Apostila_Capitulo_9_Precipitacao

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Apostila de Meteorologia Básica - IF 111 – 2013 – DCA/IF/UFRRJ 
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CAPÍTULO 9. PRECIPITAÇÃO 
 
Rafael Coll Delgado 
Ednaldo Oliveira dos Santos 
 
9.1. Introdução 
 
Entende-se por precipitação a água, na forma liquida ou sólida, proveniente de 
mudança de fase (condensação, solidificação ou sublimação) do vapor d’água da 
atmosfera que é transferida para a superfície terrestre por gravidade sob a forma de 
chuva, garoa, granizo e neve. 
Assim, a precipitação representa um dos principais componentes do ciclo 
hidrológico, sendo a ligação entre os demais fenômenos hidrológicos de superfície, 
como por exemplo, o escoamento superficial. 
Por isso, o fenômeno da precipitação é fonte de água da fase terrestre do ciclo 
hidrológico e constitui, portanto, fator importante para os processos de escoamento 
superficial, infiltração, evaporação, transpiração, recarga de aquíferos, vazão básica dos 
rios e outros. 
 
9.2. Mecanismo de Formação da Precipitação 
 
Para que ocorra a precipitação, depois da condensação, deve haver a formação 
de gotas maiores, denominadas de elementos de precipitação ou elementos de nuvens, 
resultantes da coalescência das gotas menores, que ocorre devido a diferenças de 
temperatura, tamanho, cargas elétricas e também devido ao próprio movimento 
turbulento. 
A coalescência é um processo que promove uma rápida união de um grande 
número de elementos de nuvem até um tamanho suficiente para transformá-los em 
elementos de precipitação. Ela é o resultado de alguns processos físicos que são 
diferentes daqueles que regem a condensação (Figura 9.1). Dentre eles os mais 
importantes são: 
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 Absorção de uma gotícula durante o choque entre elas em virtude de 
movimentos turbulentos no interior da nuvem; 
 Diferenças de temperatura entre os elementos de nuvens; 
 Diferenças de tamanho entre os elementos de nuvens; 
 Existência de cargas elétricas entre os elementos de nuvens. 
 
Figura 0.1. Processo de coalescência dentro de uma nuvem. Fonte: Vianello & Alves (1992). 
 
 
9.3. Classificação da Precipitação 
 
Em condições normais a maioria das precipitações provém do resfriamento 
adiabático, classificando-se as precipitações da seguinte forma: 
 Convectiva; 
 Orográfica; 
 Frontal. 
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9.3.1. Convectiva 
 
A chuva convectiva é originada do processo de convecção livre, em que ocorre 
resfriamento adiabático, devido à ascensão de uma parcela de ar na atmosfera, 
formando-se nuvens de grande desenvolvimento vertical, como por exemplo, 
Cumulunimbus (Cb). Na região Tropical é o tipo de precipitação mais frequente, sendo 
chamadas chuvas de verão, caracterizadas por serem de abrangência local e de 
intensidade variando de moderada a alta. 
Isso acontece porque o aquecimento desigual das camadas de ar resulta em uma 
estratificação em camadas de ar que se mantém em equilíbrio instável. Qualquer 
perturbação que ocorra, como por exemplo, uma rajada de ventos, provoca ascensão 
violenta das camadas de ar mais quentes, capaz de atingir grandes altitudes. Ao elevar-
se, a parcela de ar sofre rápida expansão adiabática, resfriando-se, condensando e com 
os intensos movimentos turbulentos no interior da nuvem formada, devido à alta energia 
da parcela, resulta em colisões e coalescência, que formam as gotas de grandes 
tamanhos. Isto pode originar as chuvas de grandes intensidades, com curtas durações e 
pequenas abrangências (Figura 9.2). 
 
Figura 0.2. Exemplo de Nuvem Convectiva: Cumulunimbus. Fonte: Sentelhas & Angelocci 
(2009). 
 
