sexta-feira, 22 de agosto de 2014

Fenômeno meteorológico - Chuva

Chuva é um fenômeno meteorológico que resulta da precipitação das gotas líquidas ou sólidas da água das nuvens sobre a superfície da Terra.

Durante o fenômeno da precipitação, gotas pequenas crescem por difusão de vapor de água. A seguir, elas podem crescer por captura de gotas menores que se encontram em sua trajetória de queda, ou por outros fenômenos. Quando duas pequenas gotas d'água se unem e com isto formam somente uma gota, que possui dimensões maiores, dizemos que ocorreu um fenômeno denominado coalescência.
Nem toda chuva atinge a superfície: algumas evaporam-se enquanto ainda estão a cair, num fenômeno que recebe o nome de virga e que acontece principalmente em locais ou períodos de ar seco.
A chuva tem papel importante no ciclo hidrológico e pode alterar a sensação térmica do ambiente.

Principais tipos:
Os princípios da chuva são:

Chuva - queda de água no estado líquido. Pode ser classificada em:
Chuva convectiva - resultado da ascensão da umidade, que resfriada pela altitude, precipita-se.
Chuva orográficas ou de relevo - são nuvens que deslocam-se horizontalmente afim de chover, ao encontrarem um relevo montanhoso, ascendem e se resfriam, precipitando-se;
Chuva frontal - resulta do encontro de uma massa de ar frio com uma massa de ar quente e úmida.
Granizo: é a saraiva de maiores dimensões.
Neve: forma-se quando o arrefecimento da umidade é lento e há tempo de se formarem cristais.
Saraiva: forma-se quando o arrefecimento é brusco e inferior a 0 (°C).

Métodos de estimativa da precipitação média sobre uma área:

Média aritmética - Obtêm-se dividindo a soma das observações pelo total destas.
Polígonos de Thiessen - Obtêm-se unindo os pontos através de segmentos de reta formando triângulos. De seguida, traçam-se as normais desses segmentos formando os polígonos de Thiessen. É um conceito também designado por Diagrama de Voronoi.
Isoietas - À semelhança do que acontece num mapa topográfico, em que as curva de nível representam regiões de igual cota, as isoietas são linhas que vão unir pontos com igual valor de precipitação.

A Chuva:
  • Chuva é um fenômeno meteorológico que resulta da precipitação das gotas líquidas ou sólidas da água das nuvens sobre a superfície da Terra.
Durante o fenômeno da precipitação, gotas pequenas crescem por difusão de vapor de água. A seguir, elas podem crescer por captura de gotas menores que se encontram em sua trajetória de queda, ou por outros fenômenos. Quando duas pequenas gotas d'água se unem e com isto formam somente uma gota, que possui dimensões maiores, dizemos que ocorreu um fenômeno denominado coalescência.
  • Nem toda chuva atinge a superfície: algumas evaporam-se enquanto ainda estão a cair, num fenômeno que recebe o nome de virga e que acontece principalmente em locais ou períodos de ar seco. A chuva tem papel importante no ciclo hidrológico e pode alterar a sensação térmica do ambiente.

As chuvas frequentes e volumosas dos primeiros meses do ano prejudicaram 
demonstram os problemas ambientais.
Medição da chuva:

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de pluviosidade (ou "unidade de medida de precipitação") é o milímetro (mm). Uma pluviosidade de 1mm equivale ao volume de 1 litro (L) de água de chuva que se acumulou sobre uma superfície de área igual a 1m. A medida da precipitação é denominada pluviosidade. Em outras palavras: quando a água das nuvens se aglutina e forma chuva, tem-se o fenômeno da precipitação, e quando se mede a quantidade de água da chuva que, devido à precipitação, acumulou-se em determinado local durante um determinado período de tempo, tem-se a "pluviosidade" ou "medida da precipitação".
Para constatar que 1mm de pluviosidade é o mesmo que 1L/m2, observe esta demonstração matemática:


