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Como se formam as chuvas

24 Abr

A energia que faz a chuva vem do sol.

Esquenta e ilumina o planeta provocando evaporação das águas, fotossíntese e evapotranspiração das plantas, etc.

Esta umidade vai sendo acumulada no ar.

A simples existência do calor do sol provoca movimentação das massas de ar formando alguns tipos de ventos, e a radiação solar diferenciada pelo giro da terra forma outros, que se misturam e interagem.

Uma quantidade imensa de água paira invisível sobre nossas cabeças.

Está em toda parte, inclusive entre seus olhos e a tela do seu computador.

Entra e sai de nossas narinas, etc..

Esta água é denominada umidade relativa do ar.

É ela que, sob certas circunstâncias, forma nuvens e depois cai sob a forma de chuva.

A UMIDADE RELATIVA DO AR

A umidade do ar é dita relativa, porque se relaciona com a temperatura do ar.

Isto se dá de forma diretamente proporcional, ou seja:

Quanto maior a temperatura do ar,
maior sua capacidade de conter umidade

É fácil percebermos se está alta ou baixa, pendurando roupa úmida no varal, à sombra.

Se a roupa secar logo, é porque “coube” facilmente mais umidade no ar, ou seja, o ar estava com baixa umidade relativa

É importante considerar a velocidade do vento, que quanto maior, tanto mais renova o ar que passa imediatamente próxima ao tecido, apressando a evaporação da água.

Um dos aparelhos utilizados para medir a umidade relativa, a que dá-se o nome de psicrômetro, consta simplesmente de dois termômetros iguais, mas um deles tem um cadarço úmido envolvendo o seu bulbo. (A outra ponta do cadarço está num pequeno vaso com água, para que todo o cadarço permaneça úmido).

Seu princípio físico de funcionamento é mais ou menos assim: quando a água vai evaporando do cadarço, passa de estado líquido (do cadarço) para o estado gasoso (para o ar). Nesta passagem de estado, há um consumo de energia térmica.

Este mesmo processo é utilizado por algumas espécies de animais, para que possam perder calor, o que chamamos comumente de suor.

Para se saber então, a umidade relativa do ar naquele momento, basta que se tome a diferença de temperatura entre os dois termômetros, e se confira o resultado em uma tabela pré-estabelecida que relaciona a temperatura com a umidade.

Daí, obtemos a chamada Umidade Relativa do Ar.

A FORMAÇÃO DAS NUVENS

As nuvens se formam pela perda da capacidade do ar de conter umidade.

Isto ocorre normalmente, quando massas de ar que estão com alta umidade relativa, sofrem resfriamento.

Na atmosfera, isto se dá normalmente pela elevação destas massa de ar.

Ao subir, o ar vai se expandindo pela diminuição da pressão atmosférica.

Esta expansão, desconcentra calor, resfriando-o.

À medida que o ar vai se resfriando, ele vai perdendo a capacidade de conter umidade, ou seja, sua umidade relativa vai aumentando até chegar a 100% da sua capacidade.

Daí para frente, a umidade começa a aparecer sob a forma de pequenas gotículas de água que pairam no ar, levadas pelos ventos.

Quando o fenômeno ocorre a certa altura, chamamos de nuvem, quando está próximo do chão, chamamos de neblina, serração, névoa, etc..

Se o processo continuar se intensificando, haverá a precipitação da umidade em forma de chuva.

TIPOS DE CHUVAS

É muito simples identificar os tipos de chuvas, e prever sua ação e duração.

Veja a seguir:

A elevação das massa de ar, na América do Sul, ocorrem comumente de três formas, as quais originam os três tipos básicos de chuva.

São eles:

Chuva Convectiva

CARACTERÍSTICAS

Típica chuva de verão, com grande intensidade e curta duração (é menos comum no inverno). Pode produzir ventos locais e muitos raios. Ocorre pela formação de “corredores” verticais de ar, provocados pela elevação de massas de ar quente.

COMO SE FORMA

Quando o sol aquece a terra, formam-se células convectivas. Estas células são imensas massas de ar aquecido na superfície da terra, que iniciam uma subida em algum local.

Esta subida tende a puxar para cima mais ar aquecido da superfície da terra. O ar aquecido que está subindo empurra para cima e para os lados o ar que está acima dele. Acelera-se o processo como numa ampla e gigantesca chaminé.