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As características das chuvas convectivas são: 
a. Distribuição: localizada, com grande variabilidade espacial; 
b. Intensidade: moderada a forte, dependendo do desenvolvimento vertical 
da nuvem. 
 
9.3.2. Orográfica 
 
A chuva orográfica ocorre em regiões onde barreiras orográficas, ou seja, 
obstáculos do relevo, forçam a elevação do ar úmido, e assim, provocam convecção 
forçada, que resulta em resfriamento adiabático e em chuva na face à barlavento. 
Na face à sotavento ocorre a sombra de chuva, ou seja, ausência de chuvas 
devido ao efeito orográfico. Alguns exemplos são: os chuviscos, neblinas e garoas 
típicas da Serra do Mar, e outras regiões. Ocorre quando uma massa de ar úmido 
provinda do oceano é forçada a subir a grandes altitudes por encontrar uma cadeia 
montanhosa em sua rota, sofrendo assim resfriamento adiabático e condensando (ar 
saturado e núcleos de condensação). As chuvas deste tipo atingem áreas maiores do que 
as do caso anterior (convectivas), tendo maior duração e menor intensidade (Figura 9.3). 
Quando os ventos ultrapassam a barreira, se a maior parte do vapor d’água já 
tiver condensado e precipitado, do lado oposto da montanha, à sotavento (direção de 
onde o vento escoa), projeta-se a sombra pluviométrica, dando lugar a áreas secas ou 
semiáridas causadas por esses ventos de ar seco, já que a umidade foi descarregada na 
encosta à barlavento (para onde o vento se dirige). Na vertente oriental das Montanhas 
Rochosas dos EUA e Canadá, esse vento, quente e seco, recebe o nome de Chinook e na 
Europa, Mistral, sendo estes, no entanto, frios. 
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Figura 0.3. Esquema do Efeito Orográfico. Fonte: Sentelhas & Angelocci (2009). 
 
 
9.3.3. Sistemas Frontais 
 
A precipitação frontal está associada à movimentação de massas de ar de regiões 
de alta pressão para regiões de baixa pressão, causada normalmente pelo aquecimento 
desigual, em grande escala, da superfície terrestre. 
As chuvas frontais são oriundas do encontro de duas massas de ar com diferentes 
características de temperatura e umidade do ar. Dependendo do tipo de massa que 
avança sobre a outra, as frentes podem ser denominadas basicamente de frias (massa de 
ar fria se desloca em direção à massa de ar quente) e quentes (massa de ar quente se 
desloca em direção à massa de ar fria). Nesse processo ocorre a convecção forçada, com 
a massa de ar quente (menos densa) e úmida se sobrepondo à massa fria (mais densa) e 
seca, com a massa de ar quente e úmida se elevando, ocorre o processo de resfriamento 
adiabático, com condensação e posterior precipitação (Figura 9.4). 
 
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Figura 0.4. Exemplo de Precipitação Frontal. Fonte: INPE/CPTEC. Mudar essa figura! 
 
 
9.4. Fatores que Influenciam a Precipitação 
 
Devido à existência de diversos fatores que influenciam na precipitação, o 
conhecimento destas variações é de grande importância para o planejamento dos 
recursos hídricos como no estudo de chuvas prováveis, projeto de irrigação; estudo de 
chuvas intensas, secas, previsão de enchentes, dimensionamento de barragens de 
contenção de cheias e regularização das vazões em épocas secas, controle de erosão do 
solo, previsão de veranicos para escalonamento de plantio das culturas agrícolas, entre 
outras. 
Do ponto de vista geográfico, a precipitação é máxima na região equatorial e 
decresce com o aumento da latitude em direção aos Pólos. Além do fator geográfico, 
existem outros fatores que influenciam na distribuição da precipitação tais como: 
 Latitude: influi na distribuição desigual das pressões e temperaturas no globo e 
na circulação geral da atmosfera. Essa influência só pode ser percebida em 
grandes áreas; 
 Distância do mar ou de outras massas de água:à medida que as nuvens se 
afastam do mar, em direção ao interior do continente, elas vão se consumindo de 
forma que se pode esperar redução total de precipitação com o aumento da 
distância da costa ou de alguma outra fonte de umidade; 
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 Orientação das encostas: sendo a precipitação influenciada por correntes 
eólicas, o fato de uma encosta ou vertente estar mais ou menos exposta aos 
ventos tem reflexos nas quantidades precipitadas; 
 Vegetação: a evapotranspiração das áreas vegetadas tenderia a aumentar as 
precipitações locais, porém este efeito ainda é discutível; 
 Altitude: nos locais de maior altitude as precipitações são quase sempre 
abundantes. Este fato deve-se ao resfriamento do ar com o aumento da altitude 
que facilita a condensação do vapor d’água. 
 
