitura dos barmetros anerides.IV. 10 - Bargrafo aneride.IV. 11 - Manuteno e afinao dos bargrafos anerides.IV. 12 - Substituio dos grficos.IV. 13 - Variao baromtrica.IV. 14 - Reduo da presso aos nveis padro.

Cap. V - Medio da humidade atmosfrica........................................................... 46V. 1 - Definies e unidades.V. 2 - Instrumento de medida da humidade atmosfrica superfcie.V. 3 - Ventilao dos psicrmetros e tabelas psicromtricas.V. 4 - Psicrmetro simples, sem ventilao artificial. V. 5 - Leitura do psicrmetro simples.V. 6 - Normas especiais para a leitura do psicrmetro simples em

climas frios.V. 7 - Psicrmetros com ventilao artificial.

V. 8 - Normas de observao aplicveis aos psicrmetros deventilao artificial.

V. 9 -Causas de erro em psicometria.V. 10 - Condies especiais para as regies tropicais e polares.V. 11 - Tabelas psicromtricas.V. 12 - Princpio do higrgrafo de cabelo.V. 13 - Higrgrafo de escala linear.V. 14 - Exposio e funcionamento do higrgrafo de cabelo.V. 15 - Normas de observao aplicveis ao higrgrafo de cabelo.


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Cap. VI - Medio do vento superfcie.... ......................................................... 63VI. 1 - Determinao da direco do vento. Definies e unidades.VI. 2 - Cata-vento.VI. 3 - Indicadores e registadores da direco do vento.VI. 4 - Estimativa da direco do vento.VI. 5 - Medies da velocidade do vento: unidades.VI. 6 - Indicadores e registadores da velocidade do vento.VI. 7 - Anemmetros de rotao.VI. 8 - Princpio do anemmetro de tubo de presso.VI. 9 - Anemgrafo de tubo de presso.VI. 10 - Manuteno do anemmetro de tubo de presso.VI. 11 - Estimativa da velocidade do vento.VI. 12 - Flutuao da velocidade do vento.

VI. 13 - Observaes do vento superfcie.

Cap. VII - Observao das nuvens.................................................................... 80VII. 1 - Aspecto das nuvens.VII. 2 - Observao das nuvens.VII. 3 - Nebulosidade.VII. 4 - Formas das nuvens.VII. 5 - Identificao do gnero das nuvens.VII. 6 - Altura da base das nuvens.VII. 7 - Movimento das nuvens.VII. 8 - Observao nocturna das nuvens.VII. 9 - Efeitos orogrficos.

Cap. VIII - Observaes meteorolgicas de superfcie.................................. 125VIII. 1 - Estaes climatolgicas.VIII. 2 - Estaes sinpticas.VIII. 3 - Termos usados no cdigo do tempo presente. VIII. 4 - Determinao da intensidade da precipitao.VIII. 5 - Fenmenos meteorolgicos citados no cdigo do tempo

presente.VIII. 6 - Litometeoros: definies e descries.VIII. 7 - Electrometeoros: definies e descries.VIII. 8 - Fenmenos meteorolgicos no citados no cdigo do tempo

presente.VIII. 9 - Observao dos fotometeoros.VIII.10 - Fotometeoros: definies e descries.

Cap. IX - Mediao da precipitao. ............................................................. 146IX. 1 - Unidade de medida.


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IX. 2 - Princpio da medio.IX. 3 - Medies da quantidade de chuva.IX. 4 - Exposio dos udmetros.IX. 5 - Observaes da chuva.IX. 6 - Udgrafos.IX. 7 - Udgrafo de flutuador.IX. 8 - Udgrafo de bscula.IX. 9 - Udgrafo de balana.IX. 10 - Registadores da intensidade da precipitao.IX. 11 - Medio da neve recente.IX. 12 - Espessura da camada de neve recente.IX. 13 - Equivalente em gua de neve recente.IX. 14 - Medio da camada de neve no solo.

Cap. X - Mediao da visibilidade. .................................................................... 161X. 1 - Definio de visibilidade meteorolgica.X. 2 - Determinao da visibilidade.X. 3 - Plano dos pontos de referencia da visibilidade.X. 4 - Escolha de pontos de referncia da visibilidade durante o dia. X. 5 - Escolha dos pontos de referncia da visibilidade durante a noite.X. 6 - Relao entre a visibilidade durante o dia e durante a noite.X. 7 - Estimativa da visibilidade.X. 8 - Visimilmetros.X. 9 - Variao da visibilidade horizontal com a direco.X. 10 - Visibilidade oblqua.X. 11 - Visibilidade vertical.

Cap. XI - Mediao da evaporao .................................................................................................................. 172XI. 1 - Factores que influem na evaporao.XI. 2 - Unidades de medida. XI. 3 - A medio da evaporao.XI. 4 - Mtodos de medio.

XI. 5 - Evaporao pela superfcie do solo.XI. 6 - Evaporao por uma superfcie porosa molhada.XI. 7 - Evaporao por superfcies de gua livre em reservatrios e em

tinas.XI. 8 - Tina de evaporao de classe A. XI. 9 - Execuo das evaporaes.XI. 10 - Tinas registadoras.

Cap. XII - Medio da insolao ....................................................................... 184.XII. 1 - Princpio de heligrafo de Campbell - Stokes.


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XII. 2 - Descrio do heligrafo de Campbell - Stokes.XII. 3 - Exposio do heligrafo.XII. 4 - Cartes do heligrafo.XII. 5 - Afinao do heligrafo.XII. 6 - Processos de ajustamento.XII. 7 - Erros de ajustamento.XII. 8 - Manuteno do heligrafo.XII. 9 - Substituio dos cartes do heligrafo.XII. 10 - Leitura dos cartes do heligrafo.

Cap. XIII - Estado do solo .............................................................................193XIII. 1 - Amostra do solo nu.XIII. 2 - Amostra representativa do terreno da estao.

XIII. 3 - Tbua para a classificao do estado do solo.XIII. 4 - Escolha do nmero de cdigo.

Cap. XIV - Observaes meteorolgicas no mar.................................................. 196XIV. 1 - Elementos observveis quer em terra quer em mar.XIV. 2 - Determinao da temperatura da gua do mar.XIV. 3 - Descrio dos mtodos de avaliao da temperatura da gua

do mar.XIV. 4 - Agitao ocenica: caractersticas gerais.XIV. 5 - Velocidade da agitao ocenica.XIV. 6 - Agitao em guas pouco profundas.XIV. 7 - Observao da agitao ocenica.XIV. 8 - Mtodos de observao das caractersticas de sistemas de

agitao ocenica, independentes.XIV. 9 - Medio da altura e perodo mdios de um sistema de ondas

ou de vagas.XIV. 10 - Caracterizao de vagas e ondas.XIV. 11 - Observao de fenmenos especiaisXIV. 12 - Observaes de gelo no mar.

Cap. XV Sondagem da Baixa Troposfera ........................................................ 219.XV. 1 - IntroduoXV. 2 Torres e mastros.XV. 3 Bales ligadosXV. 4 Caractersticas de bales ligados.XV. 5 Mecanismos de ascenso.XV. 6 Bloco de sensores.XV. 7 Receptores e registradores .

XV. 8 Procedimento de sondagem.


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XV. 9 Sondagens livres usando radiossondas.XV. 10 Radar de vento.XV. 11 Observaes de bales pilotoXV. 13 Aeronaves, incluindo helicpteros.XV. 14 Sensores acsticos.XV. 15 Laser radares.XV. 16 Detectores de infravermelhos.XV. 17 Detectores de mincro-ondas.

Cap. XVI Estaes Meteorolgicas Automticas........................................ 236XVI. 1 Introduo.

XVI. 2 Consideraes gerais.XVI. 3 Tipos de estaes automticas.XVI. 4 Componentes de uma estao automtica.

Cap. XVII O radar Meteorolgico ............................................................... 246.XVII. 1 Fundamentos do radar.XVII. 2 Equao do radar.XVII. 3 Equao do radar meteorolgico.XVII. 4 Relao entre Z e a intensidade de precipitao.XVII. 5 Apresentao visual da informao do radar e tcnicas

especiais.

Cap. XVIII Os Satlites. .......................................................................... 262XVIII. 1 Introduo.XVIII. 2 Caractersticas.XVIII. 3 Pr-Processamento de Imagem.

XVIII. 4 Algumas Aplicaes.XVIII. 5 Importncia e Qualidade das Observaes.


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D.E.E. Instrumentao e Mtodos de Observao em superfcie

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===========================================================================Instrumentao e Mtodos de Observao

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INSTRUMENTAO E MTODOS DE OBSERVAO

CAPTULO I - INSTRUMENTOS E MTODOS DE OBSERVAO

DE SUPERFCIE

As observaes de superfcie so executadas por um observador colocado ao nvel do

solo ou do mar, ou prximo dele, utilizando unicamente instrumentos que se encontram aomesmo nvel.

