Chuva

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Chuva sobre algumas árvores

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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

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:

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 de 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] 1 kg/m2, ou seja, 1 mm de pluviosidade significa que em cada metro quadrado de área da superfície haverá 1 quilograma de massa de água. Matematicamente:

  • Densidade da água: Cada litro de água pura possui 1 quilograma de massa. [i]
  • Correspondência pluviométrica: [ii]
  • Fazendo [i] em [ii], temos que:

Portanto, 1 mm = 1 kg/m2

Consequentemente, quando desejamos ler a pluviosidade não em função da altura da coluna de 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]

Uma chuva de 1 mm h-1 corresponde a 2,7778 x 10-7 m s-1 . Note que a unidade (m s-1) é obtida fatorando-se (m3 m-2 s-1). Os hidrometeorologistas utilizam o Sistema Internacional de Unidades ao fazer seus cálculos numéricos. Entretanto, ao apresentarem os resultados obtidos, o fazem utilizando o Sistema de Unidades Auxiliar, como por exemplo, (mm h-1).