9.5. Medida da Chuva 
 
Um índice de medida da chuva seria a altura pluviométrica, ou seja, é a altura 
acumulada de água precipitada, expressa em milímetros (mm). Essa altura pluviométrica 
(h) é definida como sendo o volume precipitado por unidade de área horizontal do 
terreno, ou seja: 
 
chuvademm1cm0,1
cm10000
cm1000
terrenodem1
águadelitro1
h
2
3
2

 
 
Outro índice de expressão da chuva é a sua intensidade (i), definida como a 
altura pluviométrica por duração (unidade de tempo) da precipitação: 
 
i = mm / hora 
 
Onde Duração (t) é definida como o intervalo de tempo decorrido entre o 
instante em que se inicia a precipitação e seu término (min, h). 
A intensidade pode ser expressa também em mm/min. Esse índice tem aplicação 
em dimensionamento de sistemas de drenagem e conservação do solo, tanto para a 
agricultura como para a construção civil. 
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9.6. Estimativa da Chuva 
 
Séries climáticas de precipitação contínuas no tempo e mesmo no espaço são 
difíceis de obter, assim, uma alternativa para preencher falhas nas séries temporais de 
chuva e também para interpolar
1
 espacialmente os dados de precipitação são métodos 
matemáticos, como por exemplo, a média aritmética e o Polígono de Thiessen, 
apresentados a seguir. 
 
 Média Aritmética: É determinada pela altura média da chuva sobre uma área, 
que pode ser representada da seguinte forma: 
n
P...PPP
P n321m


 (9.1) 
 
 Polígono de Thiessen: Consiste em unir as estações por meio de linhas retas, e 
em seguida, traçar as mediatrizes dessas retas de modo a obtermos polígono de 
influência ao redor das estações. 
 
t
nn332211
m
A
AP...APAPAP
P


 
 (9.2) 
 
 
 
em que, 
P1, P2, P3 = precipitação em 1, 2 e 3; 
A1, A2, A3 = área de influência do polígono que circunda cada estação; 
At = área total. 
 
 
 
1 Método que permite construir um novo conjunto de dados a partir de um conjunto discreto de dados 
pontuais previamente conhecidos. 
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9.7. Variabilidade Espacial da Precipitação 
 
A variabilidade espacial das chuvas na escala diária gera também a variabilidade 
espacial na escala mensal, que por sua vez geral tal variabilidade na escala anual. 
A figura abaixo mostra o mapa da normal climatológica do INMET de chuva 
para o período anual para o território brasileiro. Observa-se que os maiores índices 
pluviométricos são observados na região Norte, enquanto que os menores valores 
pluviométricos ocorrem climaticamente principalmente no nordeste. 
 
 
Figura 0.5. Variabilidade anual da precipitação no Brasil. Fonte: INMET. 
 