Descrevem-se, a seguir, vrios procedimentos e prticas relacionados com a execuo

de observaes sinpticas de superfcie. As mesmas tcnicas podem-se aplicar a outros tipos

de observaes de superfcie.

Apresentam-se aspectos gerais dos princpios de concepo dos instrumentos mais

vulgarmente utilizados. , no entanto, de notar que h muitas modificaes destesinstrumentos em uso pelos Servios Meteorolgicos de todo o Mundo.

I - 1 - Natureza das observaes meteorolgicas

Para realizar um estudo cientfico da atmosfera necessrio, em primeira instncia,

recolher e organizar dados meteorolgicos.

Para executar muitas das observaes podem aplicar-se, simplesmente, os orgos dos

sentidos, especialmente as da viso. Designam-se por observaes sensoriais. Um exemplo,

o da estimativa da quantidade de nuvens presentes no cu.

Frequentemente, torna-se necessrio recorrer a instrumentos que funcionam como

prolongamento dos sentidos. Neste caso, as observaes designam-se por


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=========================================================================== Instrumentao e Mtodos de Observao

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observaes instrumentais. Cita-se, como exemplo, a determinao da temperatura do ar

por leitura de um termmetro.

As observaes dos diversos elementos meteorolgicos so executadas nas estaes de

observao meteorolgica.

I - 1.1 - Classificao das Estaes Meteorolgicas

As Estaes Meteorolgicas podem ser classificadas do seguinte modo:

a) Estaes Sinpticas (em Terra e no Mar)

b) Estaes Climatolgicas

c) Estaes de Meteorologia Aeronutica

d) Estaes de Meteorologia Agrcola

e) Estaes Especiais

a - Estao Sinptica - designa aquela em que se executam observaes meteorolgicas

para efeitos de meteorologia sinptica.

A Meteorologia Sinptica o ramo da meteorologia que se ocupa da descrio do

tempo real, com base em observaes marcadas em cartas geogrficas. A finalidade do estudo

o de prever futuras evolues do estado do tempo.

Dentro destas estaes h as de superfcie e as de altitude.

b - Estaes Climatolgicas - onde se obtm os dados meteorolgicos de interesse para

fins climatolgicos.

Em termos gerais, pode dizer-se que o clima corresponde s condies meteorolgicasconsideradas num perodo de longa durao.

Uma vez que os dados obtidos nas estaes sinpticas interessam tambm para fins

climatolgicos, as estaes climatolgicas incluem tambm as primeiras.

c - Estaes de Meteorologia Aeronutica - tm por fim responder s necessidades


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especiais da aviao. Situam-se nos aeroportos.

Tanto observaes sinpticas como climatolgicas podem ser efectuadas neste tipo de

estaes.d - Estaes de Meteorologia Agrcola - os dados nelas obtidos destinam-se a apoiar a

agricultura, sendo esta entendida no seu sentido mais lato, incluindo horticultura, criao de

animais e silvicultura.

Nestas estaes executam-se, no s observaes especiais do meio fsico, mas tambm

observaes de natureza biolgica. Utilizam tambm informaes obtidas em todos os tipos

de estaes.

e - Estaes Especiais - estas estaes criam-se para avaliar acontecimentos

meteorolgicos especiais. Assim, incluem estaes para observao de perturbaesatmosfricas, deteco de hidrometeoros por meio de radar, hidrologia, medio da radiao,

etc.

I - 1.2 - As redes de Estaes Metereolgicas

Em todos o Globo existem redes de estaes meteorolgicas. Por recomendao da

Organizao Meteorolgica Mundial (OMM); Wold Meteorological Organization - WMO) a

distncia entre estaes terrestres da rede fundamental destinadas a fins sinpticos no deveexceder 150 Km. Estaes de altitude no devero estar afastadas de mais do que 300 Km.

I - 1.3 - O diferentes tipos de observaes

Os elementos meteorolgicos observados nas estaes meteorolgicas dependem dos

fins a que as observaes se destinam. Assim:

a - Observaes Sinpticas

Em todas as estaes sinpticas, executam-se observaes dos seguintes elementos:

1 - Tempo presente e tempo passado

2 - Direco e velocidade do vento

3 - Quantidade, tipo ou tipos e altura das bases das nuvens

4 - Visibilidade

5 - Temperatura do ar

6 - Humidade


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7 - Presso atmosfrica.

Alm disso, e nas estaes sinpticas terrestres so observados:

i) Caracterstica e tendncia da presso atmosfrica

ii) Temperaturas extremas

iii) Quantidade de precipitao

iv) Estado do solo

v) Direco do movimento das nuvens

vi) Fenmenos especiais.

Nas estaes sinpticas ocenicas, incluem-se ainda observaes dos seguintes

elementos:

i ) Velocidade e rota do navio

ii ) Temperatura da gua do mar

iii ) Direco do movimento, perodo e altura das ondas e das vagas.

iv ) Gelo do mar

v ) Fenmenos especiais

b - Observaes Climatolgicas

Nas estaes climatolgicas principais executam-se observaes de todos ou da maior

parte dos seguintes elementos:

1 - Estado do tempo

2 - Vento

3 - Quantidade, tipo ou tipos e alturas das bases das nuvens

4 - Visibilidade

5 - Temperatura do ar (incluindo as temperaturas extremas)6 - Humidade

7 - Presso atmosfrica

8 - Precipitao

9 - Neve no solo

10 - Insolao


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11 - Temperatura do solo

c - Observaes de Meteorologia Aeronutica

As observaes executadas nos aerdromos satisfazem as necessidades especiais da

aviao. Delas nos ocuparemos quando tratarmos da Meteorologia Aeronutica.

Nos aerdromos tambm se realizam observaes sinpticas e climatolgicas.

d - Observaes de Meteorologia Agrcola

Numa estao meteorolgica agrcola incluem-se observaes do meio fsico, como:

1 - Temperatura e humidade do ar a diferentes nveis

2 - Temperatura do solo

3 - Contedo de humidade do solo a diversas profundidades

4 - Turbulncia e mistura de ar nas camadas baixas

5 - Hidrometeoros e outros factores de equilbrio da humidade

6 - Insolao e Radiao

So executadas tambm observaes de natureza biolgica. Estas incluem observaes

do crescimento e do rendimento das plantas e dos animais. So tambm registados os danos

causados directamente pelas condies de tempo, e os que so devidos a doenas e pragas.

e - Observaes Especiais

A natureza dos elementos meteorolgicos observados em estaes especiais depende do

fim para a estao foi criada.

Assim, num grupo seleccionado de estaes sinpticas e climatolgicas, o programa de

observaes tambm inclui:

1 - Registo, com equipamento simples, da durao da insolao

2 - Medies da evaporao


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3 - Registo contnuo da radiao solar global e csmica numa superfcie

horizontal.

I - 1.4 - Horas das Observaes

Como regra geral, preciso proceder to rapidamente quanto possvel estimativa dos

elementos que constituem uma observao sinptica de superfcie. No caso de uma

observao deste tipo, a hora real da observao a hora a que se procede leitura do

barmetro.

A hora de observao foi fixada, por acordo internacional, pela OMM.

A hora oficial da observao a hora oficial determinada pelo Servio Meteorolgico

competente. Convir que esta hora seja o mais prximo possvel da hora da observao.

Em Meteorologia, usa-se o relgio de 24 horas. Para designar a meia-noite no se usa

24H00 mas sim 00H00, que tambm o comeo do novo dia. 06H00 designa as 6 horas da

manh, enquanto que 18 H00 designa as 6 horas da tarde.

As observaes sinpticas devem ser executadas em todo o Mundo de acordo com a

hora Universal. Esta o tempo mdio local ao longo do meridiano de Greenwich, tambm

conhecido por Tempo Mdio de Greenwich (TMG) ou Tempo Universal (TU). Assim, as

horas padro fixas de observao so, portanto TMG, e no tempo local ou de zona.

As horas das observaes sinpticas principais de superfcie so 00H00, 06H00, 12H00,

18H00 TMG, com observaes intermdias s 03H00, 09H00, 15H00 e 21H00 TMG. Asobservaes de presso atmosfrica devem ser executadas exactamente a essas horas. As

outras observaes devem fazer-se nos dez minutos anteriores.

I - 1.5 - Medies das distncias verticais


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Num local conveniente do Edifcio de cada estao meteorolgica ou num objecto fixo

que se encontre prximo, deve fazer-se uma marca permanente, que servir de ponto de

referncia para medies de distncias verticais na estao ou perto dela.

Em relao s distncias verticais, a OMM emprega determinados termos:

a) Altura, h

Distncia vertical a que se encontra um nvel, um ponto ou um objecto

considerado como um ponto, medida a partir de um nvel de referncia

determinado.

b) Altitude, HDistncia vertical a que se encontra um nvel, um ponto ou um objecto

considerado como um ponto, medida a partir do nvel mdio das guas do

mar.

