PROCESSO DE FORMAÇÃO DAS CHUVAS

Para responder a essa questão, propomos começar pelo fim do processo. Boa parte da chuva caída se infiltra na terra, esta entendida como rochas permeáveis, erodidas. Em outras partes do terreno, formada por rochas impermeáveis, a água da chuva não se infiltra, escorrendo para os ribeirões, córregos e rios próximos, podendo, inclusive, ir evaporando, parte dela, ao longo do percurso.

O solo onde pisamos e andamos tem entre 5 e 90 km de espessura, dependendo da formação geológica do lugar. A parte superior do solo é formada, geralmente, por rochas erodidas. A água da chuva se infiltra nessas rochas até a profundidade onde começa a camada de rochas impermeáveis, que formam o lençol freático das águas subterrâneas.

O acúmulo sucessivo de chuvas, ano após ano, aumenta a pressão da água nesses lençóis freáticos, forçando a abertura de caminhos subterrâneos por dezenas ou centenas de quilômetros. Nesse percurso, o fluxo de água acompanhará o nível ou desnível do lençol freático, ora se elevando, ora descendo, em obediência à constituição do terreno rochoso encontrado pelo caminho. A água escorrerá subterraneamente até encontrar uma saída que pode ser uma depressão entre montanhas ou mesmo a encosta de uma delas.

Nascente de Rio e seu Caminho para o Mar

Na impossibilidade de continuar fluindo no mesmo nível anterior do terreno, a água subterrânea acaba por formar uma nascente, que outra coisa não é senão o afloramento da água subterrânea. Formada a nascente, a água seguirá pelos caminhos mais baixos do terreno, em obediência à lei da gravidade.

Qual é o lugar mais baixo da crosta terrestre? O mar, os oceanos. Os rios correm, geralmente, para o mar; pequenos rios podem correr para grandes lagos, que também são pequenos mares. Os rios em seu caminho para o mar vão derrubando barreiras e formando vales. O poder de destruição das águas é avassalador. Penso até que seja o mais poderoso dos elementos básicos do planeta (terra, água, fogo e ar). Mas, como dizíamos, os rios correm para o mar e, no entanto, ele nunca se enche. Por quê?

Formação das Nuvens

A água dos oceanos, rios e lagos, ao se aquecerem até certo grau de temperatura, digamos, a partir de 20 ^oC, entra em processo de evaporação. Quanto maior a temperatura das águas, maior será sua evaporação. O vapor d´água é água em outro estado da matéria, o gasoso. Mais leve do que o ar, ele ganha altitude e deixa-se levar pelas correntes atmosféricas, os ventos. Quanto mais sobe o vapor d´água mais frio ele se torna, condensando-se, formando, assim, as nuvens.

São quatro tipos principais de nuvens: nimbos, cúmulos, estratos e cirros, as quais podem combinar entre si para formar tipos intermediários. A combinação cúmulo-nimbo, por exemplo, é um tipo de nuvem bastante volumosa, que se ergue verticalmente, à semelhança de altas torres. A formação desse tipo de nuvem resulta da ação violenta de ventos quentes ascendentes, podendo inclusive ocasionar chuvas de granizo, como veremos mais adiante.

O grau de concentração da umidade, o índice de saturação do vapor d´água, irá determinar o tipo de nuvem, bem como sua altitude. Nimbo, por exemplo, é a nuvem espessa e cinzenta, de baixa altitude (700 a 1.500 m), que facilmente se desfaz em chuvas. Os cúmulos são nuvens já bastante aglomeradas, na forma de grandes bolas de algodão, porém ainda não tão densas como o nimbo, deslocando-se em média altitude (2000 a 4000 m). Estratos e Cirros são nuvens que se deslocam em altitudes superiores a seis mil metros. Os estratos apresentam-se na forma de estilhaços de vidro, enquanto os cirros lembram o véu das noivas.  

As nuvens carregadas pelos ventos percorrem o espaço dos continentes e, em sua trajetória, recebem influência do relevo local, tais como montanhas, planaltos; as grandes florestas; e fenômenos como correntes atmosféricas e marítimas etc., fatores que acentuam o resfriamento das nuvens, elevando o grau de saturação do vapor d´água, em relação à área atmosférica envolvida, precipitando, dessa forma, as chuvas. A terra filtra á água das chuvas, formando as bacias hidrográficas subterrâneas que procuram uma saída, a nascente, que forma o rio, que corre para o mar, recomeçando o processo de formação das chuvas.