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9.8. Instrumentos Medidores e Registradores de Chuva 
 
Exprime-se a quantidade de chuva pela altura de água precipitada e acumulada 
sobre uma superfície plana e impermeável. Ela é avaliada por meio de medidas 
realizadas em pontos previamente escolhidos e baseados nas normas da Organização 
Mundial de Meteorologia (OMM), utilizando-se aparelhos coletores de água precipitada 
ou que registrem essas alturas no decorrer do tempo. 
Dois aparelhos são comumente empregados nas observações de chuvas: 
pluviômetro e pluviógrafo. O pluviômetro é mais utilizado devido à simplicidade de 
sua instalação e operação, sendo facilmente encontrado em estações meteorológicas 
convencionais e automáticas. As medidas realizadas nos pluviômetros são periódicas, 
em geral, em intervalos de 24 horas feitas normalmente, no Brasil, às 09 horas da 
manhã, contudo podem ser obtidas também em minutos ou horas principalmente em 
estações automáticas. 
A seguir descreveremos de forma ampla cada um destes instrumentos usados 
para a obtenção da chuva. 
 
9.8.1. Medidores 
 
Para medir a chuva utilizam-se vários tipos de pluviômetros. No pluviômetro é 
colhida à altura total de água precipitada em um intervalo de tempo conhecido, 
normalmente 24 horas, ou seja, a lâmina acumulada durante a precipitação, sendo que 
suas medidas são sempre fornecidas em milímetros por dia (mm/dia) ou em milímetros 
por hora (mm/hora), com anotação da mesma dependendo do observador 
meteorológico. 
 
 Pluviômetro 
 
a. Finalidade: Medir a quantidade de precipitação pluvial (chuva) em mm no 
período de 24 h (um dia). 
b. Constituição: Consiste de um coletor cilíndrico-cônico em formato de funil com 
área de captação conhecida, que pode variar de 200 a 500 cm
2
, de um 
reservatório que tem por finalidade armazenar a água coletada pelo funil durante 
a precipitação e de uma proveta graduada. 
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c. Funcionamento: Fundamenta-se em um coletor semelhante a um funil, com 
medidas padronizadas, capaz de fazer escoar a água da chuva para um 
reservatório. A base do coletor é formada por um funil com uma tela obturando 
sua abertura maior. A finalidade do coletor é evitar a evaporação, através da 
diminuição da superfície de exposição da água coletada; o objetivo da colocação 
da tela é evitar a queda de folhas ou outros objetos dentro do reservatório, que 
provocariam erros na leitura da altura de precipitação. A quantidade de chuva é 
medida pelo escoamento da água feito através de uma torneira para uma proveta 
graduada em mm (altura da precipitação) adquirida junto com o pluviômetro. A 
unidade de medida é milímetro (mm) de chuva. 
Caso não se tenha mais a proveta, pode-se usar uma proveta graduada em cm
3
 
(volume). Assim, necessita-se fazer a transformação para mm utilizando-se a equação 
abaixo: 
10
)(
)(
)(
2
3

cmS
cmV
mmh
 (9.3) 
em que, 
h = altura da precipitação (mm); 
V = Volume (cm
3
); 
S = Área (cm
2
). 
 
d. Leitura: A leitura é feita diariamente em todas as observações (12GMT, 18GMT 
e 24GMT). 
e. Instalação: Este aparelho é instalado ao ar livre. A área de captação (coletor) fica 
presa em um pilar a 1,5m do solo em nível, rigorosamente nivelado, e livre de 
obstáculos. 
Obs.: 1 mm de chuva equivale a 1 L/m
2
 de água . 
 
O modelo de pluviômetro mais usado no Brasil é o tipo Ville de Paris (Figura 
9.6). Ele tem um corpo bastante alongado e o coletor em forma de taça. É geralmente 
feito em chapas de aço inoxidável ou galvanizado. 
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Figura 0.6. Pluviômetro Ville de Paris. Fonte: Bíscaro (2007). 
 
 
Para facilitar uma melhor visualização do pluviômetro e sua instalação, 
apresenta-se um esquema mostrado na Figura 9.7de como é feita a medição da chuva 
contida no pluviômetro e as características de medição no aparelho (Figura 9.8). 
 