Altura designa tambm a dimenso vertical de um objecto. Por outro lado, h e H

referem-se a altura e altitude tal como habitualmente usadas. O smbolo H quando aparece

sem ndice, refere-se distncia vertical, acima do nvel mdio das guas do mar, a que se

encontra o solo da estao meteorolgica.

Para indicar quais os instrumentos, nveis, etc., que esto a ser referenciados em termos

de distncia vertical utilizam-se ndices associados aos smbolos H e h.

Exemplos:

a - para aerdromo - nvel de referncia adoptado para um aerdromo

p - presso - indicao do nvel de referncia das observaes feitas na estao

z - zero da escala do barmetro.

Ento:

Hp - a distncia vertical, acima do nvel mdio das guas do mar, adoptado

como nvel de referncia para as observaes feitas na estao. A Hp chama-se

muitas vezes altitude da estao, e a presso atmosfrica a esse nvel

conhecido por presso na estao.


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Hz - a distncia vertical, acima do nvel mdio das guas do mar a que seencontra o zero da escala do barmetro. tambm conhecida por altitude da

tina do barmetro.

Em algumas estaes, a marca permanente destinada a ponto de referncia encontra--

se ao mesmo nvel que o zero do barmetro. Neste caso, Hp e Hz so iguais.

I - 1.6 - As funes dos observadores

Os observadores meteorolgicos tm as seguintes funes:

a) Manter os instrumentos em bom estado

b) Mudar os grficos dos instrumentos registadores

c) Executar as observaes sinpticas e climatolgicas com o devido rigor

d) Codificar a transmitir os resultados das observaes

e) Elaborar os registos semanais ou mensais

I - 1-7 - Observaes de superfcie

Estas observaes so executadas tanto em estaes terrestres como ocenicas, por um

observador colocado ao nvel do solo ou perto dele, o qual utiliza instrumentos somente a esse

nvel. As observaes podem ser tanto sensoriais como instrumentais.


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Fotografia de uma estao meteorolgica de superfcie


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Fotografia de uma estao meteorolgica de superfcie

CAPTULO II - ASPECTOS GERAIS DAS OBSERVAES DE


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SUPERFCIE EXECUTADAS COM INSTRUMENTOS

Os elementos observados com recurso a instrumentos so os seguintes:

a). Durao da insolao

b). Temperatura do ar, da gua e do solo

c). Presso atmosfrica

d). Humidade

f). Direco e velocidade do vento superfcie

g). Altura da base das nuvens

h). Precipitaoi). Evaporao

II - 1 - Localizao e exposio dos instrumentos meteorolgicos

As medies de alguns elementos meteorolgicos dependem da exposio dos

instrumentos. Para comparao de observaes executadas em estaes diferentes, a

exposio deve ser semelhante.

Para exposio no exterior de instrumentos sensveis temperatura e humidade

basta uma parcela de terreno nivelado com cerca de 9m por 6m, aberto de relva curta, desde

que situado em local existente.

A sua localizao deve ser tal que permita que as condies do ambiente se

encontrem bem representadas. Deve encontrar-se afastado da influncia imediata de rvores e

edifcios e tanto quanto possvel, no deve estar situado sobre vertentes inclinadas, cumes,

penhascos ou covas, nem na sua proximidade.


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Esta regra no se aplica aos instrumentos destinados a medir a precipitao. Estes

exigem uma distribuio conveniente de rvores e arbustos ou seu equivalente, para servirem

de proteco contra o vento. Estas obstrues no devem, contudo, ser tais que gerem

turbulncia, o que seria inconveniente para as observaes.

As estaes sinpticas devem estar situadas de modo a fornecer dados

meteorolgicos representativos da rea em que se encontram.

Em geral, as estaes climatolgicas devem estar situadas num local e sob

condies que permitam o funcionamento contnuo da estao durante, pelo menos, dez anos.

A exposio deve permanecer inalterada durante um perodo de longa durao.

Nas estaes de meteorologia aeronutica ou de meteorologia agrcola os

instrumentos devem ser colocados de modo a que sejam representativos das condies do

aerdromo, ou das condies agrcolas e naturais da regio respectiva.

II - 2 - Caractersticas recomendveis dos instrumentos meteorolgicos

As caractersticas mais importantes que os instrumentos meteorolgicos devem

possuir so:

a). a regularidade de funcionamento

b). a preciso

c). a simplicidade de concepo

d). a facilidade de utilizao e de manutenof). a robustez de construo.

Durante o funcionamento, o instrumento deve manter um grau de preciso conhecido,

durante um perodo longo. A simplicidade e a facilidade de utilizao e de manuteno so


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importantes, porque a maior parte dos instrumentos meteorolgicos funciona continuamente

ano aps ano, e em muitos casos encontram-se afastados de boas oficinas de reparao.

Muitos instrumentos esto completa ou parcialmente expostos s condies de

tempo, sendo particularmente importante que tenham uma construo robusta.

II - 3 - Tipos fundamentais de instrumentos meteorolgicos

Os instrumentos podem ser:a). instrumentos de leitura diversa

b). instrumentos registadores

Os primeiros so mais rigorosos, mas as medies dos elementos meteorolgicos

s podem ser executadas durante a leitura. Para obter medies a outras horas, necessrio

utilizar instrumentos registadores, que mantm um registo contnuo das medies: designam-

se por instrumentos registadores.

A preciso de um instrumento registador pode ser melhorada por meio de

calibrao feita a intervalos regulares. Para tal, comparam-se as medies com as de um

instrumento de leitura directa preciso, que mede o mesmo elemento meteorolgico. Havendo

diferena nos valores, o instrumento registador deve ser regulado para registar o valor

correcto.

II - 4 - Instrumentos registadores

Na maior parte dos instrumentos registadores utilizados em Meteorologia, o

movimento das peas amplificado por meio de alavancas. Estas fazem deslocar uma pena

sobre um grfico colocado sobre um tambor, que movido por um mecanismo de relojoaria.


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Nos instrumentos registadores o atrito deve ser reduzido ao mnimo, no s nossuportes, como entre a pena e o papel, devendo haver meios de regular a presso entre a pena

e o papel. Se esta presso fr reduzida ao mnimo, produz-se um trao contnuo legvel.

No caso de um registador movido por um mecanismo de relojoaria importante

determinar com preciso, o momento em que foi registado qualquer dos pontos do trao. Para

evitar qualquer erro eventual, necessrio provocar no prprio registo marcas de tempo

rigorosas.

Estas devem ser provocadas pelo menos uma vez por dia, anotando-se a hora

certa at ao minuto mais prximo.

O trao ideal o que tenha o mnimo de espessura possvel sem ser ilegvel, ou

sem arranhar o papel. Para tal, necessrio tratar a pena cuidadosamente, e limp-la com

lcool desnaturado quando se obstruir com tintas.

II - 5 - Mecanismos de relojoaria e cilindros registadores

Nos instrumentos registadores h duas combinaes possveis do cilindro com o

mecanismo de relojoaria:

1) - o mecanismo de relojoaria est fixo ao instrumento e s o cilindro gira

2) - o mecanismo de relojoaria est fixo ao interior do cilindro e gira com ele.

O primeiro sistema facilita a eliminao de ressaltos, que constituem uma das

principais causas de erro de cronometragem; diminui tambm o risco de avaria do mecanismode relojoaria, visto que s necessrio retirar o tambor quando se mudam os grficos.


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II - 6 - Grficos para instrumentos registadores

Em muitos instrumentos, a pena de registo est fixa a uma alavanca - o "brao da

pena" - que gira sobre um eixo situado numa das extremidades. O mecanismo move-se

quando o elemento - temperatura, presso, etc. - varia. Consequentemente, o brao da pena

gira sobre o eixo, e a pena desloca-se segundo uma linha curva.

Assim, as linhas que, nos grficos, marcam o tempo, so arcos de

circunferncias. Estas linhas curvas, aparecem no sentido vertical, e esto espaadas de

acordo com a velocidade de rotao do cilindro. As linhas "horizontais" do grfico,representam valores do elemento e esto espaadas de acordo com a amplitude do movimento

da pena.

Para se fixar o grfico ao cilindro registador, ou se usam molas que se aplicam s

extremidades do cilindro, ou uma tira de metal presa com uma charneira ou metida numa

ranhura na extremidade inferior do cilindro e fixa na extremidade superior por um

encurvamento da prpria tira de metal.

O grfico deve ser colocado bem ajustado, e fundamental utilizar o grfico

prprio para cada instrumento registador.

II - 7 - O nnio

Alguns instrumentos meteorolgicos, como por exemplo, os barmetros tm

acoplada uma pequena escala mvel. Esta utiliza-se para subdividir a distncia entre duas

marcas de graduao da escala principal, fixa. A escala mvel chama-se nnio.

