Chuva

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Chuva sobre algumas árvores

A chuva[1] (do latim pluvia)[2] é um fenômeno meteorológico que resulta da precipitação das gotas líquidas ou sólidas[nota 1] da água das nuvens sobre a superfície da Terra.[nota 2] Durante o fenômeno da precipitação, gotas pequenas crescem por condensação de vapor de água. A seguir, elas podem crescer por captura de gotas menores que se encontram em sua trajetória de queda, ou por outros fenômenos.

Quando duas pequenas gotas d'água se unem e, com isto, formam somente uma gota que possui dimensões maiores, dizemos que ocorreu um fenômeno denominado "coalescência".[3] Nem toda chuva atinge a superfície: algumas evaporam-se enquanto ainda estão a cair, num fenômeno que recebe o nome de virga e que acontece principalmente em locais ou períodos de ar seco.[3] A chuva tem papel importante no ciclo hidrológico e pode alterar a sensação térmica do ambiente.

Medição da chuva[editar | editar código-fonte]


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Precipitação de chuva ao longo dos meses do ano no mundo: as regiões azuis são as regiões com maior precipitação

A medida da precipitação[nota 3] é denominada pluviosidade.[4] Em outras palavras: quando a água das nuvens se aglutina e forma chuva, tem-se o fenômeno da precipitação, e quando se mede a quantidade de água da chuva que, devido à precipitação, acumulou-se em determinado local durante um determinado período de tempo, tem-se a "pluviosidade" ou "medida da precipitação".

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de pluviosidade (ou "unidade de medida de precipitação") é o milímetro (mm). Uma pluviosidade de 1 milímetro equivale ao volume de 1 litro (L) de água de chuva que se acumulou sobre uma superfície de área igual a 1 metro quadrado.[nota 4]

Para constatar que 1 milímetro de pluviosidade é o mesmo que 1 litro por metro quadrado, observe esta demonstração matemática:

\frac{1L}{m^2} = \frac{1dm^3}{m^2} \Leftrightarrow \frac{(1dm)^3}{m^2} = \frac{(10^{-1}m)^3}{m^2} = \frac{10^{-3}m^3}{m^2} = \frac{10^{-3}{\color{Red}m^2}.m}{\color{Red}m^2} = 10^{-3}m = 1mm

Portanto, 1 litro por metro quadrado = 1 milímetro

A pluviosidade é, geralmente, medida com um instrumento denominado pluviômetro. O funcionamento do pluviômetro é bastante simples: a boca de um funil de área conhecida coleta as gotas de chuva e as acumula em um reservatório colocado abaixo do funil; então, a intervalos regulares (1 vez por dia, 4 vezes por dia etc.), um observador utiliza uma pipeta com escala graduada para coletar uma amostra e medir o volume d'água que foi acumulado no período. Por exemplo: ele pode medir e constatar que nas últimas 24 horas caíram 25 milímetros de chuva.

Quando se deseja registrar as variações da pluviosidade em função do tempo utiliza-se um instrumento denominado pluviógrafo,[5] que nada mais é que um pluviômetro dotado de um dispositivo de registro cronológico contínuo.[3] Esses registros cronológicos são feitos em um gráfico denominado pluviograma, no qual a pluviosidade (em milímetros) é indicada em um dos eixos do gráfico e o tempo (em horas) é indicado no outro eixo. Essa "taxa de variação da pluviosidade por unidade de tempo" é dada em milímetros por hora (mm/h).[nota 5]

Como o volume de 1 litro de qualquer substância equivale a 1 decímetro cúbico, e tendo em vista que a densidade da água pura corresponde a 1 quilograma de massa por decímetro cúbico, conclui-se que 1 milímetro de pluviosidade corresponde a aproximadamente[nota 6] 1kg/m2, ou seja, 1mm de pluviosidade significa que em cada metro quadrado de área da superfície haverá 1 quilograma de massa de água. Matematicamente:

