HidrologiaEMBi18_AulaPrecipitacao

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Universidade Federal de Itajubá 
 
 
EMBi18 - Hidrologia 
 
Precipitação 
 
Prof. Fernando Neves Lima 
lima.fernando@unifei.edu.br 
Cortesia: prof. Dr. Mauro Naghettini 
1 – Precipitação 
É a descarga líquida ou sólida que se abate sobre a superfície terrestre, resultante da 
condensação do vapor d’água atmosférico e coalescência. Formas da precipitação: 
•Chuvisco/garoa (0,1<Ø<0,5 mm, intensidade tão baixa que parece flutuar no ar) 
•Chuva (0,5<Ø<5 mm, intensidades variáveis com o mecanismo de formação) 
•Granizo (pedras de gelo de Ø variável a partir de nuvens convectivas de des. vertical) 
•Orvalho (umidade nas folhagens por resfriamento noturno) 
•Geada (se temperatura < 0oC, orvalho torna-se geada) 
•Neve (precipitação de cristais de gelo, formando flocos de dimensões variadas) 
 
Formação: 
• ascensão das massas de ar (barreiras orográficas, convecção, sistemas frontais) 
• atingindo o nível de condensação, forma-se a nuvem, ou seja, um aerosol constituído 
por ar, vapor d’água, gotículas de água e/ou gelo (0,01<Ø<0,03 mm) 
• coalescência direta, ou seja, a colisão de gotas descendentes de maior diâmetro com 
gotículas ascendentes de menor diâmetro, tensão superficial e/ou eletrostática 
• Intensidade da precipitação depende da velocidade com que se processa o 
crescimento das gotas e da realimentação por correntes ascendentes de ar úmido 
• Tipos: orográfica, convectiva e frontal 
 
 
2 – Pluviometria (pluviômetro, pluviógrafo e radar meteorológico) 
• Pluviômetro: recipiente metálico de volume capaz de conter as maiores 
precipitações possíveis em um intervalo de 24 horas. Se A é a superfície de 
captação em cm2, V é o volume recolhido no recipiente em cm3, então 
 é a altura diária da chuva em mm. 
 
Graduação: 0,2 mm Precisão: 0,1 mm 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Limitação: não registra a variação da precipitação ao longo do dia (int subdiários) 
 
P
V
A
 10
• Pluviógrafo: mesmo princípio do pluviômetro, mas com registro gráfico das variação 
da precipitação ao longo do dia. Tipos: de massa e de básculas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grandezas: altura (mm), duração (h) e intensidade (mm/h) 
 
 
 
 
 
 
massa de 
mínima 
haste da pena 
suporte da 
haste da pena 
mesa 
massa de 
máxima 
limitador de 
balança 
estribo do 
suporte da haste 
da pena 
 -1 
0 
 1 
 2 
 3 
 4 
 5 
 6 
 7 
 8 
 9 
10 
 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 
 mm 
hora 
Pluviógrafo 
Us.Biogás 
colocado 
em 
05/01/97 
às 07 horas 
retirado em 
06/01/97 
às 07 horas 
Operador 
CEMIG 
Fontes de possíveis erros nas observações pluviométricas e pluviográficas: 
defeitos de fabricação, incompatibilidade entre provetas e áreas de captação, 
evaporação, falhas mecânicas, a operação incorreta e ação dos ventos (20%). 
 
Recomendação para instalação de pluviômetros e pluviógrafos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Análise de consistência de dados pluviométricos: difícil e subjetiva! 
• Radar Meteorológico 
Princípio: Radar (RAdio Detection And Ranging) transmite microondas em um feixe 
concentrado. Parte dessa energia eletromagnética (v=300.000 km/s) reflete em objetos 
(gotas de chuva) e retorna à antena do radar. A refletividade do eco é uma medida da 
intensidade da precipitação. A distância até a área de precipitação pode ser medida 
pelo tempo entre a emissão e a reflexão. Os movimentos verticais (↑↓) e azimutais (O) 
do radar permitem quantificar a variação tri-dimensional da intensidade da chuva em 
cada instante, dentro de um raio de até 180 km. Exige calibração por meio de 
pluviômetros e pluviógrafos convencionais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 – Análise de dados Pluviométricos 
• Preenchimento de Falhas de Totais Mensais e Anuais (Ponderação Regional) 
 