Com a leitura efectuada no nnio obtm-se um grau de preciso igual diferena entre

uma diviso da escala principal e uma diviso do nnio. Esta diferena chama-se a "preciso

da leitura" do instrumento.


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II - 8 - Leitura dos instrumentos meteorolgicos

As observaes devem indispensavelmente ser feitas com pontualidade. No

podem ser executadas instantneamente, mas as observaes da presso devem ser feitas

hora prescrita. Dez minutos devero ser suficientes para efectuar as restantes observaes,

imediatamente antes da presso.

necessrio verificar o resultado das observaes, o que no significa que todas

as leituras tenham de ser repetidas. A verificao destina-se a assegurar que no houve

omisso ou erro grave, e por outro lado, permite assegurar que estejam em correspondnciauns com os outros.

O observador deve assegurar-se que as observaes no do origem a dvidas no

esprito das pessoas que utilizaro esses dados. A utilizao pode ser para efeitos de previso

imediata, ou alguns anos depois, em estudos climatolgicos.

1. Figura II - 1 - Nnio2. Figura II - 2 - Leitura dos termmetros Escalas

centgrada e escala Fahrenheit


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CAPTULO III - DETERMINAO DA TEMPERATURA

Sob o ponto de vista da Meteorologia ( superfcie) interessa conhecer as temperaturas

do ar, do solo e das grandes superfcies lquidas.

Tratam-se de seguida, a determinao da temperatura atmosfrica junto superfcie do

Globo, e da temperatura do solo. Posteriormente, tratar-se- da determinao da temperatura

da superfcie do mar, embora grande parte das informaes se apliquem a qualquer delas.

III - 1 - Escalas de temperatura

Em Meteorologia a temperatura referida, para quase todos os efeitos, em valores da

escala de Celcius - t C; os pontos fixos desta escala so o ponto de fuso do gelo (0 C) e o

ponto de ebulio da gua (100 C) (os quais devem ser verificados em condies de presso

normal).

Em alguns pases, ainda se usa, para efeitos de observao, a escala de Fahrenheit - tF, para a qual os pontos fixos so 32 F (ponto de fuso do gelo) e 212 F (ponto de

ebulio da gua).

A O.M.M. adoptou a escala de Celsino para troca internacional de mensagens de

observao. A equao de conservao de graus Fahrenheit em graus Celsino :

t C =59(t F - 32)

Para muitos fins cientficos usa-se a escala termodinmica absoluta da temperatura, de


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Kelvin - T K. O ponto fixo fundamental o ponto triplo da gua pura, onde ocorrem

juntamente em equilbrio os estados slido, lquido e gases da gua. A equao de conversode graus Kelvin em graus Celsius :

t C = T K - 273,15

III - 2 - A temperatura do ar superfcie

Em linguagem meteorolgica entende-se por temperatura do ar superfcie, atemperatura ao ar livre a uma altura acima do nvel ao solo compreendida entre 1,25 e 2 m.

Para as necessidades da agricultura, pode ser til determinar a temperatura a nveis

diferentes entre o nvel do solo e cerca de 10 m acima do limite superior da vegetao

predominante.

As determinaes da temperatura devem ser feitas a horas fixas, juntamente com os

valores extremos atingidos durante o dia.

III - 3 - Exposio dos termmetros

Para que a leitura feita seja representativa da temperatura do ar, os termmetros devem

estar protegidos da radiao proveniente do Sol, do Cu, da Terra e dos objectos

circundantes. Devem, tambm, ser convenientemente ventilados.

Os sistemas de proteco actualmente mais utilizados so:

a) abrigo meteorolgico de persianas

b) proteces de metal polido, como as que protegem o psicrmetro de

Assmann.


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A orientao do abrigo meteorolgico importante, de modo a evitar que o Sol incida

sobre os reservatrios dos termmetros em qualquer momento em que a porta do mesmo

esteja aberta. Assim, a porta abre para Norte, no Hemisfrio Norte e para Sul no HemisfrioSul.

III - 4 - Termmetros de lquido em vidro (ou termmetros de lquido em tubo capilar

de vidro)

Para as observaes de rotina da temperatura do ar, incluindo as das temperaturas

mximas e mnimas, usam-se quase invariavelmente termmetros de lquido em vidro.

O mercrio no pode ser utilizado como lquido do termmetro abaixo de -36 0C

aproximadamente, visto que o seu ponto de congelao se situa imediatamente abaixo desta

temperatura.

Para temperaturas inferiores apropriado o lcool etlico puro.

Uma liga de mercrio e ltio utiliza-se tambm para temperaturas negativas noinferiores a -58 0C.

III - 5 - Leitura dos termmetros de lquidos em vidro

A temperatura do ar a indicada pelo termmetro seco de um psicrmetro.

Indica a seguir, o modo como se deve proceder leitura de um termmetro de lquido

em vidro. A leitura deve efectuar-se no intervalo de tempo estritamente necessrio para tal, de

modo a que se faa com preciso, e a fim de se evitar variaes de temperatura devidas

presena do observador.


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No caso do lquido termomtrico ser o mercrio, a extremidade da coluna de mercrio

forma uma superfcie curva, que se designa por menisco. A leitura correcta corresponde aoponto extremo do menisco ou seja.

A escala do termmetro est gravada no tubo de vidro e fica ligeiramente mais prxima

do observador do que a coluna de mercrio. Consequentemente, a posio da extremidade da

coluna de mercrio em relao escala, varia com o ngulo de viso. Para evitar erros de

paralaxe, a leitura deve ser feita pelo observador de tal modo que entre os seus olhos e a

extremidade do menisco exista uma linha recta perpendicular ao tubo.

A leitura da temperatura do ar feita com aproximao at ao dcimo de grau, preciso

esta necessria para a determinao da humidade atmosfrica. Quando a escala do termmetro

s tem subdivises de meios graus onde quintos de grau, a leitura de dcimos de grau deve ser

feita por estimativa.

III - 6 - Termmetro de temperatura mxima

O termmetro de temperatura mxima mais comum um termmetro de mercrio em

vidro com um estrangulamento no tubo abaixo da graduao mnima. Quando a temperatura

desce depois de atingir o valor mximo, o mercrio no volta parte do tubo abaixo do

estrangulamento, desde que o termmetro se encontre na horizontal.

O tubo termo tricoleva uma estrangulaoem A; quando desce atemperatura o mercrioretrocede, a coluna serompe em B

Figura III - 1 - Estrangulamento do tubo de um termmetro de temperaturamxima


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Na prtica, um termmetro deste tipo colocado numa posio em que forma um ngulode cerca de 2 com a horizontal, sendo a extremidade mais baixa aquela em que est o

depsito. Assim, se ocorrer qualquer vibrao, como eventualmente poder suceder ao colocar

o termmetro no abrigo meteorolgico depois de preparado, evita-se que a coluna de mercrio

se afaste do estrangulamento.

III - 7 - Leitura e preparao do termmetro de temperatura mxima

A leitura do termmetro de temperatura mxima faz-se normalmente duas vezes por dia.

O valor dado no termmetro de mxima deve ser igual ou superior ao de qualquer valor do

termmetro seco indicado no momento da preparao anterior ou depois dela. Evitar erros de

paralaxe.

Depois da leitura, o termmetro de mxima deve ser posto em estado de funcionar, tendo

aquela sido efectuada s horas indicadas oficialmente. A operao designa-se por

"preparao" e a finalidade a de fazer com que o mercrio passe em sentido contrrio peloestrangulamento, ficando a coluna contnua. Isto consegue-se, segurando firmemente o

termmetro, envolvendo-o com a mo de modo a que o termmetro fique com o reservatrio

fora dos dedos, mas se estenda dentro do envlucro formado pelos dedos e se prolongue ao

longo do brao. Levanta-se o brao estendido, acima da cabea, e num movimento rpido,

sacode-se o brao sempre estendido, at abaixo. Deve ter-se o cuidado de no deixar escapar o

termmetro, e de evitar que este choque com qualquer obstculo, incluindo o observador.

Depois de preparado, o termmetro de mxima deve indicar o mesmo valor que o

termmetro seco. colocado de novo no suporte, primeiro o depsito e inclina-se depois

cuidadosamente o tubo, at a extremidade oposta assentar no suporte.


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III - 8 - Termmetro de temperatura mnima

O tipo mais comum de termmetro de mnima o termmetro de lcool. No interior do

lquido existe um indicador de vidro escuro, muito leve e em forma de haltere. Este desloca-se

livremente no interior do lcool, mas no emerge facilmente do lquido, devido tenso

superficial. A Fig.. III - 3 mostra o que se acaba de descrever. De salientar que, ao contrrio

do mercrio, o lcool um lquido que molha o vidro.

o lcool o que leva no seuinterior um ndice de esmalte AB, quedeixa passar o lquido livrementequando cresce a temperatura e arrastado pelo menisco M, quandodiminui

Figura III - 2 - Indicador do termmetro de temperatura mnima

Se o termmetro de mnima for inclinado de modo a que a extremidade do depsito

fique para cima, o ndice de vidro desliza ao longo do tubo, at que atinge o menisco. Ao

atingir esse ponto pra, devido resistncia oferecida pela tenso superficial do menisco.

