Umidade do ar. 23 de maio de 2017

Transcrição

1 Umidade do ar 23 de maio de

2 Introdução Umidade do ar é a água na fase de vapor Fontes naturais Superfícies de água, gelo e neve, solo, vegetais e animais Processos físicos Evaporação, condensação e sublimação Transpiração 2

3 Importância Vapor de água na atmosfera Mais importante e variável constituinte 0 (desertos, extremos polares) até 4 % (regiões tropicais e úmidas) Temperatura (capacidade de contenção de vapor de água) Elemento ativo do ciclo hidrológico Variável no tempo e espaço Veículo de transporte de energia sobre o globo terrestre (agente termorregulador) Vapor de água é um armazenador de energia (estrutura atômica) 3

4 4

5 Importância Vegetais Troca de energia com o meio Evapotranspiração Potencial de água nas plantas (crescimento e desenvolvimento) Pragas e doenças Determina a intensidade do ataque Animais Índice de Conforto Baixa umidade favorece problemas respiratórios 5

6 6

7 Transporte do vapor d água na atmosfera Evaporação Q* (energia) A evaporação com Q* Transporte Vertical Difusão e convecção (livre ou forçada) Horizontal Advecção 7

8 Umidade atmosférica É a quantidade de vapor d água que existe no ar em determinado instante. Em uma dada temperatura e pressão o ar consegue reter uma certa concentração limite de vapor de água Saturação: concentração máxima de vapor d água Para uma mesma pressão a capacidade do ar em reter vapor de água aumenta com o aumento de temperatura 8

9 9 Tº Constante

10 Ex.: 78% N 2 21% O 2 1% de H 2 O Pressão Total = 1000 hpa Conteúdo de vapor de água em um determinado recipiente pode ser expresso de diversas maneiras 10

11 Quantificação da umidade atmosférica Pressão ou tensão de vapor É a pressão que o vapor exerce na atmosfera A) Pressão parcial ou tensão atual de vapor (e) É a pressão de vapor d água presente na atmosfera no instante considerado exerce Equação psicométrica e = pressão parcial de vapor (mmhg) T = temperatura do ar Tw = temperatura do bulbo úmido = constante psicrométrica (0,6 p/ psicrômetro comum e 0,5 p/ psicrômetro aspirado) e s(tw) = pressão de saturação sobre o bulbo úmido 11

12 12 Td

13 Quantificação da umidade atmosférica B) Pressão de saturação de vapor (e s ) É a pressão do vapor exercida nas condições de saturação do ar. É uma função exponencial da temperatura do ar Equação de Tetens 1 hpa = 0, mmhg 1 Pa = 0, mmhg 13

14 14 Td

15 Quantificação da umidade atmosférica C) Déficit de saturação (d) É a diferença entre a pressão de saturação e a pressão parcial de vapor d água. Quantidade de vapor d água, em unidades de pressão de vapor, para saturar o ar no momento da medida (mm Hg ou hpa). 15

16 16 Td

17 Quantificação da umidade atmosférica Umidade relativa (UR) É a relação entre o teor de vapor d água que o ar contém e o teor máximo que ele poderia conter na sua temperatura (%). 17

18 Quantificação da umidade atmosférica Umidade absoluta ou atual (UA) É a expressão do teor de umidade do ar do momento em termos de massa por unidade de volume (g vapor d água/m 3 de ar úmido) 18

19 Quantificação da umidade atmosférica Umidade específica (q) É a concentração de vapor d água de uma massa de ar úmido, isto é, a relação entre massa de vapor e a massa de ar úmido (g vapor / g de ar) P = pressão atmosférica (mmhg) 19

20 Umidade específica Massa da Parcela Massa de Vapor de água Umidade Específica 1 kg 1g 1 g kg -1 1kg 1g 1 g kg -1 20

21 Umidade absoluta Volume da Parcela Massa de Vapor de água Umidade Absoluta 2 m 3 10 g 5 g m -3 1 m 3 10 g 10 g m -3 21

22 Quantificação da umidade atmosférica Temperatura do ponto de orvalho (Td) É a temperatura até a qual o ar deve ser resfriado para atingir a saturação Td = temperatura do ponto de orvalho (ºC) Obs.: Para calcular a Td a pressão parcial e é em hpa. 22

23 Saturação? A) Aumento da quantidade de vapor Superfície evaporante mais quente que o ar Banheiro e manhãs de lagos e rios B) Resfriamento do ar até a temperatura do ponto de orvalho (Td) Predominante na atmosfera 23

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25 25 Nevoeiro sobre um lago

26 Orvalho Geada 26

27 27

28 28

29 29

30 30

31 31 Higrógrafo

32 32 Termohigrógrafo

33 Variação da umidade relativa do ar Variação diária É uma função inversa a temperatura do ar Máxima no final do período noturno início do período diurno (Tn) Mínima após ao meio-dia (14-16 horas) A pressão parcial de vapor (e) varia pouco durante o dia Pressão de saturação é uma f(t) = [es(t)] 33

34 Dia 22/09/1982, Santa Maria, RS Valores Hora do Dia UR (%) T ( C) 15,2 15,5 16,8 18,8 20, e (mmhg) 12,33 12,42 12,92 13,02 13,45 13,68 12,89 12,85 e s (mmhg) 12,95 13,21 14,35 16,27 18,42 19,83 19,83 16,48 34

35 UR (%) Dia 22/09/1982, Santa Maria, RS Temperatura (ºC) Hora UR Temperatura 0 35

36 Temperatura = -2ºC Td = -2ºC UR = 100% Temperatura = 35ºC Td = 5ºC UR = 16% 38

37 Variação da umidade relativa do ar Variação Anual Depende basicamente da variação anual da temperatura do ar e do regime pluviométrico local Isoigro: Menor UR no verão e Maior UR no inverno. Ex.: RS Chuvas concentradas em uma determinada época do ano Maior UR na época chuvosa. Ex.: Goiás 39

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40 Variação da umidade relativa do ar Variação Geográfica Maior nas áreas de barlavento de vento úmido e em regiões mais próximas ao oceano UR é maior em vales, baixadas e regiões concavas do relevo (acúmulo de ar frio) Continentalidade Maior variação da UR devido a maior variação na temperatura Litoral: constante e elevada ao longo do ano Ex.: Santa Maria Itaqui» Minima janeiro = 75% Janeiro = 67%» Máxima junho = 85% Junho = 83% 42

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42 Exercício Com o auxílio dos dados abaixo obtidos em um psicrômetro comum e de um barômetro, calcule a pressão parcial de vapor, o déficit de saturação, a umidade relativa do ar, a umidade específica do ar e a temperatura do ponto de orvalho. Dados: Temperatura do termômetro de bulbo úmido = 17ºC Temperatura do termômetro seco (ar) = 22ºC Pressão atmosférica = 752,4 mmhg 44