 
 
 Médias normais devem ter > 10 anos de período base 
 
• Correção de Erros Sistemáticos em Séries Mensais e Anuais (Dupla Massa) 
 
 
 
 
 
 
 
 
P
N
N
P
N
N
P
N
N
PX
X
A
A
X
B
B
X
C
C  






1
3
 P P P PAcorreto I Aincorreto I  
tan
tan


 
PX 
PD 
PE 
PA 
PB 
PC 
• Precipitação Média Espacial (eventos, diária, mensal, longo termo) 
 
Média Aritmética: Método das Isoietas: 
 
 
 
 
 
 
Método de Thiessen: 
 
 
 
 15 
 41 
64 
 38 
 51 107 66 
 
Precipitação 
 (mm) 
Área do 
Polígono 
(km
2
) 
Área 
 % 
Média 
Ponderada 
(mm) 
15 13 1,93 0,3 
38 154 22,88 8,7 
41 264 39,22 16,1 
51 18 2,67 1,4 
107 224 33,30 35,6 
 673 100 62,1 
 
 
 
P mm
 

38 4 107
3
62
 15 
 41 
 64 
 38 
 51 107 
 66 
 25 
 
 50 
 75 
100 
 
Isoieta 
 (mm) 
Área 
 (km2) 
Área 
 % 
Isoieta 
Média 
 (mm) 
Média 
Ponderada 
 (mm) 
> 100 35 5,20 107 5,6 
75-100 108 16,05 87 14,0 
50-75 194 28,83 63 18,2 
25-50 305 45,32 37 16,8 
< 25 31 4,60 23 1,1 
 673 100 55,7 
 
4 - Variação das Precipitações 
função (latitude, afluxo de unidade, relevo, direção de ventos, etc.) 
 
 Janeiro Julho 
 
 
 
 
 
 
Regiões do Brasil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Regiões de Minas Gerais 
 
Belo Horizonte (1517 mm) Juiz de Fora (1518 mm) Montes Claros (1111 mm) 
 
 
 
 
 
 
 
Variação Temporal das Alturas Anuais de Chuva em Belo Horizonte 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
À exceção da regularidade das variações diurnas 
e sazonais, é muito difícil demonstrar 
conclusivamente a existência de ciclos regulares 
e persistentes (e/ou tendências ao longo do 
tempo) nas variações temporais da precipitações 
(Linsley et al., 1975). 
Valores Recordes de Precipitação 
Altura Diária na RMBH: 266 mm em 15/02/78, pluviógrafo de Caeté, com concentração 
de 170 mm em 6 horas (i=28,3 mm/h). Outros: ±300mm/dia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exercício resolvido: estude as relações altura/intensidade-duração para o pluviograma a seguir. 
 
 
 
 
 
 
 
Solução: 
 
 
 
 
 
 
 
• Exercício proposto: A bacia hidrográfica da figura a seguir é monitorada pelas estações 
pluviométricas P1, P2, P3 e P4. Dados os valores das precipitações médias anuais em cada 
estação, calcular (a) a precipitação média anual equivalente sobre a bacia, empregando o 
método dos polígonos de Thiessen; (b) a vazão média anual em m3/s na seção exutória A, 
sabendo que a evapotranspiração anual vale 480 mm. 
 
 
 
 
 
 
 
660 640 
620 
 640 
 620 
620 
 640 640 
660 
640 
 
620 
620 
640 
640 
600 
600 
600 
580 
580 
560 
560 
540 540 
520 
520 510 
 A 
660 
 950 
1110 
1290 
 1050 
1100 
 
1030 
 
1250 
1280 
1410 
 
1320 
Exercício proposto: 
O mapa ao lado, na 
escala 1:50.000, 
apresenta as 
precipitações 
médias anuais 
observadas em 10 
estações 
pluviométricas da 
região. Utilize os 
métodos da média 
aritmética, de 
Thiessen e das 
isoietas para estimar 
a precipitação média 
anual sobre a bacia 
hidrográfica 
correspondente à 
seção exutória A. 
Compare os 
resultados. 
1030 
1250