O termmetro de mnima colocado no abrigo meteorolgico numa posio prxima da

horizontal, ficando ligeiramente inclinado com o depsito para baixo.

Quando a temperatura diminui, o lcool do depsito contrai-se e o indicador de vidro

arrastado pelo menisco em direco ao depsito. Devido posio do termmetro, o

movimento do indicador em direco ao depsito ligeiramente auxiliado pela gravidade.

Quando a temperatura aumenta, o lcool dilata-se, mas no se exercendo qualquer fora

sobre o indicador de vidro, este mantm-se na mesma posio, enquanto o menisco se situar

para alm daquele.


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Instalao dos termmetros extremos.

Os dois instrumentos vo suspensosligeiramente inclinados com o depsito paraabaixo, por mdio de sendos cordelinhos C eobjectos D, a um marco bastidor MM. Ocontacto com os corpos slidos to escassoque s influencia sobre os termmetros atemperatura do ar.

Figura III - 3 - Estrangulamento do tubo de um termmetro detemperatura mxima

III - 9 - Leitura e preparao do termmetro de temperatura mnima

A leitra do termmetro de mnima que, normalmente se faz duas vezes por dia, deve ser

igual ou inferior do termmetro seco, tal como no momento da preparao anterior ou

depois disso.

O valor da leitura indicado pela extremidade do ndice de vidro mais afastada do

depsito (que se indica pela letra A na figura III - 3). So de evitar os erros de paralaxe,

devendo a linha recta que une a vista do observador ao ponto A, ser perpendicular ao tubo do

termmetro.

Depois da leitura do termmetro de mnima, e desde que a hora oficialmente fixada

dever preparar-se o termmetro. Para o ajuste, inclina-se ligeiramente o termmetro, de

modo a que o indicador deslize ao longo do tubo e entre em contacto com o menisco. A

extremidade do ndice mais afastada do depsito deve indicar a temperatura do ar nesse

momento, isto , deve coincidir com o valor indicado pelo termmetro seco.

Deve evitar-se o aquecimento do depsito, quer devido ao contacto com a mo do

observador, quer radiao solar, ou outras causas.


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Ao repor um termmetro de mnima no abrigo meteorolgico, inclina-se ligeiramente oinstrumento com o depsito para cima, assentando primeiro a extremidade oposta ao depsito.

Depois faz-se descer cuidadosamente o depsito, assegurando que o indicador no desliza na

direco daquele.

III - 10 - Termgrafo bimetlico

O termgrafo permite um registo contnuo da temperatura.

O funcionamento do instrumento baseia-se no facto de dois metais diferentes terem

diferentes ndices de contraco ou de expanso, no sentido do comprimento. As duas tiras de

metal esto fortemente unidas pelas respectivas superfcies planas e encontram-se

normalmente enroladas em espiral. A tira exterior (normalmente de iman) tem um ndice de

expanso muito menor do que o da tira interior (normalmente de lato). Devido diferena de

ndices de expanso, um aumento de temperatura obriga a espiral a desenrolar-se. O

movimento ampliado por um sistema de alavancas simples, utilizando um longo brao

provido de uma pena. Pode fazer-se a afinao rigorosa deste brao por meio de um

dispositivo, de tal modo que o zero pode ser mudado, quando necessrio.

A Fig.. III - 4 mostra as caractersticas principais do termgrafo:


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A - PenaB - Espiral bimetlica

C - Parafuso de regulao do "zero"

D - Alavanca de transmisso

E - Amplificao e fixao da pena

F - Vareta para afastar a pena

G - Cilindro com mecanismo de

relojoaria

H - Proteco do rgo sensvel

J - Frasco de tinta

Figura III - 4 - Termgrafo bimetlico

III - 11 - Manuteno e afinao do termgrafo bimetlico

O termgrafo bimetlico um instrumento de material robusto, que, sendo

correctamente manuseado, no deve danificar-se. No deve ser lubrificado, mas os suportes

dos eixos devem ser limpos com um pouco de gasolina ou outro fluido de limpeza, quando

necessrio.

A pena est fixada de modo a que o aparo exera sobre o grfico a funo mnima

necessria. Dever assim produzir-se um trao contnuo sobre o papel. Havendo necessidade,

podem fazer-se afinaes rodando ligeiramente o suporte da pena para assegurar um trao

regular e uniforme.

Quando o grfico est correctamente ajustado, no deve haver necessidade de afinao.

No entanto, no caso de haver desvios at 1,5 C a menos nos dois extremos da amplitude

trmica do grfico, pode-se afinar o parafuso de cabea serrilhada, (Fig.. III - 4). Quando os

afastamentos so maiores no deve aplicar-se este mtodo. Deve haver o cuidado, depois de

cada afinao, que a mola do regulador do zero esteja fortemente em contacto com a barra de


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reteno.

Para afastamentos superiores a B-C ter que se desenroscar o parafuso que liga o brao

da pena ao respectivo eixo; faz-se girar o brao em torno do eixo, at o aparo registar

aproximadamente a temperatura correcta, apertando-se ento o parafuso. Fez-se ento uma

afinao de preciso, utilizando o parafuso de cabea serrilhada (B).

Todos os dias, deve fazer-se uma marca horria no grfico. Para tal, toca-se levemente

no brao da pena junto do suporte. Deve tambm anotar-se no registo a hora exacta com

aproximao aos minutos, para entrada posterior no prprio registo.

III - 12 - Substituio do grfico do termgrafo

O tambor com mecanismo de relojoaria est concebido para executar uma rotao

completa num perodo ligeiramente superior a uma semana. O grfico est impresso de forma

a comportar um registo de sete dias. Para mudar o grfico, deve proceder-se do seguinte

modo:

a) Afastar a pena do grfico por meio da vareta, F.

b) Anotar a hora, e abrir cuidadosamente a caixa do instrumento.

c) Retirar o tambor do eixo, soltar o "clip" e remover o grfico preenchido.

d) Dar corda ao mecanismo de relojoaria e afinar o regulador, no caso de haver

adiantamento ou atraso.

e) Pr tinta no aparo, limpando-o primeiro no caso de o registo anterior

apresentar um trao grosso ou com outras imperfeies. Havendo necessi-

dade, substituir o aparo por um novo.

f) Colocar um novo grfico, j preparado com os pormenores de identificao,no tambor. O grfico deve ficar em contacto com o tambor em todos os

pontos. A margem inferior deve tocar no rebordo da base do tambor, as

linhas do grfico devem coincidir nas duas extremidades, e a parte final deve

sobrepr-se inicial (e no vice-versa).

g) Colocar o tambor no eixo. Pr a ponta do aparo quase em contacto com o


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grfico, e fazer a afinao para a hora certa girando o tambor em sentido

contrrio ao dos ponteiros do relgio, quando visto de cima.

h) Fechar cuidadosamente a caixa do instrumento.i) Com auxlio da vareta prpria para afastar a pena, fazer com que a ponta do

aparo entre em contacto com o grfico.

j) Examinar o instrumento, a fim de verificar se o aparo comeou a traar

convenientemente.

k) Completar no grfico retirado os permonores de identificao, que incluem

as horas de incio e fim do registo e das marcas cronomtricas.

III - 13 - Termgrafo de tubo de Bourdon

Este instrumento , no seu aspecto geral, muito semelhante ao tipo bimetlico.

O seu elemento sensvel temperatura tem a forma de tubo de metal curvo de seco

elptica achatada e est cheio de lcool.

O tubo de Bourdon menos sensvel do que o elemento bimetlico, exigindonormalmente um dispositivo de amplificao por alavancas para indicar um valor de escala

suficiente.

III - 14 - Termgrafo de mercrio em envlucro metlico

Este instrumento utiliza um tubo de Bourdon para actuar sobre a pena registadora.

O termmetro propriamente dito est cheio de mercrio a alta presso e est ligado ao

tubo de Bourdon por meio de tubos capilares de ao.

Este instrumento muito til para registos distncia, at cerca de 50 metros.

III - 15 - Termmetro de temperatura mnima de relva


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Este instrumento por vezes conhecido por termmetro de radiao terrestre. Indica atemperatura mnima do ar junto do solo, e fornece informaes sobre geadas no solo, noite.

