Análise das relações entre energia, momentum, taxa de precipitação e refletividade do radar: uma aplicação ao estudo da erosão

• Ano de defesa: 1986
• Autor(a) principal: Wagner, Claúdia Sonia
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: CHUVA; ENERGIA CINÉTICA; ESTIMATIVA; PRECIPITAÇÃO; RADAR
• Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11131/tde-20220208-053900/

A energia cinética e o momentum da chuva, parâmetros proporcionais à perda de solo devido a erosão hídrica, são via de regra, estimados a partir da taxa de precipitação, utilizando-se relações entre esses parâmetros, as quais foram estudadas no presente trabalho. A relação, conhecida como relação Z-R, utilizada na meteorologia com radar para a estimativa da taxa de precipitação (R), a partir da refletividade do radar (Z), assim como relações entre a energia, o momentum e a refletividade do radar, também foram objetos deste estudo. Os parâmetros estudados foram os referentes a três chuvas convectivas do verão de 1.985, obtidos a partir de mais de 500 espectros de 1 minuto, medidos através de um disdrômetro instalado no IPMet/UB, no âmbito do Projeto RADASP-II, em Bauru - SP. Para a caracterização dos espectros de gotas de chuva, calculou-se o fator de forma definido por JOSS e GORI (1978), verificando-se que para os espectros instantâneos (1 min.) das três chuvas estudadas, a exponencialidade não ocorre, mas para tempos de integração longos (400 min.), existe uma tendência dos espectros assumirem a forma exponencial inversa proposta por MARSHALL e PALMER (1948). Os parâmetros calculados a partir do espectro de gotas foram: energia cinética (e) em J.m-2.mm-1, fluxo de energia cinética (FEC) em J.m-2.s-1, momentum (m) em Kg.m.s-1.m-2.mm-1, fluxo de momentum (FMO) em N.m-2, taxa de precipitação (R) em mm.h-1, diâmetro mediano (DME) em-mm e refletividade do radar (Z) em mm6.m-3. As relações estudadas foram: e = e(R), FEC = FEC(R), m = m(R), FMO = FMO(R), DME = DME(R), Z = Z(R), e = e(Z), FEC = FEC(Z), m = m(Z), FMO = FMO(Z), e = e (DME), as quais foram ajustadas equações de regressão experimentais e equações analíticas derivadas assumindo-se o espectro exponencial de MARSHALL e PALMER (1948). Os resultados indicaram que todas as relações experimentais obtidas são estatisticamente significativas, embora dados instantâneos sejam subestimados pelas relações e = e(R), m = m(R) e DME = DME(R) ajustadas, de forma que as mesmas não descrevem a natureza física do processo envolvido, e que sua utilização não é recomendada para a estimativa dos parâmetros num curto espaço de tempo. Tal variabilidade foi explicada com base na inexistência de uma função unívoca entre a forma do espectro e a taxa de precipitação. A comparação específica entre a relação experimental obtida entre e= e(R) e a relação de WISCHMEIER e SMITH (1958), tradicionalmente utilizada para a estimativa da energia cinética da chuva, não mostrou diferença significativa. O alto grau de correlação da relação e = e(DME) obtido, permite que a mesma seja observada na obtenção de níveis adequados de energia durante a simulação de chuva nos estudos de erosão dos solos. As relações e = e(Z), FEC = FEC(Z), m = m(Z), FMO = FMO(Z), experimentais obtidas, permitiram que CAPPis e PPis fornecidos pelo radar meteorológico, fossem utilizados na estimativa da variabilidade temporal e espacial dos parâmetros associados a um sistema precipitante. Todas as relações analíticas, entre os parâmetros estudados, derivadas assumindo-se o espectro exponencial de MARSHALL e PALMER (1948), estimaram valores inferiores aos dados experimentais.