O Pai das Chuvas

Agora fica a pergunta: quem é o pai das chuvas? Afinal, quem desencadeou o processo de formação da chuva?

O Sol! O Sol é o pai da chuva. Lá estava a água; e o vento; e a terra; porém, sem a evaporação não teríamos chuvas. Alguém poderá dizer que o vento também faz evaporar a água. É verdade, porém, o que é o vento? Como sabemos, o vento é ar em movimento. E quem o movimenta? A diferença de pressão atmosférica. O que ocasiona a diferença de pressão atmosférica entre duas áreas? A temperatura! E quem causa variação de temperatura? O Sol!

Tipos de precipitação atmosférica

O granizo é formado geralmente na nuvem cúmulo-nimbo, como mencionado anteriormente. Correntes atmosféricas quentes e ascendentes assumem a forma de turbilhão no interior da nuvem, elevando o vapor d´água, que se resfria, à medida que ganha altitude, formando cristais de gelo que se agregam e se avolumam até ao ponto de seu próprio peso os precipitar na forma de chuva de granizo. A ação violenta dos ventos expulsa pelas extremidades da nuvem saraivadas de cristais de gelo, o granizo, podendo inclusive atingir aeronaves que passem pelas cercanias.

Outras vezes, as gotas de chuva ao caírem atravessam uma corrente atmosférica fria, abaixo de zero grau centígrado (corrente de jacto), que dependendo de sua espessura pode ocasionar a formação de granizo (chuva de pedra) ou simplesmente uma chuva muito fria.

A neve é formada geralmente em regiões geográficas de clima temperado, frio ou glacial. A neve requer a presença de núcleos de congelamento nas nuvens, fazendo cessar o fenômeno da superfusão. Em outras palavras, o vapor d´água congelando-se a temperaturas inferiores a zero grau. Naturalmente, a temperatura no nível do solo também deve ser igual ou inferior a zero grau.

A neblina resulta do contato das nuvens com a superfície terrestre. É o vapor d´água se condensando em baixas altitudes, nas matas e encostas montanhosas, geralmente, nas manhãs frias de inverno.

A chuva ácida é um fenômeno decorrente da poluição gerada nos grandes centros urbanos, industriais, proveniente da produção de energia fóssil, tais como o carvão, o petróleo, outros poluentes. A poluição pode-se espalhar por grandes áreas do planeta, tangida ou carregada pelos ventos.

A chuva em si já é ligeiramente ácida, porém, seu índice de acidez torna-se bastante elevado com a emissão para a atmosfera de dióxido de carbono, óxido de nitrogênio e o dióxido de enxofre, que reagem com as partículas de água presentes nas nuvens, formando os ácidos nítrico e sulfúrico, que, ao se precipitarem com as chuvas, neve ou neblina, gera o fenômeno da chuva ácida. A ação da chuva ácida sobre o relevo, os monumentos, a vida vegetal e animal é devastadora, por ser bastante corrosiva.

As Secas

Há certas regiões do planeta onde chove pouco ou quase nunca chove, e aqui dois exemplos: o sertão nordestino e o deserto de Atacama. A ocorrência de chuvas depende de alguns fatores geográficos locais, tais como: correntes marítimas, dinâmica dos ventos, zona de convergência intertropical, tipos de relevo, fenômenos como El Niño, La Niña etc.

O Deserto de Atacama

O deserto de Atacama, particularmente sua faixa costeira que se estende por cerca de mil km, do norte do Chile ao sul do Peru, é a região mais árida do mundo. Do lado ocidental do Atacama, estende-se o oceano Pacífico e, neste, a corrente marítima de Humboldt, que por ser muito fria não propicia evaporação local de suas águas. Na parte oriental, alteia-se a cordilheira dos Andes impedindo a passagem das nuvens formadas na região amazônica. Na parte superior do deserto, a Puna do Atacama, também não chove por situar-se nos altiplanos andinos, a mais de 3 mil metros de altitude. Neste caso, as nuvens formadoras de chuva, os nimbos, não se elevam àquela altitude, precipitando-se antes nos vales e partes baixas do relevo.

O Sertão Nordestino

O Sertão é a sub-região brasileira que apresenta o menor índice pluviométrico do país. Aqui, também, apontaremos os fatores geográficos responsáveis pelo fenômeno das secas. São eles, continentalidade, relevo, dinâmica dos ventos, convergência intertropical, El Niño e La Niña.