  • Densidade da água: \frac{1kg}{dm^3} = \frac{1kg}{L} \Rightarrow Cada litro de água pura possui 1 quilograma de massa. [i]
  • Correspondência pluviométrica: 1mm = \frac{1L}{m^2} [ii]
  • Fazendo [i] em [ii], temos que: 1mm = \frac{1L}{m^2} = \frac{1kg}{m^2}

Portanto, 1 mm = 1 kg/m2

Consequentemente, quando desejamos ler a pluviosidade não em função da altura da coluna d'água (em milímetros) mas sim em função da massa de água da chuva que se acumulou em cada metro quadrado da superfície, calculamos a pluviosidade em quilogramas por metro quadrado (kg/m2).[nota 7]

Quando se calcula a taxa de variação dessa massa pluviométrica por unidade de tempo, o valor da taxa é dado em quilogramas por metro quadrado e segundos (massa pluviométrica por unidade de tempo):[nota 8] \frac{kg}{m^2.s}

Tipos de chuvas[editar | editar código-fonte]

Exemplo de chuvas de convecção no município de Coronel Fabriciano, no estado de Minas Gerais, no Brasil

Há dois tipos básicos de precipitação: estratiformes e convectivas.

As precipitações podem estar associadas a diferentes fenômenos atmosféricos sob diferentes escalas de desenvolvimento temporal e espacial. Por exemplo:

  • "Chuvas frontais" são causadas pelo encontro de uma massa fria (e seca) com outra quente (e úmida), típicas das latitudes médias, como as de inverno no Brasil Meridional que caminham desde o Sul (Argentina) e se dissipam no caminho, podendo, eventualmente, chegar até o estado da Bahia. Por ser mais pesado, o ar frio faz o ar quente subir na atmosfera. Com a subida da massa de ar quente e úmida, há um resfriamento da mesma que condensa e forma a precipitação. São, geralmente, de média intensidade, grande duração e atingem grandes áreas.
  • "Chuvas de convecção" ou "convectivas" são também chamadas de "chuvas de verão" na Região Sudeste do Brasil e são provocadas pela intensa evapotranspiração de superfícies úmidas e aquecidas (como florestas, cidades e oceanos tropicais). O ar ascende em parcelas de ar que se resfriam de forma praticamente adiabática (sem trocar calor com o meio exterior) durante sua ascensão. Precipitação convectiva é comum no verão brasileiro, na Floresta Amazônica e no Centro-Oeste. Na região Sudeste, particularmente sobre a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). Na região Nordeste, exceto nas áreas litorâneas e sobre a Região Metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ) também ocorrem tempestades convectivas associadas a entrada de brisa marítima ao final da tarde com graves consequências sobre as centenas de áreas de risco ambiental. Estas chuvas também são conhecidas popularmente como "pancadas de chuva", "aguaceiros" ou "torós". São, geralmente, de grande intensidade, pequena duração e atingem pequenas áreas.
  • "Chuvas orográficas" ou "estacionais", "chuvas de serra" ou "chuvas de relevo" ocorrem quando os ventos úmidos se elevam e se resfriam pelo encontro de uma barreira montanhosa, como é normal nas encostas voltadas para o mar. São comuns nos litorais paranaense, catarinense e paulista e em todo o litoral brasileiro na Serra do Mar. Esse tipo de precipitação pode estar associada a presença do efeito Föhn, que condiciona a existência de áreas mais secas a sotavento dessas barreiras. São geralmente de pequena intensidade e grande duração e atingem pequenas áreas.

As maiores precipitações registradas na região sudeste ocorreram em fevereiro de 1966 quando durante um tórrido verão se juntaram uma frente fria com as precipitações convectivas e na Serra do Mar as chuvas orográficas, ocasionando grandes desastres sobretudo no eixo Rio-São Paulo. Esta chuva excepcional de período de retorno ou recorrência calculado como cerca de 100 anos está registrada no livro "Enchentes no Rio de Janeiro" publicado pela SEMADS-GTZ.

As gotas de chuva[editar | editar código-fonte]

Gotas de chuva atingindo o solo
Formação das gotas de chuva.

As gotas de chuva não seguem a mesma formação que as gotas de água que caem de uma bica ou de uma torneira.