Por isto, estas nuvens tem um formato típico de cogumelo. São muito grandes, podendo ter dezenas de quilômetros de diâmetro, e vários quilômetros de altura.

Podem ocorrer isoladas (com céu azul em volta), o que é facilmente observado por pessoa que não esteja sob a imensa nuvem.

Quando o processo produz nuvens muito altas e de grande energia cinética, criam ambiente ideal para formação de granizo.

Apresentam grande atividade elétrica interna, com infinidades de raios e violentos ventos verticais e turbulências diversas. São um enorme perigo para aeronaves.

Podem produzir grandes diferenças de potencial elétrico com a terra, possibilitando intensa ocorrência de raios.

É uma nuvem muito sonora e relampagueante.

Chuva Frontal

CARACTERÍSTICAS

É uma chuva de menor intensidade, com pingos menores, e de longa duração. Pode ocorrer por vários dias, apresentando pausas e chuviscos entre fases mais intensas.

Na metade sudeste do continente, pode ocorrer em qualquer época do ano, mas tem maior duração nos meses frios, quando os fenômenos atmosféricos são menos intensos.

Pode produzir ventos fortes e grande quantidade de raios. Ocorre em uma imensa área simultaneamente.

COMO SE FORMA

Ocorre pelo encontro de duas grandes massa de ar. Uma quente e úmida, estacionária ou vinda do quadrante norte, outra fria, vinda do quadrante sul.

A frente fria, mais densa, entra por baixo, levando para cima a massa de ar quente.

Quando esta massa de ar quente possui elevada umidade relativa, a chuva é iminente.

A intensidade dos fenômenos (chuvas, ventos, raios), depende da intensidade dos elementos envolvidos (velocidade dos deslocamentos, umidade e temperatura das massas de ar). Frentes frias ocorrem comumente a cada 6 a 8 dias, e poderão ou não provocar chuva.

Chuva Orográfica

CARACTERÍSTICAS

Ocorre quando uma nuvem encontra um alto obstáculo em seu caminho, como uma grande elevação do terreno, cadeia de morros, serra, etc.

COMO SE FORMA

Para a massa de ar transpor o obstáculo, é forçada a subir. Aí ocorre aquela velha história: ar que sobe é ar que se expande pela menor pressão atmosférica, e ar que se expande é ar que “dilui” calor. Massa de ar que perde calor, perde junto a capacidade de conter umidade, o que gera nuvens e em segmento, chuva. Daí a grande incidência de nebulosidade e chuvas, muitas vezes torrenciais, nas altas encostas dos morros.

Estas nuvens podem provocar tempestades elétricas perigosas, pela proximidade da terra com as nuvens, sobretudo quando ocorre juntamente com outro tipo de chuva (frontal, convectiva).

Fonte: http://www.cepen.com.br

CHUVAS

INTRODUÇÃO

As águas de drenagem superficial são fundamentalmente originárias de precipitações pluviométricas cujos possíveis transtornos que seriam provocados por estes escoamentos, devem ser neutralizados pelos sistemas de drenagem pluviais ou esgotos pluviais.

As precipitações pluviométricas podem ocorrer tanto da forma mais comum conhecida como chuva, como em formas mais moderadas como neblinas, garoas ou geadas, ou mais violentas como acontece nos furacões, precipitações de granizo, nevascas, etc.

No entanto nas precipitações diferentes das chuvas comuns as providências coletivas ou públicas são de natureza específica para cada caso.

TIPOS DE CHUVA

São três os tipos de chuvas para a Hidrologia:

  • Chuvas convectivas
  • Chuvas orográficas
  • Chuvas frontais

As convectivas são precipitações formadas pela ascensão das massas de ar quente da superfície, carregadas de vapor d’água. Ao subir o ar sofre resfriamento provocando a condensação do vapor de água presente e, consequentemente, a precipitação. São características deste tipo de precipitação a curta duração, alta intensidade, freqüentes descargas elétricas e abrangência de pequenas áreas.

As chuvas orográficas são normalmente provocadas pelo deslocamento de camadas de ar úmido para cima devido a existência de elevação natural do terreno por longas extensões. Caracterizam-se pela longa duração e baixa intensidade, abrangendo grandes áreas por várias horas continuamente e sem descargas elétricas.