Trata-se de um termmetro de mnima de lcool, semelhante ao termmetro de mnima

vulgar, mas com revestimento. exposto horizontalmente sobre relva curta, com o depsito

quase em contacto com as folhas de relva, como se esquematiza na Fig.. III-5:

Figura III - 5 - Termmetro de temperatura mnima na relva

Podem aparecer bolhas na coluna de lcool, geralmente quando se verificam condies

de frio intenso ou quando o termmetro esteve exposto ao Sol. A fim de evitar a condensao

do lcool, aconselhvel no deixar o termmetro exposto durante o dia. Assim, e depois defazer

a leitura de manh, deve colocar-se no abrigo, e voltar a coloc-lo na relva ao fim da tarde,

depois de preparado. Nessa altura, o valor indicado deve ser igual ao do termmetro do

abrigo.

Pode tambm evitar-se ou atenuar a condensao, protegendo a parte superior do tubo

com um revestimento de metal preto com cerca de 5 cm de comprimento. Absorvendo a

radiao, este revestimento mantm essa parte do tubo a uma temperatura ligeiramente

superior do depsito.

III - 16 - Temperatura do solo

A temperatura do solo determinada, a profundidades diferentes, por meio de


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termmetros enterrados a profundidade desejada.

Existem dois padres de exposio:a) no interior do solo descoberto;

b) sob uma camada de relva curta.

Para efeitos de comparao sempre que possvel, devem utilizar-se ambos os padres.

As profundidades padro, para determinaes da temperatura do solo so 5, 10, 20, 50 e

100 cm abaixo da superfcie, podendo incluir-se profundidades adicionais. Quando o solo est

aberto de neve, aconselhvel determinar a temperatura desta abertura, tambm.

Nas estaes agrometeorolgicas aconselhvel fazer-se um registo contnuo das

temperaturas do solo e do ar a nveis diferentes na camada adjacente ao solo. Estes nveis

situam-se entre o solo e cerca de 10 m acima do limite superior da vegetao predominante.

Para local destinado aos termmetros, deve escolher-se um em que o solo seja

representativo das condies locais. Deve depois indicar-se o tipo de solo, a respectiva

cobertura, alm do grau e direco da inclinao do terreno.

III - 17 - Termmetros de profundidade, no solo

Para as determinaes da temperatura do solo, utiliza-se, geralmente, termmetros de

mercrio em vidro. Para profundidades de 5,10 e 20 cm, do termmetro mais convenientes

so de tubo dobrado em ngulo recto e noutro ngulo aprofundado, tendo as escalas voltadas

para cima, o que permite a sua leitura, sem necessidade de se lhes tocar.

Podem ocorrer erros pequenos, embora apreciveis, se a parte exposta do tubo estiver ao

Sol. A Fig.. III - 6 mostra um termmetro de profundidade de tubo dobrado.

Para grandes profundidades (50 e 100 cm) so recomendados termmetros suspensos em

tubos de ferro, enterrados profundidade desejada. Estes termmetros devem estar encerrados

em tubos de vidro, e os seus depsitos revestidos de cera, como se mostra na Fig.. III - 7.


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Tubo de acera acabado em ponta

-6- -7-

Figura III - 6 - Termmetro de profundidade de tubo dobradoFigura III - 7 - Termmetro de profundidade com proteco metlica.

O espesso revestimento permite retirar os instrumentos dos tubos, e fazer a leitura antes

de haver tempo para variaes apreciveis da temperatura.

Atendendo a que as variaes da temperatura do solo em profundidade so lentas, a

perda de sensibilidade no conduz a imprecises na sua determinao.

Evita-se a acumulao de gua nos tubos de ferro adaptando pequenas tampas de metalaos mesmos, aos quais se prendem as correntes que seguram os termmetros.

Para a determinao das temperaturas do solo podem tambm utilizar-se termmetros

elctricos, incluindo os de indicao distncia.


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III - 18 - Instalao dos termmetros de profundidade

Os termmetros de tubo dobrado so muito frgeis, e devem ser manejados com muitocuidado. Na sua instalao deve prestar-se ateno ao seguinte:

a) a curvatura em ngulo recto no deve ficar sujeita a qualquer tenso, tratando-

se

do ponto fraco do termmetro

b) o solo deve ser remexido o mnimo possvel, de modo a que as leituras possam

representar, com o mximo de aproximao, as condies do solo intacto

ime-

diatamente adjacente.

Nas estaes agrometeorolgicas deve instalar-se um conjunto de termmetros em solo

descoberto e outro em solo coberto de relva curta.

Para fazer as perfuraes usa-se uma barra de ferro com o mesmo dimetro dos

depsitos dos termmetros. Numa ocasio em que o solo esteja hmido e firme, faz-se a

perfurao at uma profundidade ligeiramente superior necessria, introduzindo uma

pequena amostra do solo. Ao introduzir-se o termmetro, o depsito deve assentar nessaamostra de solo, quando a parte horizontal graduada do tubo estiver em contacto com o

terreno. No se devero verificar interrupes no filamento de mercrio.

Os orifcios so preenchidos com solo peneirado, comprimindo-o com um pedao fino

de madeira; o solo adjacente deve ser remexido o menos possvel.

Para o caso de termmetros instalados em tubos de ferro deve fazer-se primeiro uma


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perfurao experimental com um trado. Pode ento introduzir-se o tubo sem necessidade

de martelar excessivamente. Para amortecer as pancadas deve colocar-se um bloco de madeirasobre o tubo. Este deve ficar em posio vertical.

III - 19 - Leitura dos termmetros de profundidade

Os termmetros de profundidade de tubo dobrado no esto montados em suportes, nem

tm revestimento protector, sendo a leitura feita sem os tirar da posio em que se encontram.

A leitura feita at ao dcimo de grau.

Com o tempo seco, e especialmente no solo argiloso, geram-se fendas no solo. Pode

acontecer que a seco vertical de um termmetro fique situada numa fenda. No sentido de

atrasar a formao de fendas, e quando se aproxima o tempo quente e seco, passa-se

levemente com um ancinho sobre a superfcie do solo. Este tratamento, pode fazer-se em

qualquer momento depois da chuva, quando o solo est praticamente seco e em boas

condies, e executando-o com o mnimo de agitao do solo.

Sempre que h secas prolongadas, nada h a fazer, devendo aceitar-se os valores

indicados e anotar a existncia de fendas, quer na coluna de registo destinada a observaes,

quer no registo mensal prprio.

No caso de termmetros de profundidade suspensos em tubos de ferro, que esto

encerrados em tubos de vidro, os mesmos devem ser elevados at superfcie, e at ao nvel

da vista quando se procede sua leitura, para evitar erros de paralaxe. A leitura que feita at

aos dcimos de grau, deve ser feita o mais rapidamente possvel, e protegendo o instrumento

dos raios solares.

As diversas determinaes da temperatura de que temos vindo a tratar, indicam os

efeitos directos ou indirectos da absoro de energia solar. A energia que atinge a atmosfera

produz diferenas de temperatura que afectam a densidade do ar. A presso atmosfrica varia

quando


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ocorrem alteraes no peso do ar por unidade de superfcie. Ocupar-nos-emos da presso

atmosfrica no prximo captulo.

Figura III - 8 - Esquema do termgrafoOrgo sensvel AB esta sujeito no B ao suporte e empurra pelo seu

extremo A a alavanca DP; T = tambor giratrio; SS = suporte.


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CAPTULO IV - MEDIO DA PRESSO ATMOSFRICA

A presso atmosfrica sobre uma dada superfcie a fora por unidade de superfcie

exercida devido ao peso do ar. , portanto, igual ao peso de uma coluna vertical de ar que tem

por base a unidade de superfcie e se estende, em altura, at ao limite superior da atmosfera.

Em Meteorologia, a presso atmosfrica mede-se geralmente com barmetros de

mercrio e barmetros anerides. Considera-se de seguida, a maneira de utilizar estes

instrumentos para medir a preciso atmosfrica junto superfcie do Globo.

IV - 1 - Unidades de presso atmosfrica

Junto superfcie do Globo a presso atmosfrica aproximadamente 1 bar:

1 bar = 105N/m2 1 Pa = 1 N m-2

Durante o dia ocorrem pequenas variaes, pelo que se utiliza uma unidade menor, que

o milibar. Todas as escalas de barmetros devem ser graduadas em milibares.

1 milibar = 10-3bar

Muitos barmetros esto graduados em milibares ou em polegadas de mercrio em

condies normais, sempre que se torne implicito que se tratam de condies normais, podem

utilizar-se, abreviadamente, as expresses "milimetro de mercrio" ou "polegada de

mercrio" para as unidades referidas.

Em condies normais, uma coluna de mercrio com altura real de 760 mm exerce uma

presso de 1013,250 hPa. So, ento, os seguintes os factores de converso:


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a) 1 hPa = 0,750062 mm Hg em condies normais (mm Hg)n

b) 1 (mm Hg)n = 1,333224 hPa

Atendendo a que 1 polegada = 25,4mm, aplicam-se tambm os seguintes factores de

converso:a) 1 hPa = 0,02953 polegada de Hg em condies normais, (in Hg)n

b) 1 (in Hg)n= 33,8639 hPa

c) 1 (mm Hg)n = 0,03937008 (in Hg)n

IV - 2 - Barmetros de mercrio

O princpio fundamental do barmetro de mercrio o da presso atmosfrica ser

contrabalanada pelo peso de uma coluna de mercrio. O comprimento da coluna de mercrio

mede-se numa escala graduada em unidades de presso.