As menores, com menos de 1 milímetro de raio, na verdade são esféricas. As que crescem mais, começam-se a deformar na parte de baixo, porque a pressão do ar puxando para cima na queda começa a conseguir contrariar a tensão superficial que a tenta manter esférica. Quando o raio excede cerca de 4 milímetros, o buraco interior cresce tanto que a gota, antes de se partir em gotas menores, fica com uma forma que quase parece um paraquedas: a forma de um saco de paredes finas voltado para baixo, com um anel mais grosso de água em roda da abertura inferior.

As gotas de chuva são muito maiores do que as gotículas das nuvens que são geralmente menores que 15 mícron de tamanho e podem ficar suspensas no ar por muito tempo. Como são muito maiores e mais pesadas, as gotas de chuva não ficam suspensas no ar e dão origem à precipitação.

Intensidade[editar | editar código-fonte]

Intensidade de precipitação é classificada de acordo com a taxa de precipitação:[6]

  • Chuva fraca: quando a taxa inferior a cinco milímetros por hora (mm/h);
  • Chuva moderada: quando taxa está entre 5 e 25 mm/h;
  • Chuva forte: quando taxa está entre 25 e 50 mm/h;
  • Chuva muito forte: quando taxa é igual ou superior a 50 mm/h.

Impacto[editar | editar código-fonte]

Sobre a agricultura[editar | editar código-fonte]

Chuva em Três Pontas, no sul de Minas Gerais, importante região produtora de café.

A chuva tem um efeito dramático sobre a agricultura. Todas as plantas precisam de pelo menos um pouco de água para sobreviver, portanto a chuva (sendo os meios mais eficazes de irrigação) é importante para a agricultura. Enquanto um padrão de chuva regular é geralmente vital para saudáveis ​​plantas , muito ou pouca chuva pode ser prejudicial. A Seca pode matar culturas, provocar erosões,[7] [8] enquanto o tempo excessivamente úmido pode causar outros problemas. As plantas precisam de diferentes quantidades de chuva para sobreviver. Por exemplo, alguns cactos necessitam de pequenas quantidades,[9] enquanto as plantas tropicais podem precisar de até centenas de centímetros de chuva por ano para sobreviver.

Em áreas com estações secas e úmidas, os nutrientes diminuem e a erosão aumenta durante a estação chuvosa. Os animais têm adaptação e sobrevivência estratégicas para o regime mais úmido. Os países em desenvolvimento têm notado que as suas populações mostram flutuações sazonais de peso devido à escassez de alimentos observados antes da primeira colheita, que ocorre no final do estação chuvosa. A chuva pode ser colhida através do uso de tanques de águas pluviais; tratada para uso potável ou para irrigação. O excesso de chuvas durante curtos períodos de tempo pode causar inundações.

Na cultura[editar | editar código-fonte]

Nuvens carregadas se aproximando de Goiânia, em Goiás, no Brasil.

As culturas relacionadas à chuva diferem em todo o mundo. A chuva tanto pode trazer alegria como relaxamento. Em locais secos, como a Índia, ou durante períodos de seca, a chuva eleva o humor das pessoas. Em Botswana, a chuva é usada como o nome da moeda nacional (o pula, "chuva" em tsuana), em reconhecimento da importância económica da chuva neste país desértico. Várias culturas têm desenvolvido meios de lidar com a chuva e têm desenvolvido inúmeros dispositivos de proteção contra ela, tais como guarda-chuvas, calhas, entre outros. Muitas pessoas acham o cheiro durante e imediatamente após a chuva agradável ou distintivo (o cheiro pode ser devido ao ozônio formado pelos relâmpagos; a bactérias do solo; ou a óleos secretados por plantas).[10]

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Ver também[editar | editar código-fonte]