Figura 0.7. Esquema da Instalação de um Pluviômetro na Estação Convencional. Fonte: 
Musse (2013). 
 
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Figura 0.8. Características de medição um pluviômetro. Fonte: 
http://dc340.4shared.com/doc/ZepodSU4/preview.html. 
 
 Os pluviômetros automáticos podem ser de peso ou de balança, com sinal de 
saída sendo do tipo elétrico, e a quantificação e a evolução da chuva podem ser 
facilmente registradas. Contudo, o mais usado em uma estação meteorológica 
automática é o de Báscula, apresentado a seguir. 
 
 Pluviômetro de Báscula 
 
Este pluviômetro é formado por uma base de metal, na qual está fixada a báscula. 
O cone coletor de chuva, fixado no cilindro, normalmente de alumínio, direciona a água 
para a báscula: uma vez que o nível pré-definido é atingido, a báscula calibrada gira sob 
a ação de seu próprio peso, despejando a água. 
Durante a fase de rotação, o interruptor de lingueta se abre por uma fração de 
segundos, enviando um sinal ao contador. A precipitação pluvial medida é baseada na 
contagem do número de baldes esvaziados: o contato magnético, normalmente fechado, 
abre-se no momento da rotação da báscula entre uma seção e outra. O número de pulsos 
é detectado e gravado por um sistema automático de aquisição de dados (datalogger) ou 
por um contador de pulsos, conforme pode ser visto na Figura 9.9. 
Em alguns modelos, um filtro removível destinado à limpeza e manutenção 
periódica é inserido no cone coletor para evitar que folhas ou outros elementos 
bloqueiem a sua saída. 
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Figura 0.9. Modelo de Pluviômetro de Báscula automático. 
 
9.8.2. Registradores 
 
Para se registrar a chuva podem-se utilizar vários tipos de pluviógrafos. O 
pluviógrafo é mais encontrado nas estações meteorológicas convencionais 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 permitam determinar além do 
total de chuva, sua duração e assim a intensidade de mesma, e o horário que ocorreu a 
chuva. 
Este equipamento consiste em um registrador automático que trabalha associado 
a um mecanismo de relógio. Este mecanismo imprime rotação a um cilindro envolvido 
em papel graduado, sobre o qual grafa a altura da precipitação registrada. Apesar de 
haver grande número de tipos de pluviógrafos, somente três tipos são mais utilizados: o 
Pluviógrafo de Caçamba Basculante, o Pluviógrafo de Peso e o Pluviógrafo de 
Flutuador. 
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 Pluviógrafo 
 
 Finalidade: Registrar a quantidade, intensidade e frequência de chuva, 
fornecendo informação gráfica e contínua de todas as variações da chuva. 
 Constituição: É constituído por uma superfície coletora padrão de 200 cm2 (funil 
coletor), montado em um cilindro. Dentro do cilindro existe um conduto, um 
reservatório (cilindro menor), uma boia, o mecanismo de transmissão e o mecanismo de 
registro. 
 Funcionamento: A água captada é conduzida para um recipiente cilíndrico 
dotado de um sifão. À medida que a água se acumula, a bóia vai se elevando no interior 
do cilindro e esse movimento é transmitido a uma pena que registra no diagrama 
(pluviograma); quando a água do recipiente atinge seu ponto máximo, o sifão em 
funcionamento esvazia o recipiente e provoca o retorno da pena ao ponto zero da escala 
do pluviograma. O sifão entra em funcionamento a cada 10 mm de chuva, e é chamado 
de sifonada. A unidade de medida é milímetro (mm) de chuva e/ou milímetro de chuva 
por tempo (hora ou dia) (mm/hora ou mm/dia). 
 Leitura: Os dados de precipitação são obtidos no diagrama denominado de 
pluviograma que normalmente é diário e é trocado antes da primeira observação (12h 
GMT). 
Tipos de linhas representadas no pluviograma: 
 Linha reta horizontal: representa ausência de chuva; 
 Linha reta vertical: representa uma sifonada; 
 Linha inclinada: representa ocorrência de chuva. 
Graus de intensidade da chuva: 
 Nulo: 0,0 mm/h; 
 Muito leve: 0,1 a 1,0 mm/h; 
 Leve: 1,1 a 5,0 mm/h; 
 Moderada: 5,1 a 25,0 mm/h; 
 Forte: 25,1 a 50 mm/h; 
 Muito Forte: mais de 50,1 mm/h. 
 