Os dois tipos mais vulgares de barmetros de mercrio so:

a) o barmetro de tina fixa

(barmetro padro do tipo Kew)b) o barmetro de Fortin.

A altura a medir a distncia entre a extremidade superior da coluna de mercrio e a

superfcie de mercrio contido na tina.

Qualquer mudana de altura da coluna de mercrio acompanhada de uma mudana de

nvel do mercrio da tina. Isto pode ser levado em conta do seguinte modo:

a) No barmetro padro do tipo Kew, a escala gravada do barmetro contra-se

, compensando as mudanas de nvel do mercrio da tina.

As caractersticas essenciais do barmetro padro de Kew mostram-se na Fig.. IV -1.

b) O barmetro de Fortin, o nvel do mercrio da tina pode ser ajustado de forma a

entrar em contacto com um ponteiro de marfim. A extremidade deste ponteiro fica no

zero da escala do barmetro:


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Figura IV - 1 - Barmetro padro do Figura IV - 2 - Ajustamento do tipo

Kew no barmetro de Fortin *Tina de fundo varivelTT = Tubo baromtricoP = Ponta de marfimFFF = Fundo da Tina, de gamuzaR = Parafuso regulador

* Introduzindo mais ou menos o parafuso R, o fundo flexvel da Tina sobe e desce, com o que varia onvel do mercrio. Nivela-se quando a ponta P toca exactamente a sua imagem reflectida sobre a superfcie doHg; a posio CC da armadura da Tina de vidro

IV - 3 - Condies normais

A altura da coluna de mercrio de um barmetro depende de outros factores, alm da

presso atmosfrica, sendo particularmente importantes a temperatura e a acelerao da


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gravidade.

H portanto que especificar as "condies normais" para determinar o valor real dapresso.

A temperatura normal a que se reduzem os valores da leitura do termmetro de

mercrio 0C. Assim, a densidade real do mercrio temperatura observada relaciona-se

com a densidade padro do mercrio a 0 C, que considerada igual a 13595,1 Kg/m3.

O valor de acelerao local da gravidade deve ser reduzida ao valor dessa acelerao,gn, que uma constante convencional de valor

gn= 9.80665 m/s2

IV - 4 - Escalas baromtricas

As escalas dos barmetros de mercrio devem ser graduadas de tal modo que forneamdirectamente valores reais da presso em unidades padro e em condies normais, o que se

verificaria se todo o instrumento fosse mantido temperatura normal de 0C, com o valor da

acelerao normal da gravidade de 9.80665 m/s2.

IV - 5 - Correco das leituras da presso s condies normais

Para que se possam comparar os valores de leituras de barmetros de mercrio feitas a


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horas diferentes e em locais diferentes, necessrio proceder s seguintes correces:

a) correco do erro instrumentalb) correco da gravidade

c) correco da temperatura.

No caso de qualquer barmetro utilizado numa posio fixa, estas correces podem

facilmente estar combinadas numa tabela nica. Feita a leitura da temperatura do termmetro

adjunto, as correces combinadas a), b) e c) podem obter-se.

Esta prtica tem o conveniente de forar a elaborao de tantas tabelas quantos os

barmetros que uma estao use ao longo do seu funcionamento.

IV - 6 - Exposio dos barmetros

A localizao do barmetro numa estao deve ser escolhida com grande cuidado. As

principais caractersticas que o local de exposio deve ter so:

boa iluminao

temperatura uniforme

colocao slida na posio vertical

proteco contra descuidos de manejo.

IV - 7 - Leitura dos barmetros de mercrio

A leitura de um barmetro de mercrio do tipo Kew deve fazer-se do seguinte modo:

a) Proceder leitura do termmetro adjunto. Esta leitura deve ser feita o

mais rapidamente possvel, uma vez que a temperatura do termmetro pode

subir devido presena do observador.

b) Bater levemente, duas ou trs vezes, no instrumento com as pontas dos dedos,

o que estabiliza a superfcie do mercrio.c) Iluminar o papel ou painel branco, situado por detrs do instrumento, se

a iluminao natural no for suficiente.

d) Ajustar a escala do nnio.

Ao lado do barmetro h um parafuso de cabea serrilhada que faz deslocar uma


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pequena escala mvel - o nnio. Fazendo girar levemente o parafuso pode

elevar-se ou baixar o nnio. Os bordos inferiores anterior e posterior do cilindrodevem ser alinhados com o mximo de curvatura do menisco da coluna de

mercrio. Quando o alinhamento correcto deve ver-se luz atravs de cada um

dos lados do menisco, mas no acima da convexidade. Devero evitar-se os

erros de paralaxe.

e) Proceder leitura da escala.

1) Anotar em primeiro lugar o valor da diviso da escala coincidente com a base do

nnio ou que se encontra imediatamente abaixo.

Nos nnios costume aparecer uma escala fixa que est graduada em

milibares. Em alguns instrumentos omite-se o zero final de cada nmero da escala. Assim

101 indica 1010 hPa.

Observa-se que a graduao imediatamente inferior ao zero do nnio 1012

hPa.

2) Em seguida, procura-se no nnio, uma diviso que coincida com uma das

divises da escala fixa (principal). Neste caso (ver figura IV - 3) a diviso 7. O valor daleitura 0.7 hPa superior a 1012 hPa.

3) Juntar os valores de leitura 1) e 2): o valor real 1012,7 hPa.

No barmetro de Fortin existe um ndice de regulao, cnico ou em forma de cutelo,

acima do mercrio da tina. Este ndice est representado na Fig.. Iv - 2 e designa-se por

ndice de referncia.

Feita a leitura do termmetro adjunto (e antes da leitura da escala do barmetro), leva-

se o mercrio a coincidir exactamente com o nvel de referncia, rodando o parafuso de

cabea serrilhada que se encontra na base da tina. Esta operao facilitada se as condies

de iluminao forem tais que se veja claramente a imagem do nvel de referncia reflectida

na superfcie do mercrio.


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depois necessrio corrigir o valor obtido para condies normais. O valor corrigidorepresenta a presso altitude do ponto zero do barmetro.

IV - 8 - Barmetro aneride

Embora o funcionamento dos barmetros anerides seja de menor preciso, estes

instrumentos tm sobre os de mercrio a grande vantagem de serem portteis e compactos.

Por estes factos so convenientes para utilizao no mar ou no campo.

As partes essenciais de um barmetro aneride so:

a) uma cpsula metlica, estanque, onde foi criado o vcuo total ou parcialmente

b) um forte sistema de molas que evita que as paredes da cpsula se unam devido

presso atmosfrica externa.

Existe em cada momento um equilbrio entre a fora exercida pela mola e a fora

exercida pela presso exterior. A cpsula aneride constituda por materiais- ao ou uma

liga de cobre e berlio - com caractersticas de elasticidade tais, que a prpria cpsula

funcione como uma mola.

Os barmetros anerides devem ser calibrados por comparao com os barmetros de

mercrio.

IV - 9 - Leitura dos barmetros anerides

A leitura deve ser feita com o instrumento na mesma posio (vertical ou horizontal)em que se encontrava quando foi calibrado. Sempre que possvel, deve ser feita at ao

dcimo de milibar.

Em geral, o barmetro aneride deve estar regulado para indicar a presso existente ao


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nvel do instrumento. No entanto, a bordo de navios ou em estaes situadas em terras

baixas, o instrumento pode estar regulado para indicar a presso ao nvel mdio das guas do

mar.

As leituras devem ser corrigidas em relao a erros do instrumento. Presume-se

normalmente que este est suficientemente computado em relao temperatura. Quanto

gravidade no necessria qualquer correco.

A presso atmosfrica, representada pelas

setas, tende a pressionar a cpsula, entanto queo mola R tende a contrair-se. Quando a pressoaumenta a mola encolhe-se, em quanto que sediminui, distende-se.

Figura IV - 3- Corte de uma cpsula baromtrica

IV - 10 - Bargrafo aneride

O bargrafo um instrumento que fornece um registo contnuo da presso atmosfrica.

O elemento sensvel , normalmente, um conjunto de cpsulas anerides em que se produz

o vcuo e que se expandem com a diminuio da presso atmosfera e se contraem quando

esta aumenta. As paredes da cpsula so mantidas afastadas por meio de uma mola.

O movimento resultante das cpsulas muito amplificado por um sistema de alavancas

que desloca um aparo sobre um grfico colocado num tambor rotativo.

As caractersticas essenciais do bargrafo aneride mostram-se na Fig.. IV - 4.


