Experiências em estudos de clima urbano

Experiências em estudos
de clima urbano

Erika Collischonn - Departamento de Geografia UFPEL

Pelotas – RS, 7 de dezembro de 2012

APRESENTAÇÃO EM MANAUS(AM), 13 DE junho DE 2012

O clima urbano resulta das modificações que as superfícies, materiais e
atividades das áreas urbanas provocam nos balanços de energia, massa e
movimento na atmosfera adjacente .

APRESENTAÇÃO EM PELOTAS (RS), 7 DE DEZEMBRO DE 2012

Sistema Clima Urbano (MONTEIRO, 2003)

Subsistema Canal da percepção humana

Termodinâmico conforto térmico

Hidrometeórico impacto meteórico

Físico- Qímico Qualidade do ar


O fenômeno da “ilha de
calor” é o efeito mais
evidente e também o
mais bem estudado
sobre a alteração
climática induzida pela
urbanização.
o termo designa o fato
de as cidades serem
mais quentes que o
meio rural que as
rodeia (García, 1990)
Este fenômeno se
registra mais
claramente sob tempo
anticiclônico (alta
pressão, céu limpo
e sem vento) no final da
tarde e durante a noite.
Endlicher, 2012


1- O que me levou para este caminho?
Alguns experimentos:
2-Temperatura de superfície através de Sensoriamento
Remoto na Região Metropolitana de Porto Alegre
3- Temperatura e umidade relativa do ar na escala intra-
urbana em Santa Cruz do Sul/RS
4- Acompanhamento de levantamentos em Santiago do
Chile
5- Primeiros estudos pontuais em Pelotas/RS
5- Temperatura e umidade relativa do ar na escala intra-
urbana em Pelotas/RS


1- OS PRIMÓRDIOS

Projeto “Influência das variáveis ambientais sobre a temperatura
do ar na área urbana de Porto Alegre, RS”

1985 – Bolsista de iniciação científica CNPq – Atividades
realizadas

1-Participação nos levantamentos das medidas móveis de
temperatura e correção temporal dos dados.

2- Troca de folha de registro do termohigrógrafo
Arco
metálico

Termograma

ATLAS AMBIENTAL DE PORTO ALEGRE/RS


Tipos de
ilhas de
calor.

Fonte: Oke (1978) e Voogt e Oke (1997).


Dimensão do pixel de Imagem Landsat
TM e seu recobrimento em ambiente
urbano e rural.


Fotografia Aérea da Conurbação Sapucaia Temperatura de superfície às 9h
do Sul - São Leopoldo destacando ao 48min do dia 19/12/1995.
centro o Horto Florestal
RMPA - Curso da temperatura do ar em 19
de dezembro de 1995

38.0
8º DISME
36.0
Campo Bom
34.0
Aeroporto
Temperatura ºC

32.0

30.0 H Base Aérea
o
28.0 r Triunfo
a
26.0 d N. Hamburgo
a
24.0
p ULBRA
22.0
a
s São Leopoldo
20.0 s
a Eldorado
0 2 4 6 8
g10 12 14 16 18 20 22 24
e
horas
m

d
o
L
A
N
D
S
A
T

Fonte: METROPLAN - Levantamento aerofotográfico 1991.


3- Temperatura e umidade relativa do ar na escala intra-urbana
em Santa Cruz do Sul/RS

Lowry (1977) expressou a natureza do clima urbano através da
equação:

M,i,t,x = C,i,t,x + L,i,t,x + U, i, t,x
Onde:
M é o valor assumido por uma dada variável climática, no local urbano
x, no momento t e no tipo de tempo i
C é a componente regional
L é a componente local devida aos elementos não urbanos, como o
relevo
U é a componente urbana propriamente dita.

Ou seja, o clima urbano resulta da interação dos fatores urbanos com
o clima regional e o meio físico pré-existente.


BLOCO DIAGRAMA DA CIDADE DE SANTA CRUZ DO SUL COM A
LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE COLETA DE DADOS

Fonte: ALVES e COLLISCHONN, 2003 (modificado).


Materiais e métodos


RESULTADOS

Levantamento de 12
para 13 de maio de
2006.


4- Participação em levantamentos de
clima urbano em Santiago do Chile 2008


11ºC

10ºC

8ºC


4-Pelotas/RS- Primeiros Estudos Pontuais – 1 e 2/07/2010.