Continentalidade: entende-se por este termo a maior distância entre uma determinada região e o oceano mais próximo. Formosa do Rio Preto, BA, minha querida cidade natal, por exemplo, está situada no extremo oeste baiano, divisa com os estados do Piauí e Tocantins, e separada do sul do Maranhão por um corredor de 20 quilômetros. A distância entre ela e o litoral baiano é de mil quilômetros. As nuvens formadoras de chuvas, os nimbos, dificilmente alcançariam a minha cidade, devido ao fenômeno da continentalidade.

Litoral elevado: o cotovelo litorâneo que contorna oitos estados nordestinos forma uma barreira à passagem das nuvens provenientes do oceano. O litoral baiano, por exemplo, é chuvoso; a zona da mata é chuvosa. O Agreste, situado nos baixos platôs das chapadas, constitui uma região de transição entre a zona da mata e o sertão. Lá também chove, mas não tanto quanto o litoral. Assim, quando os ventos rumam para o sertão já não carregam tanta umidade, chovendo muito pouco e em curto espaço de tempo (três a quatro meses ao ano). Se fosse possível a abertura de grandes vales ao longo do relevo litorâneo nordestino, talvez as nuvens formadoras de chuva chegassem com mais frequência ao sertão.

A partir do Outono e até meados da Primavera, as nuvens cruzam o espaço do Sertão com altitude acima dos 2.000 m, nuvens predominantemente do tipo estratos e cirros, pouco densas em umidade.

Relevo cristalino: constituindo boa parte dos terrenos do sertão e com baixa porosidade de suas rochas, o que dificulta a formação de reservas de água subterrâneas. Há, contudo, um raro exemplo de aquífero na região, o Gurgueia, no estado do Piauí. Terrenos cristalinos e baixo índice pluviométrico geram paisagem botânica de clima semiárido, que, por sua vez, contribui para a permanência do fenômeno climático na região. Como o Sertão (aférese de desertão) não está ladeado por desertos, sua paisagem botânica apresenta-se como um tipo único do planeta, o bioma da caatinga (caa tinga, matas brancas, em Tupi).   

Dinâmica dos ventos: quando as águas do Atlântico se aquecem proporcionalmente mais do que as águas do Pacífico, ocorre a formação de grandes frentes provindas do litoral maranhense. Litoral baixo que permite o avanço das nuvens pelo sul do estado, norte de Tocantins, sul do Piauí e oeste da Bahia. Outras vezes, há convergência com a frente que provém do litoral baiano. A convergência dessas frentes raramente acontece, porém, em determinados anos, há abundância de chuvas no sertão.

Convergência intertropical: em termos mais amplos é a área que circunda a Terra, próxima ao equador, onde os ventos alísios originários dos hemisférios Norte e Sul se encontram. Esse fenômeno concorre para a formação de grandes faixas de nuvens, ocasionando frequentemente tempestades. No hemisfério Sul, os alísios se movem de sudeste para noroeste, podendo variar, no entanto, ao longo do ano, devido ao próprio movimento da Terra. A umidade da floresta amazônica é também indutora na formação de chuvas e, segundo alguns estudiosos, ela lançaria ao espaço, diariamente, na forma de umidade, cerca de vinte bilhões de toneladas de água, quantidade superior à vazão do rio Amazonas no oceano, que é de dezessete bilhões de toneladas.

Ainda com relação ao sertão nordestino, vale lembrar que as áreas com menores índices pluviométricos estão localizadas no vale do S. Francisco (Bahia e Pernambuco) e nas escarpas ocidentais da chapada da Borborema (PB), chegando a apresentar índice pluviométrico anual de 250 mm.

El Niño e La Niña são fenômenos mais gerais, ligados à variação da temperatura das águas do Pacífico, que terminam por afetar a dinâmica dos ventos e das chuvas, globalmente. Esses fenômenos ocorrem entre três e sete anos, ou média estimada de três ou quatro anos.

El Niño está relacionado com a elevação da temperatura e o aumento da evaporação das águas do Pacífico, quando, então, os ventos alísios carregam bastante umidade principalmente para a América do Sul. La Niña representa o período de resfriamento das águas oceânicas do Pacífico e, nesses anos, as águas do Atlântico, em contrapartida, ficam, relativamente, mais aquecidas, favorecendo a formação de chuvas no nordeste brasileiro, nos meses de dezembro a fevereiro, principalmente nos estados do MA, PI, CE e RGN.