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SS- SuporteB- Cpsula baromtricaR- MolaPPPP- Jogo de alavancasG- CadeadoT- PinhoV- ndice

Figura IV - 4- Bargrafo aneride

A- PenaB- Cpsula aneridesC- Parafuso de acerto do zeroD- Alavanca amplificadoraE- Fixao da penaF- Vareta para afastar a penaG- |H- &Alavancas de transmissoJ- |K- Cilindro com sistema de relojoaria

Figura IV - 5 - Bargrafo aneride

V- PenaS- SuporteC- Parafuso de acerto do zeroPPP- Alavanca amplificadoraE- Fixao da penaB- Vareta da cpsula baromtricaRR- Brao porta pena

H- Alavancas de transmissoT- TamborE- Cilindro com sistema de relojoaria

Figura IV - 6 - Esquema do Bargrafo


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Quando o bargrafo est convenientemente compensado em relao temperatura, e

no tem defeitos mecnicos, o registo apresenta as variaes da presso atmosfrica ao nvelda estao.

Deve proceder-se a um ajustamento, fazendo primeiro a leitura de um barmetro padro

de mercrio e corrigindo a leitura para condies normais. O bargrafo indicar ento a

presso ao nvel da estao.

IV - 11 - Manuteno e afinao dos bargrafos anerides

A manuteno e a afinao dos bargrafos so semelhante s que foram descritas para

os termgrafos (ver III - 11). As afinaes rudimentares fazem-se desaparafusando o

parafuso que liga a pena ao respectivo eixo. Ao de preciso fazem-se por meio do

parafuso C -- Fig.. IV - 4.

Os grficos so colocados como se descrevem em II - 6. Tal como para os termgrafos,

todos os dias se deve fazer uma marca horria no grfico.

IV - 12 - Substituio dos grficos.

Faz-se de modo semelhante ao descrito para os termgrafos. Devem anotar-se os

valores da presso hora da colocao e remoo do grfico.

IV - 13 - Variao baromtrica

Nas Estaes onde se fazem observaes de 3 em 3 horas, h dois mtodos para

determinar a variao da presso na estao:

a) a variao pode ser indicada pelo bargrafo

b) a variao pode ser determinada a partir dos registos apropriados do


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barmetro de mercrio, com os valores corrigidos para o nvel da estao

(Hp), ou seja, recorrendo a presses na estao.

Sempre que existe um bargrafo de alta qualidade, utiliza-se o mtodo a).

IV - 14 - Reduo da presso aos nveis padro

Para que se possam comparar as presses de estaes diferentes, necessrio que os

respectivos valores se encontrem referidos ao mesmo nvel. Na maior parte dos pases, apresso atmosfrica observada reduzida ao nvel mdio do mar.

Para as estaes que no esto situadas ao nvel mdio do mar, necessrio considerar

uma coluna de ar imaginria que tem por base a unidade de superfcie, e se estende desde o

ponto zero do barmetro at ao nvel mdio do mar. O aumento de presso devido a esta

coluna imaginria depende de:a) Altura da coluna de ar. Esta igual altitude (Hz) do ponto zero do

barmetro acima do nvel do mar.

b) Valor mdio da acelerao da gravidade na coluna.

c) Densidade do ar na coluna. Esta, depende da temperatura mdia do ar na

coluna e do respectivo contedo de vapor de gua.

difcil calcular a densidade provvel do ar da coluna imaginria. Podem fazer-se

suposies relativas temperatura mdia e ao contedo de vapor de gua do ar.

Quando as presses esto reduzidas ao mesmo nvel padro, possvel comparar os

respectivos valores. As diferenas de presso conduzem circulao atmosfrica, e estaa evolues do estado do tempo. Quando se pretende prever estas evolues, necessrio


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medir o contedo da humidade do ar.

TT- Tabuleiro verticalS- SuporteA- Anel de suspensoV- Bainha de protecoVV- JanelaI- ndiceR-Parafuso do ndiceTT- Termmetro unidoC- TinaAA- Anel de seguranaR- Parafuso da TinaP- Ecran iluminado

Figura IV - 7 - Barmetro

Figura IV - 8 - Experincia de Torricelli


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CAPTULO V - MEDIO DA HUMIDADE ATMOSFRICA

Ar constitudo por uma mistura de ar seco e de vapor de gua, diz-se ar hmido.

Uma amostra de ar recolhida junto superfcie do Globo contm sempre uma certa

quantidade de vapor de gua, geralmente inferior necessria para que o ar fique saturado.

Em algumas regies esta quantidade to pequena, que difcil medi-la por processos

simples.

Descrevem-se a seguir no s alguns dos instrumentos utilizados na medio da

quantidade de vapor de gua contido no ar, mas tambm alguns mtodos e tcnicas de

observao utilizados para calcular a humidade atmosfrica.

V - 1 - Definies e unidades

Humidade relativa a razo entre a massa real de vapor de gua contida na unidade de

volume de ar e a massa de vapor que seria necessria para que este volume de ar ficasse

saturado mesma temperatura. Expressa-se vulgarmente sob a forma de percentagem.

Para ar no saturado, a humidade relativa tambm aproximadamente igual razo

entre a tenso real de vapor de gua no ar, e a tenso de vapor de saturao mesma

temperatura. A tenso do vapor mede-se em milibar.

A temperatura do ar a indicada pelo termmetro seco, pelo que

tenso real do vapor de gua temperatura do termmetro secoH.R (%) = __________________________________________________ X 100

tenso do vapor de saturao temperatura do termmetro seco

(V - 1)


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A tenso do vapor de saturao diminui quando a temperatura desce, pelo que a

quantidade de vapor de gua necessria para a saturao menor.

Admitindo que a presso constante, se a massa de vapor de gua presente no ar for

constante, a uma temperatura inferior presente acabar por ser suficiente para saturar o ar.

Esta temperatura designa-se por ponto de orvalho.

Acabamos de ver, que a tenso do vapor de saturao no ponto de orvalho , igual

tenso real do vapor temperatura inicial do termmetro seco pelo que para observao do

valor da HR (%) pela seguinte frmula:

tenso do vapor de saturao no ponto de orvalhoH.R (%) = __________________________________________________ X 100

tenso do vapor de saturao temperatura do termmetro seco

(V - 2)

V - 2 - Instrumentos de medida da humidade atmosfrica superfcie

Higrmetros - so instrumentos utilizados na medio da humidade ou contedo de

vapor de gua da atmosfera.

Para a medio da humidade do ar junto superfcie do Globo h dois tipos principais

de instrumentos:

a) higrmetros compostos por um termmetro seco e um termmetro molhado

b) higrmetros de cabelo.

Os primeiros (a)) so tambm conhecidos por psicrmetros, havendo dois tipos a

considerar:

i) os psicrmetros para abrigo meteorolgico fixo

ii) os psicrmetros de "aspirao"


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V - 3 - Ventilao dos psicrmetros e tabelas psicromtricas

O princpio de funcionamento do psicrmetro para determinar a humidade do ar,

baseia-se no facto de a evaporao provocar descida de temperatura.

O termmetro seco um termmetro sensvel, vulgar, que indica a temperatura real do

ar no momento da observao.

O termmetro molhado semelhante ao termmetro seco, mas o seu bolbo conservado permanentemente hmido por meio de um invlucro de musselina ligado a uma

torcida que mergulha num reservatrio que contm gua pura.

Quanto mais seco estiver o ar, mais rpida ser a evaporao da gua do termmetro

molhado. Aumenta assim o efeito de arrefecimento, que se traduz por uma maior diferena

entre as temperaturas indicadas pelos termmetros seco e molhado.

Contudo, esta diferena depende tambm da ventilao a que est sujeita a musselina

atrs referida, alm de, obviamente, depender da H. R. do ar.

Assim, necessrio conhecer a velocidade a que o ar passa pelo termmetro molhado,

havendo tabelas de clculo elaboradas em funo da velocidade do vento.

V - 4 - Psicrmetro simples, sem ventilao artificial

Os termmetros seco e molhado so colocados verticalmente num suporte. A Fig.. V - 1


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mostra um psicrmetro para abrigo meteorolgico fixo. aconselhvel manter o reservatrio

de gua destilada ao lado do termmetro, com a boca ao mesmo nvel ou ligeiramente abaixo

da parte superior do depsito do termmetro.

Quando o reservatrio de gua no provido de um pequeno gargalo, ser conveniente

colocar-lhe uma tampa provida de um orifcio para a passagem da torcida. Evita-se assim que

a evaporao da gua humedea o ar junto ao termmetro.

Dever evitar-se que o comprimento da musselina seja tal que, em tempo seco, permita

que esta seque. Alm disso tanto a musselina como a torcida devero estar isentas de

gordura.

A musselina, que deve estar bem esticada, deve ajustar-se ao bolbo do termmetro por

meio de um fio que se ata ao nv

instrumentos e métodos de observação

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