 Instalação: Este aparelho é instalado ao ar livre e a área de captação (coletor) se 
localiza a 1,5m do solo em nível e livre de obstáculos. 
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O mais utilizado em nosso país é o modelo do tipo sifão, existindo um sifão 
conectado ao recipiente que verte toda a água contida quando o volume retido equivale 
à 10 cm de chuva. 
 
 Pluviógrafo de Caçamba Basculante 
 
Esse aparelho consiste em uma caçamba dividida em dois compartimentos, 
arranjados de tal maneira que, quando um deles se enche, a caçamba báscula, esvazia-o 
e coloca o outro em posição. A caçamba é conectada eletricamente a um registrador, de 
modo que, quando cai 0,25 mm de chuva, na boca do coletor, um dos compartimentos 
da caçamba se enche, e cada variação corresponde ao registro de 0,25 mm de chuva 
(Figura 9.10). Embora obsoletos esses instrumentos ainda são utilizados de maneira 
rotineira. 
Com o advento dos registradores eletrônicos, só restou do antigo pluviógrafo o 
par de caçambas com a chave cujo impulso é agora registrado em meio digital, exibindo 
os dados referentes à data e hora em que ocorrem. Esse tipo de pluviógrafo é o mais 
comum hoje em dia, existindo desde instrumentos de baixo preço feitos em plástico até 
instrumentos de alta qualidade com carcaça aquecida para medição de precipitação de 
neve ou gelo. 
Uma desvantagem destes instrumentos é a possível perda de uma parte da leitura 
de chuva, se a água acumulada na caçamba, não chega a provocar o basculamento. Se 
não evaporar durante o período seco subsequente provocará um erro no outro sentido, 
na medida da próxima chuva. 
Normalmente, esses instrumentos têm resolução de 0,1 ou 0,2 mm de chuva. 
Todos eles têm alguma forma de estender a escala além dos 10 ou 20 mm de chuva que 
constituem a escala básica. Em alguns deles a agulha, uma vez atingida à extremidade 
superior, retorna em um movimento invertido. Em outros, cada vez que a agulha chega 
à posição superior, cai voltando para a posição inicial. 
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Figura 0.10. Exemplo de Pluviógrafo de Caçamba Basculante. Fonte: 
http://asignatura.us.es/pfitotecnia/textosC/imagenes/Fig28.jpg. 
 
 Pluviógrafo de Peso ou de Cisterna Sifonada 
 
Os pluviógrafos de cisterna sifonada possuem um recipiente capaz de conter certa 
quantidade de água correspondente a 10 ou 20 mm de chuva, levando em conta a área 
do coletor. O recipiente é dotado de um sifão que esgota a água toda vez que a cisterna é 
preenchida (Figura 9.11). Esse recipiente é montado na extremidade do braço de uma 
balança de peso móvel de modo que, ao aumentar a quantidade de água no seu interior, 
o braço baixa e faz com que, através de um sistema de alavancas a agulha sobe sobre a 
escala. Esta escala encontra-se sobre um cilindro movido por um mecanismo de 
relojoaria como descrito anteriormente. Assim, a cada 10 mm de chuva a escala é 
percorrida e, após os 10 mm a agulhavolta ao zero por efeito do sifonamento. 
Ou seja, neste modelo, o receptor repousa sobre uma escala de pesagem que 
aciona a pena e esta traça um gráfico de precipitação sob a forma de um diagrama 
(altura de precipitação acumulada x tempo). 
Uma vantagem desse modelo é que, ao evaporar-se a água residual no fundo do 
reservatório, após a chuva, é possível verificar sobre a escala o valor da perda, e assim 
ter uma referência correta de onde passar a contar a chuva seguinte. Dessa forma ele é 
mais preciso do que o correspondente de caçamba basculante. 
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Uma variante do pluviógrafo de cisterna sifonada possui uma boia dentro da 
cisterna, e a cisterna é fixada na estrutura do instrumento. A boia movimenta 
diretamente a agulha que traça o pluviograma. Embora relativamente antigos, os 
pluviógrafos de cisterna sifonada continuam a ser fabricados, sendo os de balança mais 
frágeis e mais precisos e os de bóia mais robustos. 
 