Notas

  1. Veja a definição de "precipitação" e "chuva" (nesta ordem) no glossário do CPTEC.[3] A chuva é a precipitação da água das nuvens, mas essa água pode estar sólida, ao invés de líquida. É o caso (por exemplo) do granizo, que é sólido e, por isto, quando cai das nuvens, diz-se que está ocorrendo uma chuva de granizos.
  2. Não necessariamente sobre o solo, pois, obviamente, pode chover sobre o mar por exemplo.
  3. Vide a definição de "precipitação" no glossário do CPTEC.[3]
  4. Vide o item 1.1 do Guia do Professor nº 10,[4] elaborado pelo MEC.
  5. Vide a seção 4 da obra Fundamentos de Meteorologia e Climatologia.[11]
  6. Diz-se "aproximadamente" porque a água da chuva não é pura: a presença de impurezas eleva a densidade dessa água, ou seja, cada litro de "água impura" possui massa superior a 1 quilograma. Porém, como de maneira geral essa elevação de densidade é discreta, para efeitos práticos considera-se que a densidade da água da chuva é igual à densidade da água pura.
  7. Um exemplo de uso da pluviosidade em kg/m2 consta na última página do boletim climatológico do IPMA, de março de 2013.[12]
  8. Exemplos de uso dessa unidade de medida podem ser encontrados em artigos acadêmicos e científicos, como por exemplo o que consta no item 3.1.1.3 (pág. 21, cálculo 3.3) de uma tese de mestrado[13] defendida na Universidade Federal de Campina Grande. Dependendo do contexto de utilização, essa taxa pode receber diferentes nomes, tais como "densidade de fluxo"[14] ou "fluxo de umidade".[13]

Referências

  1. Brasil Escola. Chuvas e precipitações. Acesso em 22 de janeiro de 2014.
  2. FERREIRA, A. B. H. Novo dicionário da língua portuguesa. 2ª edição. Rio de Janeiro. Nova Fronteira. 1986. p. 401.
  3. a b c d e BRASIL. INPE. CPTEC. Glossário. Acesso em 22 de janeiro de 2014.
  4. a b BRASIL. MEC. Guia do Professor - Conteúdos Digitais. Audiovisual 10 - Medindo a chuva. Acesso em 22 de janeiro de 2014.
  5. BRASIL. INPE. CPTEC. Instrumentos Meteorológicos - Pluviógrafo. Acesso em 22 de janeiro de 2014.
  6. Termos da Previsão. Visitado em 12 de março de 2014.
  7. Bureau of Meteorology (2010). Living With Drought Commonwealth of Australia. Visitado em 2010-01-15.
  8. Robert Burns (2007-06-06). Texas Crop and Weather Texas A&M University. Visitado em 2010-01-15.
  9. James D. Mauseth (2006-07-07). Mauseth Research: Cacti University of Texas. Visitado em 2010-01-15.
  10. Megacurioso. Disponível em http://www.megacurioso.com.br/ciencia/44396-de-onde-vem-o-cheiro-de-chuva.htm. Acesso em 13 de abril de 2015.
  11. OLIVEIRA, Aureo S. de. Fundamentos de Meteorologia e Climatologia, Capítulo XI - Precipitação Pluviométrica. Universidade Federal do Recôncavo da Bahia - UFRB (Núcleo de Engenharia de Água e Solo - NEAS): Cruz das Almas, 2008. Acesso em 22 de janeiro de 2014.
  12. PORTUGAL. IPMA. Boletim Climatológico Mensal – Março de 2013. Acesso em 22 de janeiro de 2014.
  13. a b FERNANDES, Renato de Oliveira. Avaliação de Simulações de Precipitação e Vazão por um Modelo Atmosférico em Bacias do Semiárido Brasileiro. Universidade Federal de Campina Grande: Campina Grande, 2009. Acesso em 22 de janeiro de 2014.
  14. PORTUGAL. Escola Superior de Tecnologia de Tomar (ESTT). Curso de Engenharia Civil (Processos Gerais de Construção II) in Humidade em Paredes de Edifícios: Causas, Manifestações e Soluções em Reparação. Pág. 8/33. Acesso em 22 de janeiro de 2014.

Bibliografia[editar | editar código-fonte]

  • Chuvas intensas no Brasil - DNOS - Rio de Janeiro, 1980.
  • Enchentes no Rio de Janeiro - SEMADS-GTZ - Rio de Janeiro, 2002.

Ligações externas[editar | editar código-fonte]