Monções e Tufões: No sul e sudeste da Ásia ocorrem, anualmente, as monções, e, não raro, os tufões, ambos decorrentes da diferença de temperatura e pressão atmosférica entre as águas oceânicas do oceano Índico e o continente. Os ventos de monção da primavera e verão carregam bastante umidade ocasionando as chuvas de monção em todo o sul e sudeste asiático. No Outono e Inverno, os ventos agora secos e frios alternam o sentido, soprando do continente para os oceanos.

Os tufões, por sua vez, ocorrem no Hemisfério Norte durante a Primavera. Nessas ocasiões, o continente se aquece mais rapidamente do que as águas oceânicas, ocasionando a formação de uma zona de alta pressão no oceano Índico. Por ser um fenômeno tropical, ele também se manifesta no golfo do México, e lá recebe o nome de furacão. Tufões e furacões têm efeitos desastrosos, tanto para o sudeste asiático quanto para os países da América Central, México e sul dos Estados Unidos.

OS AQUÍFEROS

Os aquíferos são resultados da movimentação muito antiga do relevo terrestre, formando amplas bacias receptoras de águas subterrâneas, de grande profundidade, e que devido à constituição de suas rochas dificilmente afloram à superfície. O aquífero Guarani, um dos maiores do planeta, estende-se pelos territórios do Uruguai, Argentina, Paraguai e principalmente Brasil, ocupando 1 200 000 km², conforme veremos a seguir.

Segundo consulta enciclopédica, O Aquífero Guarani é imenso, mas menor do que se supunha e, sobretudo, com volume e qualidade da água inferiores aos estimados inicialmente. Além disso, é descontínuo, como na região de Ponta Grossa (PR), e heterogêneo. Um dos mais importantes estudos feitos sobre ele foi desenvolvido pelo geólogo José Luiz Flores Machado, do Serviço Geológico do Brasil. A maior parte (70% ou 840 mil km²) da área ocupada pelo aquífero — cerca de 1 200 000 km² — está no subsolo do centro-sudoeste do Brasil. O restante se distribui entre o nordeste da Argentina (255 mil km²), noroeste do Uruguai (58500 km²) e sudeste do Paraguai (58500 km²), nas bacias do rio Paraná e do Chaco-Paraná. A população atual do domínio de ocorrência do aquífero é estimada em quinze milhões de habitantes.

Nomeado em homenagem ao povo Guarani, possui um volume de aproximadamente 55 mil km³ e profundidade máxima por volta de 1 800 metros, com uma capacidade de recarregamento de aproximadamente 166 km³ ao ano por precipitação. É dito que esta vasta reserva subterrânea pode fornecer água potável ao mundo por duzentos anos. Devido a uma possível falta de água potável no planeta, que começaria em vinte anos, este recurso natural está rapidamente sendo politizado, tornando-se o controle do Aquífero Guarani cada vez mais controverso.

O Aquífero Guarani consiste primariamente de sedimentos arenosos que, depositados por processos eólios durante o período Triássico (há aproximadamente 220 milhões de anos), foram retrabalhados pela ação química da água, pela temperatura e pela pressão e se transformaram em uma rocha sedimentar chamada arenito. Essa rocha é muito porosa e permeável e assim permite a acumulação de água no seu interior. Mais de 90% da área total do aquífero são recobertos por lavas de basalto, rocha ígnea e de baixa permeabilidade, depositada durante o período Cretáceo na fase do vulcanismo fissural. O basalto age sobre o Aquífero Guarani como um aquitardo, diminuindo a sua infiltração de água e dificultando seu subsequente recarregamento, mas também o isola da zona mais superficial e porosa do solo, evitando a evaporação e evapotranspiração da água nele contida.

Embora algumas áreas de ocorrência do Aquífero Guarani sejam exploradas há mais de um século, ainda falta muito para que ele seja bem conhecido na sua totalidade. A pesquisa e o monitoramento do aquífero para melhor gerenciá-lo como recurso são considerados importantes, uma vez que o crescimento da população em seu território é relativamente alta, aumentando riscos relacionados ao consumo e a poluição.

No Brasil, oito estados são abrangidos pelo aquífero Guarani. São Paulo é onde sua potencialidade mais se aproxima daquela inicialmente divulgada. A cidade de Ribeirão Preto é toda abastecida por água subterrânea extraída dele. Já em Santa Catarina e Paraná, em extensas áreas do aquífero a água não é potável, por excesso de sais. Mato Grosso, Goiás e Minas Gerais são estados que requerem mais estudos, embora neles as águas tendam a ter boa qualidade.