Portanto, 1L/m2 = 1mm
  • A pluviosidade é geralmente medida com um instrumento denominado pluviômetro. O funcionamento do pluviômetro é bastante simples: a boca de um funil de área conhecida coleta as gotas de chuva e as acumula em um reservatório colocado abaixo do funil; então, a intervalos regulares (1 vez por dia, 4 vezes por dia etc.), um observador utiliza uma pipeta com escala graduada para coletar uma amostra e medir o volume d'água que foi acumulado no período. Por exemplo: ele pode medir e constatar que nas últimas 24 horas caíram 25 milímetros de chuva.
Quando se deseja registrar as variações da pluviosidade em função do tempo utiliza-se um instrumento denominado pluviógrafo, que nada mais é que um pluviômetro dotado de um dispositivo de registro cronológico contínuo. Esses registros cronológicos são feitos em um gráfico denominado pluviograma, no qual a pluviosidade (em milímetros) é indicada em um dos eixos do gráfico e o tempo (em horas) é indicado no outro eixo. Essa "taxa de variação da pluviosidade por unidade de tempo" é dada em milímetros por hora (mm/h).
Como o volume de 1 litro de qualquer substância equivale a 1 decímetro cúbico, e tendo em vista que a densidade da água pura corresponde a 1 quilograma de massa por decímetro cúbico, conclui-se que 1mm de pluviosidade corresponde a aproximadamente 1kg/m2, ou seja, 1mm de pluviosidade significa que em cada metro quadrado de área da superfície haverá 1 quilograma de massa de água. Matematicamente:

Densidade da água: 

  

Cada litro de água pura possui 1kg de massa. [i]
Correspondência pluviométrica:

   [ii]

Fazendo [i] em [ii], temos que:  


Portanto, 1mm = 1kg/m2
  • Consequentemente, quando desejamos ler a pluviosidade não em função da altura da coluna d'água (em milímetros) mas sim em função da massa de água da chuva que se acumulou em cada metro quadrado da superfície, calculamos a pluviosidade em quilogramas por metro quadrado (kg/m2).
Quando se calcula a taxa de variação dessa massa pluviométrica por unidade de tempo, o valor da taxa é dado em quilogramas por metro quadrado e segundos (massa pluviométrica por unidade de tempo):
Tipos de chuvas:
  • As precipitações podem estar associadas a diferentes fenômenos atmosféricos sob diferentes escalas de desenvolvimento temporal e espacial. Por exemplo: Há dois tipos básicos de precipitação: estratiformes e convectivas.
Chuvas frontais são causadas pelo encontro de uma massa fria (e seca) com outra quente (e úmida), típicas das latitudes médias, como as de inverno no Brasil Meridional que caminham desde o Sul (Argentina) e se dissipam no caminho podendo, eventualmente, chegar até o estado da Bahia. Por ser mais pesado, o ar frio faz o ar quente subir na atmosfera. Com a subida da massa de ar quente e úmida, há um resfriamento da mesma que condensa e forma a precipitação. São, geralmente, de média intensidade, grande duração e atingem grandes áreas.
Chuvas de convecção ou convectivas são também chamadas de chuvas de verão na região Sudeste do Brasil e são provocadas pela intensa evapotranspiração de superfícies úmidas e aquecidas (como florestas, cidades e oceanos tropicais). O ar ascende em parcelas de ar que se resfriam de forma praticamente adiabática (sem trocar calor com o meio exterior) durante sua ascensão. Precipitação convectiva é comum no verão brasileiro, na Floresta Amazônica e no Centro-Oeste. Na região Sudeste, particularmente sobre a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). Na região Nordeste, exceto nas áreas litorâneas e sobre a Região Metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ) também ocorrem tempestades convectivas associadas a entrada de brisa marítima ao final da tarde com graves consequências sobre as centenas de áreas de risco ambiental. Estas chuvas também são conhecidas popularmente como pancadas de chuva, aguaceiros ou torós. São, geralmente, de grande intensidade, pequena duração e atingem pequenas áreas.
Chuvas orográficas (ou Estacional) são também chamadas de chuvas de serra, ou ainda, chuvas de relevo e ocorrem quando os ventos úmidos se elevam e se resfriam pelo encontro de uma barreira montanhosa, como é normal nas encostas voltadas para o mar. São comuns nos litorais paranaense, catarinense e paulista e em todo o litoral brasileiro na Serra do Mar. Esse tipo de precipitação pode estar associada a presença do efeito Föhn, que condiciona a existência de áreas mais secas a sotavento dessas barreiras. São, geralmente, de pequena intensidade, grande duração e atingem pequenas áreas.
  • As maiores precipitações registradas na região sudeste ocorreram em fevereiro de 1966 quando durante um tórrido verão se juntaram uma frente fria com as precipitações convectivas e na Serra do Mar as chuvas orográficas, ocasionando grandes desastres sobretudo no eixo Rio-São Paulo. Esta chuva excepcional de período de retorno ou recorrência calculado como cerca de 100 anos está registrada no livro "Enchentes no Rio de Janeiro" publicado pela SEMADS-GTZ.
As gotas de chuva:
  • As gotas de chuva são muito maiores do que as gotículas das nuvens que são geralmente menores que 15 mícron de tamanho e podem ficar suspensas no ar por muito tempo. Como são muito maiores e mais pesadas, as gotas de chuva não ficam suspensas no ar e dão origem à precipitação.
As menores, com menos de 1mm de raio, na verdade são esféricas. As que crescem mais, começam-se a deformar na parte de baixo, porque a pressão do ar puxando para cima na queda começa a conseguir contrariar a tensão superficial que a tenta manter esférica. Quando o raio excede cerca de 4 mm, o buraco interior cresce tanto que a gota, antes de se partir em gotas menores, fica com uma forma que quase parece um pára-quedas: a forma de um saco de paredes finas voltado para baixo, com um anel mais grosso de água em roda da abertura inferior.As gotas de chuva não seguem a mesma formação que as gotas de água que caem de uma bica ou de uma torneira.

