Material e métodos 1 Dados de disdrômetro

O disdrômetro de impacto (JW) é um instrumento que transforma o movimento vertical de uma gota de chuva que atinge uma superfície sensível de um sensor em um pulso elétrico cuja amplitude é função do diâmetro da gota. Daí é calculada a distribuição dos tamanhos das gotas em um volume de ar. Os 127 diâmetros de gotas medidos pelo disdrômetro são apresentados em 20 classes aproximadamente exponencial, que variam de 0,3 mm até 5 mm. A medida inferior da escala deve-se aos limites práticos do princípio de medidas e são de menor importância nas aplicações para as quais o instrumento foi desenvolvido, e o limite superior é o qual, acima dele, as ocorrências são bastante raras por causa da quebra das gotas devido à instabilidade das gotas grandes (Distromet, 2004).

Durante o ano de 1997, efetuou-se uma campanha de medidas de DSD na região central do Estado de São Paulo, no período da primavera, sendo que o dia 16 de outubro de 1997 foi selecionado por apresentar registro de várias horas de precipitação contínua, tendo o mesmo sistema precipitante, de natureza frontal fria, atingido as três estações de registro. Os disdrômetros JW (modelo RD-69) foram instalados nas áreas urbanas de Garça (22,2153º S, 49,6547º W, 668 m), Bauru (22,3367º S, 49,0646º W, 595 m) e Botucatu (22,8894º S, 48,4508º W, 838 m), e ajustados para integrações de dados a cada 1 minuto. Os transdutores dos disdrômetros JW foram instalados levando-se em consideração as seguintes condições locais: protegidos de ruídos; protegidos de ventos fortes; não sujeitos a alagamentos; afastados de objetos e superfícies que poderiam provocar respingos.

2.2. Estimativa de parâmetros hidrometeorológicos

Os seguintes parâmetros e dados são determinados a partir da distribuição de gotas: ni é o

número de gotas medidas em cada classe i de tamanho de gota, durante o intervalo de tempo t; Di é o diâmetro médio das gotas de tamanho de classe i (mm); A é o tamanho da

superfície sensível do disdrômetro (50 cm2_{); t é o intervalo de tempo para uma medida (aqui}

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segundo Gunn & Kinzer (1949); ∆Di é o intervalo de diâmetro da gota de classe tamanho i

[mm]; R (intensidade de precipitação em mm/h); RA (total de chuva em mm); Z (fator de refletividade de radar em dBZ); EF (fluxo de energia cinética em J/m2 _{h); D}

max (maior gota

coletada em mm); N(Di) (o número densidade de gotas com diâmetros correspondentes ao

tamanho de classe i por unidade de volume [1/mm m3_].

As quantidades R, Z e EF são computadas usando as seguintes equações:

R = 6 π 10-4 (1/A .t) Σ ni Di3 (1)

Z = (1/ A .t ) Σ ni Di6 / v(Di) (2)

sendo Z expresso como função logarítmica, dBZ = 10 log Z (3)

EF = ( π 10-3 _{/ 36. t ) Σ n}

i Di3 v(Di)2 (4)

2.3. Dados de Radar

Os dados do radar de tempo de Bauru (22,3583º S, 49,0272º W, altitude 624 m) são de refletividade (expressos em dBZ), com o CAPPI (Indicador de Posição no Plano com Altitude Constante) de altitude 3,5 km, até um raio de 240 km do equipamento.

Os conjuntos de dados foram coletados a cada 7,5 minutos, com 11 elevações da antena, e correspondem às refletividades médias em áreas de 1 km X 1 km, até 240 km de raio.

3. Resultados e discussão

Ao longo do dia 16, as informações do radar de Bauru mostravam a atuação de uma frente fria próxima ao Estado de São Paulo através de extenso sistema precipitante que se deslocava sobre a área no sentido de oeste para leste, formado por precipitação estratiforme, de pouca extensão vertical e baixas intensidades, em sua grande maioria. Observou-se que o total de gotas para a chuva de 16 out 1997 não apresentou valores muito acima de 400 gotas por minuto, para as três localidades. Esse valor foi superado por 2-3 minutos em Garça, tendo permanecido abaixo de 300 gotas por minuto a maior parte do tempo. O mesmo ocorreu em Bauru, tendo a marca de 400 gotas sido superada por 3-4 minutos, com o número de gotas permanecendo abaixo de 300 por minuto na maior parte do tempo. Em Botucatu, a situação foi pouco distinta. No terço inicial de toda chuva, o número de gotas superou 400 por minuto, tendo ultrapassado o número de 500 gotas por 2-3 minutos; em seguida o número de gotas foi gradativamente diminuindo, até o final. A evolução dos registros do número de gotas por minuto em cada localidade é mostrada na Figura 1.

