Propriedades da Água na Atmosfera e Medição de Umidade

A água na atmosfera tem a capacidade de transportar grandes quantidades de energia. Com seu alto poder calorífico, é capaz de absorver a energia do saldo de radiação na superfície do planeta e liberá-la em um ponto mais elevado da atmosfera. Essa dissipação de energia proporciona uma tendência de redução nas amplitudes térmicas diárias, gerando climas mais amenos.

Aparelhos de Medição

• Umidade Relativa: Conjunto psicrômetro e higrógrafo de cabelo.
• Precipitação: Pluviômetro e pluviógrafo.

Equação de Tétens e Pressão de Vapor

Na figura (Gráfico psicrométrico) está representada graficamente a equação de Tétens, equação que relaciona a quantidade máxima de vapor d'água que uma amostra de ar consegue reter a dada temperatura. Ao adquirir energia e ter sua temperatura aumentada, o ar tem a tendência de se expandir e, assim, aumentando também sua capacidade de retenção de vapor d'água. Essa tendência é notadamente exponencial. A quantidade máxima de vapor d'água retido é representada em unidades de pressão, no caso da figura em mmHg. A equação pode ser representada em qualquer unidade de pressão. Essa pressão de vapor d'água é somada à pressão do ar seco e a resultante é a própria pressão atmosférica. A pressão máxima de vapor d'água que uma amostra de ar consegue reter a dada temperatura é importante, pois está diretamente relacionada com o cálculo da umidade relativa do ar.

Conjunto Psicrômetro

Um conjunto psicrômetro é constituído de 2 termômetros idênticos: o termômetro de bulbo seco e o termômetro de bulbo úmido. A leitura da temperatura realizada pelos 2 termômetros tende a se diferenciar com a alteração da umidade relativa do ar. A diferença da leitura dos 2 termômetros será tanto maior quanto maior for a umidade relativa do ar. Com as 2 leituras, faz-se uso de uma equação. Nesta equação, a diferença das duas temperaturas será multiplicada por uma constante que é própria de cada equipamento. O produto dessa multiplicação será subtraído da pressão máxima de vapor d'água calculada pelo uso da equação de Tétens e usando-se a temperatura do bulbo úmido. O resultado será a pressão parcial de vapor d'água do ar ($e_a$). Com este valor é possível se calcular a umidade relativa, temperatura do ponto de orvalho, razão de mistura, etc.

Tipos de Umidade

Umidade absoluta: quantidade de vapor d'água presente em um volume de ar tanto maior quanto maior for o volume. Sua unidade usual é g de vapor d'água por m³ de ar seco. A umidade de saturação tem a mesma unidade, mas representa a quantidade de vapor d'água que seria necessária estar presente em uma amostra de ar para que esta amostra atingisse a saturação e, consequentemente, a umidade relativa de 100%.

Variação Diária da Umidade Relativa

A (Variação diária da) Umidade relativa apresenta tendência oposta da temperatura: o ponto de maior temperatura do dia é exatamente o ponto de menor umidade relativa do ar, enquanto que o ponto de mínima temperatura do ar coincide com o ponto de maior umidade relativa do ar. Com o aumento da temperatura teremos um aumento na pressão de saturação de vapor d'água no ar e, consequentemente, um declínio na umidade relativa do ar.

Tipos de Chuva

Chuva frontal: chuva ocasionada pela movimentação das frentes. Essas chuvas geralmente ocorrem por resfriamento do ar, causando elevação na umidade relativa até ocorrência da chuva. Sua distribuição é generalizada em grandes áreas, não ocorrendo nunca de forma isolada. A intensidade da chuva tende a ser fraca, porém a duração da chuva tende a ser longa.

Chuva convectiva: chuva causada pelo grande aporte de vapor d'água na atmosfera em dias de elevado saldo de radiação. Com o abaixamento da temperatura durante o fim da tarde, a saturação do ar é atingida e a chuva ocorre. Normalmente é localizada em pequenas regiões, ocorre no fim da tarde com o abaixamento da temperatura, tem intensidade forte, porém curta duração. Conhecida como "chuva de verão".

Chuva orográfica: chuva que ocorre por causa do relevo: geralmente uma cordilheira ou algum tipo de barreira física não permite a passagem de massas de ar carregadas de vapor d'água. Isso faz com que a chuva sempre ocorra no mesmo local. Exemplo: Ubatuba.