Apostila Aula 4.1 de Hidrologia Aplicada

Apostila Aula 4.1 de Hidrologia Aplicada

(Parte 1 de 5)

Escola Politécnica da USP Depto de Engenharia Hidráulica e Sanitária

PHD 307- Hidrologia Aplicada

Prof. Dr. Rubem La Laina Porto

Prof. Dr. Kamel Zahed Filho Eng. Msc. Sivana Susko Marcellini

Objetivo

Você deverá, após o estudo deste texto, ser capaz de:

!"Saber definir as variáveis temperatura, pressão, evaporação, radiação solar, umidade relativa do ar, ventos e precipitação; !"Saber as formas de medição destas variáveis;

!"Ter noção da influência destas variáveis no clima e na hidrologia; !"Saber diferenciar clima e tempo.

Referências Bibliográficas

!"Você encontrará em mais detalhes o assunto tratado nesta apostila nas seguintes referências:

• Chow, V.T.; Maidment, D.R.;Mays, L.W. Applied Hydrology. New York, McGrawHill, 572p. 1988

• Maidment, D.R. – Handbook of Hydrology. New York, McGrawHill, 1993

• Hidrologia – Ciência e Aplicação. Carlos E. M. Tucci (organizador). Editora da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, EDUSP e ABRH.

• Meteorology Today – Na Introduction to Weather, Climate and the Enviroment – C. Donald Ahrens. West Publishing Company.

Minneapolis/St. Paul, New York, Los Angeles, San Francisco (1994).

• Modelos para Gerenciamento de Recursos Hídricos. Flávio Terra Barth...et.al. São Paulo:Nobel:ABRH, 1987.

• Notas de aula de Hidrometeorologia – Pós-graduação PHD/ESPUSP – Prof.Dr. Augusto José Pereira Filho

Resumo

Esta apostila tem como objetivo auxiliar o aluno no entendimento de algumas variáveis básicas que são responsáveis pela caracterização do tempo e clima. São apresentados os conceitos básicos referentes à temperatura, pressão, evaporação, radiação solar, umidade relativa do ar, ventos e precipitação. Cada item é tratado de uma forma simples, apresentando o conceito, a forma de medição da variável e sua influência no tempo e clima

SUMÁRIO Página

1. INTRODUÇÃO1
2. TERRA E ATMOSFERA2
3. TEMPERATURA DO AR3
4. PRESSÃO ATMOSFÉRICA6
5. EVAPORAÇÃO1 1
6. RADIAÇÃO SOLAR15
7. UMIDADE RELATIVA DO AR17
8. VENTOS21

9. PRECIPITAÇÃO .......................................................................... 24

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1. INTRODUÇÃO

Esta apostila apresenta de uma forma simples o conceito de algumas das variáveis responsáveis pela determinação das características atmosféricas. A ciência que estuda a atmosfera e os seus fenômenos mais criteriosamente é a meteorologia.

Inicialmente é feita uma abordagem sobre a Terra e a atmosfera para que se possa entender melhor os elementos de tempo: temperatura, evaporação, pressão atmosférica, radiação solar, umidade relativa, ventos e precipitação que são apresentados nos itens seguintes. Destes elementos, o que tem influência direta no escoamento superficial é a precipitação, os demais exercem influência na formação da mesma.

Antes de definir os elementos de tempo é importante definir tempo e clima:

Tempo: é a condição da atmosfera em qualquer lugar e instante específico.

Compreende os seguintes elementos: temperatura do ar, pressão do ar, umidade, nuvens, precipitação, visibilidade e ventos. Como exemplo de caracterização de tempo: quando fazemos o comentário de que hoje a temperatura do ar foi de 23 ºC.

Clima: se medimos e observamos os elementos de tempo por muitos anos, observaremos um tempo médio ou o clima de determinada região. O clima representa eventos médios de tempo. Como exemplo, quando fazemos a observação: “aqui os verões são quentes e úmidos”, estamos fazendo uma referência ao clima da região.

Esta análise é baseada em observação histórica.

O tempo e o clima ditam algumas regras em nossas vidas. O tempo por exemplo, dita o tipo de roupa iremos usar, enquanto o clima, dita o tipo de roupas que iremos comprar.

O clima também determina o tipo de cultura que deve ser plantada e quando pode ser colhida. Portanto, o clima e o tempo afetam as nossas vidas de muitas maneiras.

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2. TERRA E ATMOSFERA

Podemos sobreviver sem alimentos por alguns dias, ou sem água por poucos dias, mas sem a atmosfera não sobreviveríamos mais que poucos minutos. Sem atmosfera não haveria lagos ou oceanos. Não haveria sons, nem nuvens.

A Terra e mais oito planetas giram em torno do Sol. Esses planetas juntamente com os meteoros, asteróides e cometas compreendem o Sistema Solar.

O Sol é fundamental para a existência de vida no nosso planeta. É responsável pela emissão de energia radiante que é utilizada para aquecer a atmosfera e oceanos e promover circulações devido à distribuição irregular de sua energia.

A atmosfera é uma camada fina que contém gases, a maior parte composta por nitrogênio (%) e oxigênio (%) e uma pequena parte de outros gases, tais como: vapor d’água e dióxido de carbono.

A atmosfera é formada pelas seguintes camadas (Figura 2.1):

!"Troposfera: da superfície da terra até cerca de 1 km. É nesta camada onde ocorrem os fenômenos responsáveis pelo tempo sobre a terra. Nela existem as correntes ascendentes e descendentes de ar que influenciam a ocorrência dos fenômenos meteorológicos;

!"Estratosfera a partir da troposfera numa camada de cerca de 40 km, a presença do ozônio (O3) é muito importante e responsável pela proteção das plantas, animais e dos seres humanos contra os raios ultravioletas do sol. A concentração média do ozônio nesta camada é menor que 0,002% por volume;

!"Mesosfera a partir da estratosfera numa camada de cerca de 35 km;

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!"Termosfera camada situada a mais de 85 km de altitude;

Figura 2.1: Perfil da Atmosfera Fonte:Ahrens, C.D. (1994)

3. TEMPERATURA DO AR

A temperatura do ar é uma medida de sua energia cinética média, ou seja, é uma medida da velocidade média dos átomos e moléculas, onde temperaturas altas

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correspondem a velocidades médias altas. Simplificadamente, a temperatura indica o quão quente ou frio alguma coisa está em relação a algum valor padrão.

É importante não confundir temperatura e calor, pois calor é a energia no processo de transferência de um objeto a outro por causa da diferença de temperatura entre eles.

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