Figura 0.11. Esquema mostrando o funcionamento e instalação do Pluviógrafo de Peso. 
Fonte: Musse (2013). 
 
 Pluviógrafo de Flutuador 
 
 
Este tipo de Pluviógrafo é constituído de duas unidades: elemento receptor e 
elemento registrador. O receptor é semelhante ao de um pluviômetro comum diferindo, 
apenas, quanto à superfície receptora que é de 200 cm
2
, 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 tambor situado sob o fundo do 
cilindro. 
Este cilindro gira uma volta completa em 24 horas contendo à mudança diária do 
papel com os registros de precipitações ocorridos, assim como o arquivamento contínuo 
para possíveis consultas futuras dos dados registrados. 
O modelo mais empregado no Brasil é o de Hellmann-Fuess ou de Sifão, 
mostrado na Figura 9.12. Neste tipo de pluviógrafo, 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 
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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, conforme 
mostra a Figura 9.13. 
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 
 
Figura 0.12. Pluviógrafo de Helmann-Fuess ou de Sifão. Fonte: Vieira & Piculli (2009). 
 
 
Figura 0.13. Esquemas mostrando o funcionamento e instalação, respectivamente, do 
Pluviógrafo de Helmann-Fuess. Fonte: Musse (2013). 
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 Pluviógrafo de Balança Eletrônica 
 
 A versão moderna do pluviógrafo de cisterna sifonada é o pluviógrafo de 
balança eletrônica. Este é o melhor de todos os pluviógrafos, porque o recipiente 
colocado sobre a balança eletrônica pode ser de grande porte devido à alta resolução da 
referida balança. Assim sendo o coletor, em vez de terminar em um funil (que despeja a 
água da cisterna de pequeno porte do pluviógrafo mecânico), passa a ser apenas um 
delimitador da área de captação. A chuva cai diretamente no interior do reservatório que 
está sobre a balança (Figura 9.14). 
 Através de filtragem por software, eliminam-se as perturbações causadas pelo 
impacto das gotas e pode-se medir com alta resolução a quantidade precipitada. Quando 
o reservatório enche, ele pode ser esgotado pelo controlador eletrônico do instrumento 
usando bombeamento ou válvulas atuadas eletricamente. 
 
Figura 0.14. Esquemas mostrando o funcionamento do Pluviógrafo de Balança. Fonte: 
Varejão-Silva (2006). 
 
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Referências do Capítulo 
 
 
BÍSCARO, G.A., 2007. Meteorologia Agrícola Básica. 1ª Edição, UNIGRAF, 87p. 
 
MUSSE, C.L.B. Capítulo 02: Precipitações. Disponível em 
http://professor.ucg.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/13239/material/capitul
o%2002%20-%20precipita%C3%A7%C3%B5es.ppt. Acesso em 05 de agosto de 
2013. 
 
SENTELHAS, P.C.; ANGELOCCI, L.R, 2009. Umidade do ar – Chuva – Vento. Slides 
de Aula da Disciplina LCE 306 – Meteorologia Agrícola, ESALQ/USP. 
 
