HIDROLOGIA APLICADA Professor Responsável:LUIGI WALTER ANDRIGHI UniFOA

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1 HIDROLOGIA APLICADA Professor Responsável:LUIGI WALTER ANDRIGHI UniFOA

2 CAPÍTULO IV PRECIPITAÇÃO 4.0.Precipitação é o termo usado para classificar todas as formas de umidades hidrológico se processa na atmosfera, mais precisamente na camada inferior denominada troposfera. Formas de precipitação: - estado líquido: chuva, neblina ou orvalho; - estado sólido: neve; geada; saraiva e granizo( grânulos de gelo com diâmetros maiores de 5mm ); 4.1. Atmosfera, Circulação Geral dos Ventos Atmosfera, é a camada gasosa que envolve a terra e é constituída por uma mistura mecânica de gases que variam em função do tempo e da situação geográfica. Sob o ponto de vista hidrológico, a atmosfera é constituída pelos seguintes elementos: I- Ar seco ou atmosfera seca, é constituída por uma mistura mecânica e permanente de gases sob aproximadamente a seguinte proporção: - oxigênio e nitrogênio...99,00% - argônio...0,93% - dióxido de carbono...0,03% - neônio, hélio, criptônio, hidrogênio, xenônio, etc...0,04% II- Vapor d água, é levado à atmosfera devido a evaporação da água: nos oceanos,lagos, rios, do solo e do lençol subterrâneo; e também levado a atmosfera devido a transpiração dos seres vivos. Esta presente na atmosfera a razão de quase 0% nas regiões desérticas e frias, para até 4% nas regiões úmidas tropicais.- III- Aerossóis ou partículas sólidas em suspensão, são provenientes do solo devido a: ação mecânica dos ventos, combustão de matérias orgânicas, explosão vulcânicas, da vivência do homem, etc.; são provenientes do espaço devido a queima de meteoros que invadem a atmosfera a excessivas velocidades.-

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4 4.1.2.Circulação geral dos Ventos na atmosfera, os fenômenos meteorológicos que interessam a hidrologia se processam na camada inferior da atmosfera, denominada troposfera, a qual abrange na altura do equador uma altitude de 18Km, para 9Km nos pólos; esta camada se caracteriza por apresentar movimento de ar tanto no sentido horizontal como no vertical, processado pela distribuição da energia solar que o ar recebe da reflexão dos raios solares sobre a superfície da terra. O ar da troposfera é aquecido pela reflexão dos raios solares sobre a superfície da terra, neste processo há regiões que reflete com mais intensidade os raios solares e regiões que reflete com menos intensidades, desta forma a região que reflete com mais intensidade desenvolve uma região atmosférica de baixa pressão e conseqüentemente a que reflete com menos intensidade desenvolve uma região de alta pressão, e assim o ar tem a tendência física de se propagar no sentido da região de alta para baixa pressão; desta forma, se desenvolvem regiões em que predominam altas pressões e regiões em que predominam baixas pressões atmosféricas e se estabelece assim o sentido predominante de propagação dos ventos, que será alterado pela interferência de algum fenômeno meteorológico.-

5 Distribuição da pressão e ventos sobre o globo Desta forma caracteriza-se as seguintes faixas em predominam altas e baixas pressões atmosféricas: I-Faixa Equatorial de Baixas Pressões. Está localizada em torno do equador e se caracteriza por apresentar: ventos fracos e variáveis, correntes de ar ascendentes, grande umidade do ar, alto índice pluviométrico e altas temperaturas; II- Faixas Sub-tropicais de Baixas Pressões.- Estão localizadas em torno dos paralelos 30ºN e 30ºS e se caracterizam por apresentar: ventos fracos, correntes de ar descendentes, ar quase seco, poucas nuvens e baixo índice pluviométrico. Nesta faixa estão localizados os maiores desertos da terra; III- Faixas Polares de Baixas Pressões.- Estão localizadas em torno dos paralelos 60ºN e 60ºS e se caracterizam por apresentar: clima muito variável, correntes de ar ascendentes e grandes tempestades; IV- Calotas Polares de Altas Pressões- Se caracterizam por apresentar: ar muito seco, correntes de ar descendentes e temperaturas baixas.