As chuvas frontais originam-se do deslocamento de frentes frias ou quentes contra frentes contrárias termicamente, são mais fortes que as orográficas abrangendo, porém, como aquelas, grandes áreas, precipitando-se intermitentemente com breves intervalos de estiagem e com presença de violentas descargas elétricas.

MEDIÇÃO DE CHUVA

Dois aparelhos são comumente empregados nas medições das chuvas. São eles o pluviômetro e o pluviógrafo. O pluviômetro é mais utilizado devido a simplicidade de suas instalações e operação, sendo facilmente encontrados, principalmente nas sedes municipais.

No pluviômetro é lido a altura total de água precipitada, ou seja, a lâmina acumulada durante a precipitação, sendo que seus registros são sempre fornecidos em milímetros por dia ou em milímetros por chuva, com anotação da mesma dependendo da capacidade e do capricho do operador ( Figura Abaixo )

Pluviômetro
Instalação de um pluviômetro

O pluviógrafo é mais encontrado nas estações meteorológicas propriamente ditas e registra a intensidade de precipitação, ou seja, a variação da altura de chuva com o tempo. Este aparelho registra em uma fita de papel em modelo apropriado, simultaneamente, a quantidade e a duração da precipitação. A sua operação mais complicada e dispendiosa e o próprio custo de aquisição do aparelho, tornam seu uso restrito, embora seus resultados sejam bem mais importantes hidrologicamente (Figura abaixo).

Pluviógrafo
Pluviógrafo: esquema de funcionamento

Para projetos de galerias pluviais devem ser conhecidos as variações da altura de chuva com o tempo. Isto só é possível através de medições via pluviógrafos.

Um pluviógrafo é constituído de duas unidades, a saber: elemento receptor e elemento registrador. O receptor é semelhante ao de um pluviômetro comum diferindo, apenas, quanto a superfície receptora que é de 200cm2, ou seja, a metade da área do pluviômetro. O elemento registrador consta de um cilindro oco, dentro do qual fica instalado um equipamento de relojoaria que faz girar um pequeno carretel situado sob o fundo do cilindro. Este cilindro gira uma volta completa em 24 horas, o que permite a mudança diária do papel com os registros de precipitações ocorridos, bem como o arquivamento contínuo para possíveis consultas futuras dos dados registrados.

Entre os vários modelos conhecidos, o mais empregado no Brasil é o de Hellmann-Fuess ( Figura Abaixo )

Pluviógrafo
Pluviógrafo: esquema de instalação
( clique para ampliar )

Pluviógrafo de Hellmann-Fuess
Esquema do pluviógrafo de Hellmann-Fuess

Durante uma precipitação sobre o receptor a água escorre por um funil metálico 2, até o cilindro de acumulação 3. Neste cilindro encontra-se instalado um flutuador 4 ligado por uma haste vertical 6 a um suporte horizontal 9, que por sua vez possui em sua extremidade uma pena 8 que imprime sobre o papel do cilindro de gravação 5 a altura acumulada de água no cilindro de acumulação 3. Deste último, também parte um sifão 11 que servirá para esgotamento da água quando esta atingir uma altura máxima, despejando o volume sifonado em um vasilhame 10 localizado na parte inferior da instalação. Essa altura máxima é função da capacidade de registro vertical no papel, ou seja, quando a pena atinge a margem limite do papel, imediatamente ocorre o esgotamento, possibilitando que a pena volte a margem inicial continuando o registro acumulado.

INTENSIDADE DE CHUVA

É a quantidade de chuva por unidade tempo para um período de recorrência e duração previstos. Sua determinação, em geral, é feita através de análise de curvas que relacionam intensidade/duração/frequência, elaboradas a partir de dados pluviográficos anotados ao longo de vários anos de observações que antecedem ao período de determinação de cada chuva.

Para localidades onde ainda não foi definida ou estudada a relação citada, o procedimento prático é adotar-se, com as devidas reservas, equações já determinadas para regiões similares climatologicamente.

Fonte: http://www.dec.ufcg.edu.br

Via http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/chuvas/chuvas.php

Um pouco mais sobre nuvens, relâmpagos e trovões no link a seguir:

http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol2/Num1/raios.pdf

 
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Publicado por em Abril 24, 2011 em Ciência

 

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