Como são as gotas de chuva?

O que me inspirou a escrever este post foi uma reportagem que vi ontem pela manhã no Bom Dia Brasil. A matéria aborta o tamanho e o formato das gotas de chuva, além da falar de um instrumento chamado disdrômetro, utilizado para medir estes parâmetros.  O Prof. Carlos Morales foi entrevistado para falar sobre estes parâmetros. Veja reportagem aqui.

Afinal, qual o formato de uma gota de chuva? Como elas são? Muitas pessoas, ao imaginarem uma gota a imaginam da seguinte maneira:

Fonte: br.freepik.com

O que me lembra inclusive do personagem das campanhas de vacinação contra poliomielite, Zé Gotinha:

De fato, as gotas grandes que caem de alturas pequenas próximas a superfície da Terra e com velocidades muito pequenas tem um formato muito parecido com este que imaginamos. Por exemplo, as gotas que escorrem de uma planta em direção ao chão. Para ilustrar isso, veja este compilado de imagens com gotas caindo de torneiras, goteiras, plantas..

Mas com as gotas de chuva é diferente. Elas caem a velocidades de  ate 30km/h, dependendo do tipo da chuva, como veremos mais abaixo. A força que faz as gotinhas cairem é muito maior do que a força de resistência do ar, o que faz com que elas fiquem com um formato quase esférico. Se as gotas de chuva são muito grandes, a força com que elas caem faz com que elas fiquem inicialmente com um formato achatado e então se rompam, dividindo-se em duas gotinhas de formato esférico.

Essa semana tem feito muito calor aqui na cidade de São Paulo, o que favorece a formação de nuvens. Dentro das nuvens, milhões de microgotículas de nuvem se formam, através da condensação do vapor d’água em núcleos de condensação. Essas microgotículas ficam em constante movimento dentro da nuvem, devido as constantes correntes de ar ascendente que ocorrem dentro dela. Durante este movimento, as microgotículas (que são muito pequenas e chamo de microgotículas pois seu tamanho é da ordem de 10 mícron, ou seja 100x menores que 1mm) encostam umas nas outras e se unem, formando gotas cada vez maiores. Quando essas gotas ficam grandes o suficiente para vencer as correntes ascendentes e a resistência do ar, elas caem.

O tamanho final das gotas de chuva e a velocidade com que elas caem varia de acordo com o tipo de chuva. Em uma garoa, por exemplo, o tamanho das gotas será de aproximadamente 0,02cm e a velocidade de queda será de 2,6km/h aproximadamente. Em uma chuva com gotas  maiores, o tamanho da gota será de aproximadamente 0,5cm (meio milímetro) e a velocidade de queda de aproximadamente 30km/h.

Para medir os parâmetros dessas gotas, normalmente é utilizado um instrumento de altíssima tecnologia chamado distrômetro. Além de medir o tamanho das gotas de chuva forte e garoa, ele também é usado para estudar granizo e até flocos de neve, dependendo do modelo do aparelho. Conforme vemos na reportagem, medir o tamanho da gota, conhecer sua velocidade e a quantidade de gotas que cai durante uma chuva é muito importante para relacionar a quantidade e a persistência da chuva com tragédias, como deslizamentos e enchentes. A chuva é um importante elemento do ciclo hidrológico, portanto compreende-la é fundamental para parte do entendimento deste ciclo.

O disdrômetro é portanto um equipamento mais sofisticado que o pluviômetro e faz medições de parâmetros que não são medidos pelo pluviômetro (que mede apenas o total da chuva em um intervalo de tempo, previamente anotado e registrado pelo observador ou computador, no caso de um pluviômetro digital). Na figura abaixo, temos um dos modelos de disdrômetro disponíveis no mercado. Basicamente, as gotas de chuva ou os flocos de neve são interceptados por este feixe de laser e então suas propriedades (tamanho da gota ou do floco de neve, velocidade de queda, quantidade de flocos/gotas por segundo) são determinados.

Um dos modelos de disdrômetro. Fonte: Thies Clima

Achei a reportagem da globo demasiadamente sucinta. Certamente faltou explicar a diferença entre pluviômetro e disdrômetro. Infelizmente, muitas vezes os repórteres ficam horas conversando e gravando com os profissionais, porém nem todo material colhido é visto na televisão. As reportagens são editadas para respeitar o tempo limite estabelecido pelos programas de TV. Uma pena, pois nesse processo informações valiosas acabam sendo cortadas.

 

Bibliografia:

Rain drop terminal velocity. Geotecnical, Rock, and Water Resources Library. The University of Arizona.

Vídeo com explicação sobre o disdrômetro (em inglês). Cloud and Precipitation Research Group. The University of Colorado

Como fazer um disdrômetro (em ingles). Instructables

Laser Precipitation Monitor (Disdrometer). Thies Clima

Disdrômetro, LAPIX.