Intensidade:
Intensidade de precipitação é classificada de acordo com a taxa de precipitação:
  • Chuva fraca: quando a taxa inferior a cinco milímetros por hora (mm/h);
  • Chuva moderada: quando taxa está entre 5 e 25 mm/h;
  • Chuva forte: quando taxa está entre 25 e 50 mm/h;
  • Chuva muito forte: quando taxa é igual ou superior a 50 mm/h.
Impacto:
Sobre a agricultura:

Em áreas com estações secas e úmidas os nutrientes diminuem e a erosão aumenta durante a estação chuvosa. Os animais tem adaptação e sobrevivência estratégias para o regime mais úmido. Os países em desenvolvimento têm notado que as suas populações mostram flutuações sazonais de peso devido à escassez de alimentos observados antes da primeira colheita, que ocorre no final do estação chuvosa. A chuva pode ser colhida através do uso de tanques de águas pluviais; tratada para uso potável ou para irrigação. O excesso de chuvas durante curtos períodos de tempo pode causar flash de inundações.A chuva tem um efeito dramático sobre a agricultura. Todas as plantas precisam de pelo menos um pouco de água para sobreviver, portanto a chuva (sendo os meios mais eficazes de irrigação) é importante para a agricultura. Enquanto um padrão de chuva regular é geralmente vital para saudáveis ​​plantas , muito ou pouca chuva pode ser prejudicial. A Seca pode matar culturas, provocar erosões, enquanto o tempo excessivamente úmido pode causar outros problemas. As plantas precisam de diferentes quantidades de chuva para sobreviver. Por exemplo, alguns cactos necessitam de pequenas quantidades, enquanto as plantas tropicais podem precisar de até centenas de centímetros de chuva por ano para sobreviver.

Na cultura:

As culturas relacionadas à chuva diferem em todo o mundo. A chuva também pode trazer alegria, como alguns a consideram relaxante. Em locais secos, como a Índia, ou durante períodos de seca, a chuva eleva o humor das pessoas. Em Botswana a chuva é usada como o nome da moeda nacional , em reconhecimento da importância econômica de chuva neste país desértico. Várias culturas têm desenvolvido meios de lidar com a chuva e têm desenvolveu inúmeros dispositivos de proteção, tais como guarda-chuvas, calhas, entre outros. Muitas pessoas acham o cheiro durante e imediatamente após a chuva agradável ou distintivo.

Precipitação
Monitoramento:
É o volume de chuvas que ocorre em um determinado local e num intervalo de tempo determinado (horas, dias, meses e/ou anos), coletadas por pluviômetros espacializados em redes de postos pluviométricos e/ou estações meteorológicas convencionais ou automáticas.
Na Bahia, as precipitações são monitoradas pelo INEMA e também por instituições parceiras, como: a EBDA, o DERBA e a CODESAL. Estes valores de chuvas coletados diariamente são armazenados no Banco de Dados e, no final de cada mês estes valores acumulados são analisados e disponibilizados para a sociedade em forma de mapas, tabelas e boletins.

Petricor:

  • Petricor (do grego petros, "pedra" + icor, "fluido eterno") é o nome do aroma que a chuva provoca ao cair em solo seco.
O termo foi cunhado em 1964 por dois pesquisadores australianos, Bear e Thomas, para um artigo na revista Nature. No artigo, os autores descrevem como o aroma deriva-se de um óleo exsudado por certas plantas durante períodos de seca, que é então absorvido pela terra e pedras argilosas. Durante a chuva, o óleo desprende-se no ar juntamente com outro composto, a geosmina, produzindo um cheiro característico. Em uma continuação do artigo publicada em 1965, Bear e Thomas demonstraram que o óleo retarda a germinação de sementes e a fase de crescimento inicial das plantas.

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