Uma avaliação da distribuição das gotas (DSD) e das intensidades de precipitação a cada minuto, feitas em quatro momentos distintos da precipitação em cada localidade, mostra as diferenças entre as DSDs. Em Garça, pouco depois do início, às 15:14 h, a chuva atingiu seu maior número de gotas por minuto (448), distribuídas com poucas gotas pequenas, as concentrações de gotas entre 1,1 mm e 1,3 mm, tendo a maior gota 3,2 mm. As concentrações obtidas às 14:26 h (1,9 mm/h), 15:14 h (10,2 mm/h), 16:02 h (3,6 mm/h) e 16:51 h (1,33 mm/h) foram bastante diversas entre elas. Em Bauru, a chuva atingiu o maior número de gotas (448) às 16:43 h, no terço final da chuva; as gotas estiveram concentradas entre 0,9 mm e 1,1 mm, tendo a maior gota 2,3 mm; as concentrações obtidas às 15:27 h (4,1 mm/h), 16:05 h (4,6 mm/h), 16:43 h ( 3,7 mm/h) e 17:21 h (2,1 mm/h) não apresentaram grande dispersão. Em Botucatu o número maior de gotas (525) foi atingido às 16:24 h; no horário, a maior gota apresentou 1,9 mm com as maiores concentrações de gotas de 0,9 mm a 1,1 mm; as concentrações das 16:30 h (2,2 mm/h), 16:55 h (3,0 mm/h) e 17:23 h (0,9 mm/h) apresentaram pouca dispersão; às 17:52 h (3,6 mm/h), no final das chuvas, a concentração era bem distinta das anteriores, embora tenha apresentado a maior

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intensidade. A Figura 1 também apresenta as distribuições de gotas (DSD) para as três localidades.

Figura 1. (esquerda) Evolução do número de gotas para Garça, Bauru e Botucatu, em 16 out 1997; (direita) distribuição do tamanho de gotas de 1 minuto nos horários anotados, por localidade.

Tabela 1. Valores extraídos de disdrômetros (1 minuto) em 16 out 1997. _____________________________________________________________

Início Término Período Precipitação Rmax Zmax Ekmax

Localidade (hora) (hora) (minutos) Total (mm) (mm/h) (dBZ) (J/m2_.h)

Garça 13:48 17:40 248 10,3 10,8 41,2 264,6 Bauru 15:03 17:53 170 8,6 8,7 39,6 196,3 Botucatu 16:19 18:43 144 3,1 4,7 32,7 68,6

Em Garça, o número médio de gotas foi 172 por minuto às 15:24 h, na maior intensidade, apresentou a maior refletividade (41,2 dBZ) e o maior fluxo de energia cinética (264,6 J/m2_{.h). Em Bauru, o número médio de gotas foi 232 por minuto e às 15:38 h apresentou a}

maior intensidade (8,7 mm/h), a maior refletividade (39,6 dBZ) e o maior fluxo de energia cinética (196,6 J/m2_{.h). Em Botucatu, o disdrômetro indicou o número médio de gotas de}

212 por minuto, sendo que às 16:26 h apresentou a maior intensidade (4,7 mm/h);

Número Total de Gotas - Garça - 16 out 1997

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 780 840 900 960 1020 1080 1140 Tempo (minutos) Núm e ro de G o ta s

Número do Total de Gotas - Bauru - 16 out 1997

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 780 840 900 960 1020 1080 1140 Tempo (minutos) N ú m e ro d e Go ta s

Número Total de Gotas - Botucatu - 16 out 1997

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200 Tempo (minutos) N ú m e ro d e Go ta s