6 4.2.Umidade Atmosférica.- Representa o teor de vapor d água presente no ar atmosférico e é a responsável pelos fenômenos meteorológicos que acontecem na atmosfera, mais precisamente na troposfera. Logo temos que instituir métodos ou fórmulas que permitem medir a quantidade de vapor d água presente no ar atmosférico. Desta forma a umidade atmosférica pode ser avaliada por: a)pressão Parcial de Vapor D água (e )- é a pressão que uma determinada quantidade de vapor d água exerceria se ocupasse o mesmo espaço separadamente. p=e+p ; sendo: p- pressão atmosférica; e- pressão parcial do vapor d água; p - pressão parcial do ar seco. Lei de Dalton - a pressão total que uma mistura de gases exerce em um recipiente, é igual a soma das pressões parciais desses gases se ocupassem o mesmo recipiente separadamente.- As principais evoluções do ar atmosférico, são evoluções adiabáticas e com comportamento de um gás perfeito, e portanto podemos estender ao ar atmosférico as leis da termodinâmica. p.v=n.ru.t; sendo: p- pressão do gás; V- volume da amostra; n- nº de moles; Ru- constante universal dos gases; T- temperatura absoluta. Fazendo: p=e (pressão parcial do vapor), temos: e.v=mv.ru.t/mv.v, e sabendo que Ru=Mv.Rv=M.R e Mv=18 gr, M =28,966gr; e=1,61.mv.r.t/v; em que R =0,00283 atm.l/gr.ºc.-

7 b) Umidade Absoluta- é a relação entre a massa de vapor d água, pelo correspondente volume da amostra de ar.- u.a=mv/v ( gr de vapor por litro de ar atmosférico) c) Umidade Relativa- é a razão entre a massa de vapor d água presente em uma determinada amostra pela massa de vapor que poderia estar presente na condição de saturação, nas mesmas condições na amostra de ar.- h=mv/mvs.100%=e/es.100% Diagrama de um Psicrômetro, mostrando o principio do termômetro de bulbo úmido d) Umidade Especifica- é a razão entre a massa de vapor d água pela massa total da mistura ( ar úmido ).- q=mv/m=0,622.e/p ( gr de vapor por gr de ar atmosférico). e) Razão de Mistura- é a razão entre a massa de vapor d água pela massa de ar seco da amostra de ar atmosférico.- r= mv/m =0,622.e/p ( gr de vapor/ gr de ar seco ). f)cálculo da Altura d água Precipitável de Uma Camada Atmosférica.- É calculada pela fórmula: Na prática se utiliza a expressão: W=0,0004.qm.dp;.sendo que:qm- umidade específica média e dp= (p2-p1) W-[polegadas]; W=0,001.qm.dp; [ mm ].- g) Temperatura do Ponto de Orvalho.-( To) é a temperatura na qual o ar evolui isobaricamente até atingir o ponto de condensação; é o inicio da formação do orvalho, geralmente durante a madrugada.-

8 h) Temperatura do Ponto de Condensação.- ( Tc ) é a temperatura na qual o ar evolui adiabaticamente até atingir o ponto de condensação; é o inicio da formação das precipitações.- i) Exercícios Aplicativos: 1- Uma amostra de 10 lts de ar colhida ao nível do mar apresentou uma temperatura de 30ºC; sabendo-se que a amostra apresentou 0,10 gr de vapor d água, pede-se: as pressões parciais de vapor e do ar seco; as umidades absoluta e relativa; a umidade especifica e a razão de mistura? 2- Uma segunda amostra de ar de 10 lts de ar atmosférico foi colhida a 8 Km de altura da amostra do ex. 1, e apresentou uma temperatura de 20ºC, uma pressão atmosférica de 0,70 atm e uma massa de 0,05 gr de vapor d água; nas condições da camada atmosférica definida pelas duas amostras, pede-se determinar a altura d água precipitável? Distribuição Geográfica da Umidade.- A umidade atmosférica está relacionada com a presença da água na região e a temperatura; desta forma a umidade atmosférica é máxima nas regiões úmidas tropicais e mínima nas regiões desérticas e de baixa temperatura Variação da Umidade no Tempo.- Considerando os seguintes intervalos de tempos podemos generalizar: a) Variação da umidade durante o ano na região.- Umidade Máxima Mínima Absoluta Verão Inverno Relativa Inverno Verão b) Variação da Umidade durante o dia ( 24 horas).- Umidade Máxima Mínima Absoluta Ao meio-dia Ao amanhecer Relativa Ao amanhecer Ao meio-dia

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