Na Argentina o aquífero encontra-se em grandes profundidades e na Província de Entre Rios a salinidade chega a ser três vezes maior que a da água do mar. No Uruguai, a estrutura do aquífero é favorável ao fluxo das águas, mas a salinidade aumenta próximo ao rio Uruguai. No Paraguai, o aquífero mostra-se heterogêneo, com extensa área aflorante, águas de boa qualidade, mas com uma extensa faixa de águas salobras nas proximidades do rio Paraná. A vazão é muito variável: mais de 200 mil litros por hora na região do Alto Rio Uruguai, no Rio Grande do Sul, mas com raros poços acima de 5.000 litros por hora na região das Missões, no mesmo estado. Em outros estados, já foram registradas vazões da ordem de 800.000 litros por hora. Em muitas áreas a água não é potável, mas é ótima para estâncias turísticas de águas minerais e termais. A água de melhor qualidade do Aquífero Guarani em geral está nos bordos das áreas de afloramento do aquífero e seus arredores. As maiores áreas com água de boa qualidade ficam em São Paulo, Rio Grande do Sul, Mato Grosso do Sul e Paraguai. - Mato Grosso do Sul (213 700 km²) – Rio Grande do Sul (157 600 km²) – São Paulo (155 800 km²) –  Paraná (131 300 km²) – Goiás (55 000 km²) – Minas Gerais (51 300 km²) – Santa Catarina (49 200 km²) – Mato Grosso ( 26 400 km²).

Consulta enciclopédica indica também outro aquífero, o Alter do Chão, apontando-o como uma reserva de água subterrânea localizada sob os estados do Amapá e Amazonas, abastecendo a totalidade de Santarém e quase a totalidade de Manaus, através de poços profundos. Dados iniciais revelam que sua área é de 437,5 mil km² com espessura de 545 metros. Pesquisadores da UFPA e UFCE desenvolveram estudos que podem revelar ser ele maior que o calculado inicialmente, maior inclusive que o Aquífero Guarani. O Alter do Chão teoricamente ocuparia uma pequena área em extensão, mas com grande volume, reservando aproximadamente 85 mil km³ de água contra apenas 45 mil km³ do aquífero Guarani. O Alter do Chão é um dos aquíferos de maior volume de água no mundo.

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Como medir a quantidade de chuva precipitada

O que significa dizer que a previsão de chuva de um determinado mês em uma determinada cidade deve ser de cerca de 200 mm (milímetros)?

A quantidade de chuva é medida com relação ao metro quadrado. Assim possivelmente teremos 200 mm de altura de água em um quadrado de um metro quadrado. Quanto isso dá em litros?

Nesse momento, pode ser necessária uma revisão do trabalho de transformação de unidades de medida. O exemplo abaixo pode ser apresentado aos alunos para auxiliar no entendimento dos cálculos envolvidos na atividade.

Convertendo a altura para metros temos 200 mm = 0,2 metros.

Volume = área da base x altura
Assim, temos:
Volume = 1 m2 x 0,2 m
Volume = 0,2 m3 (metros cúbicos)
Se 1 metro cúbico = 1000 litros
Volume = 0,2 x 1000 = 200 litros

Isto significa que para cada metro quadrado da cidade, houve uma precipitação total de 200 litros de água ao longo de todo o mês.

Usando o pluviômetro simples para medir a quantidade de chuva

Primeiro deve-se calcular a área da boca do funil.

Digamos que o funil tenha um diâmetro de 80 mm, portanto com raio = 40 mm ou 4 cm ou ainda 0,04 metros.  Tabela de conversão de unidades: m 0 dm 0 cm 4 mm 0

Sua área da boca é dada por:
Área da boca = Pi.R2  (Pi, letra grega, é igual a 3,14 e R2 é o raio)
Área da boca = 3,14 x 42 (3,14 x 4 ao quadrado)
Área da boca = 3,14 x 16 = 50,24 cm2

A segunda etapa consiste em medir a quantidade de água coletada no recipiente, em cm3. Sabe-se que 1 dm3 de água equivale a 1 litro e que 1 cm3 é igual a 1 ml. Se, por exemplo, fosse coletado 350 ml de água, teríamos 350 cm3 de água.

A última etapa é calcular a quantidade de milímetros de chuva no período. Para tanto, Basta dividir o volume de água pela área da boca do funil.
Quantidade de chuva = 350 / 50,24.

Quantidade de chuva = 6,97 cm = 69,7 milímetros (no período medido)

Nota extraída do portaldoprofessor.mec.gov.br