VAREJÃO-SILVA, M.A., 2006. Meteorologia e Climatologia. Versão Digital. Acesso: 
www.asasdaamazonia.com.br/.../Meteorologia_Climatologia.pdf. 552p. 
 
VIANELLO, R L.; ALVES, A. R., 1992. Meteorologia Básica e Aplicações. Viçosa: 
UFV – Imprensa Universitária, 449p. 
 
VIEIRA, L.; PICULLI, F.J., 2009. Meteorologia e Climatologia Agrícola. Notas de 
Aula, Cidade Gaúcha/PR, UEM, 133p. 
 
 
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Exercícios Resolvidos 
 
Teóricos 
 
1) Quais são os elementos necessários para a formação da precipitação? 
Resposta: Condensação do ar, mecanismo de resfriamento do ar, presença de núcleos 
de condensação e mecanismo de crescimentos de gotas de água (colisão e coalescência). 
 
 
2) Quantos e quais são os tipos de precipitação? 
Resposta: São 3: Convectivas, Orográficas e Frontais. 
 
 
3) Quais são as condições que interferem na precipitação? 
Resposta: Condições atmosféricas (temperatura e umidade do ar, pressão e vento) e 
condições da superfície (relevo). 
 
 
4) Quais são as grandezas características das medições de precipitação? 
Resposta: Altura pluviométrica, intensidade de precipitação e duração. 
 
 
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Práticos 
 
5) Coletou-se 675 cm3 de água em um pluviômetro cuja área de 
captação é de 225 cm
2
. Quanto precipitou em mm? 
 
V = 675 cm
3
 
S = 225 cm
2
 
S
V
h 
→ 
2
3
225
675
cm
cm
h 
→
cmh 3
→
mmh 30
 
 
 
6) Um Pluviógrafo coletou certo dia 12 mm de precipitação. Há no local 
uma cultura que ocupa uma área de 2 hectare, cujas necessidades 
hídricas diárias são de 300.000 litros de água. Deseja-se saber se a 
precipitação ocorrida satisfaz ou não a estas necessidades. Em caso 
negativo quantos litros de água deverão ser irrigados por m
2
? R.: Não 
satisfaz. 3L/m
2
. 
 
h = 12 mm; Área da cultura (S) = 2 ha = 20.000 m
2
; 
Volume necessário = 30.000 litros = 30 m
3
 (1m
3
 = 1000 litros) 
1 mm = 1L/m
2 
S
V
h 
→ 
220000
300000
m
L
h 
→
mmh 15
. Não satisfaz porque choveu apenas 12 mm e 
exigência é de 15 mm. 
 
X = 15 mm – 12 mm = 3 mm = 3 L/m2 
 
 
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Exercícios Propostos 
 
 
1) Defina chuvas convectivas, orográficas e frontais. 
 
2) Por que as medições de chuva são necessárias? 
 
3) Por que os pluviógrafos são essencialmente instalados nas estações 
meteorológicas? 
 
4) Explicar o funcionamento de um pluviômetro e de um pluviógrafo. 
 
5) Por que os equipamentos de medição de chuva devem manter certa 
distância dos obstáculos horizontais e verticais? 
 
6) O que é intensidade de chuva? Como se determina?7) Coletou-se 675 cm3 de água em um pluviômetro cuja área de captação é de 225 
cm
2
. Quanto precipitou em mm? R.: 30 mm. 
 
8) Certa cultura necessita diariamente de 80.000 litros de água por hectare. 
Em certo dia, um pluviômetro coletou 5 mm neste local. Deseja-se saber: 
a) Esta precipitação satisfaz ou não as necessidades hídricas da cultura? 
Em caso negativo, quanto litros deverão ser irrigados por m
2
? 
b) Quantos cm
3
 de água foram coletados por este pluviômetro, durante 
esse dia, sabendo-se que a área da boca coletora é de 200 cm
2
? R.: a) Não 
satisfaz. 3L/m
2
; b) 100 cm
3
.