O que foi realizado?
Levantamentos de dados de temperatura e
umidade em diferentes períodos do dia.
Complementação com avaliação de
obstrução do horizonte em cada local

Sete de Setembro c/ Gen. Osório
N.V.
N.V.

22 Jun 22 Jun
24 Jul 21 Mai

28 Ago 16 Abr

23 Set 21 Mar

20 Out 23 Fev

22 Nov 21 Jan
22 Dez 22 Dez

Projeção Estereográfica dos Percursos Aparentes do Sol - Latitude =-31,8


Parque D. Antonio Zattera
N.V.
N.V.

22 Jun 22 Jun
22 Jun 22 Jun
24 Jul 21 Mai
24 Jul 21 Mai

28 Ago 16 Abr
28 Ago 16 Abr

23 Set 21 Mar
23 Set 21 Mar

20 Out 23 Fev
20 Out 23 Fev

22 Nov 21 Jan
22 Nov 21 Jan
22 Dez 22 Dez
22 Dez 22 Dez



Variação da temperatura - 1/07/2010 - Manhã

17,0 Dia 1/07/2010 Tarde
Porto
16,0
Centro 25,0
15,0 Porto
°C

Parque 23,0
14,0 Centro
Pepsi-cola 21,0 Parque

°C
13,0
Coahabpel Pepsi-cola
19,0
12,0 Embrapa_Cascata Coahabpel
17,0
6h 6h30min 7h 7h30min 8h Embrapa_Cascata
15,0

in

in
h

h

h
13

14

15
0m

0m
h3

h3
13

14
Variação da temperatura dia 1/07/2010 Noite

21

19 Porto
°C

Centro
17 Parque
Pepsi-Cola
15 Coahabpel
Embrapa_Cascata
in

in
h

h

h
18

19

20
0m

0m
h3

h3
18

19


Variação temporal e espacial dos dados


Dia 1/07/2010
Manhã Tarde Noite
Dia 2/07/2010


5- Projeto clima urbano Pelotas/RS
 Objetivos:
 analisar a distribuição dos
elementos climáticos do
campo térmico urbano
(temperatura, umidade relativa
do ar e vento) na relação com
as características da cidade
de Pelotas.

Questões a responder:
 A cidade de Pelotas cria uma
ilha de calor urbana?
 Se sim, em que condições
sinóticas (Circulação
atmosférica regional)?


AQUISIÇÃO DE NOVOS EQUIPAMENTOS


Medidas móveis - Utilizado
pela primeira vez em 1927
na Áustria

•Introduzido no Brasil por
Hasenack et al.(1982),

•é, segundo Gartland
(2010, p. 40) uma maneira
econômica de estudar as
variações térmicas numa
cidade .
• implica em percorrer um
trajeto determinado,
parando em locais
representativos para obter
medidas utilizando
instrumentação
meteorológica básica.


Tratamento dos dados levantados

Atividades de campo realizadas
Campo Data
Verão 2011/ 1° dia 28/02/2011 Neblina e vento
Verão 2011/ 2° dia 01/03/2011 Neblina e vento
Verão 2011/ 3° dia 19/03/2011 Brisa leve a forte
Verão 2011/ 4° dia 20/03/2011 Mudança de dir v
Outono 2011/1° dia 18/06/2011 Nublado
Inverno 2011/1°dia 12/09/2011 Mudança de vento
Inverno 2011/2°dia 13/09/2011 Massa polar
Primavera 2011/1° dia 28/10/2011 pré-frontal
Primavera 2011/2° dia 29/10/2011 muito nublado
Outono 2012/1° dia 04/06/2012 passagem frente
Outono 2012/2° dia 05/06/2012 Massa polar


Tarde
18/06/2011

Noite
18/06/2011


Distribuição da temperatura do ar Distribuição da temperatura do ar
(°C) na noite 12 de setembro de (°C) na noite de 13 para 14 de
2011. setembro de 2011


Distribuição da temperatura e umidade relativa do ar
entre 6h e 7h30min em 29/10/2011


Distribuição da temperatura e umidade relativa do ar
entre 14h e 15h30min em 29/10/2011
Fotografia de nuvem rara fotografada no dia 29/10/2011 à tarde.

Fonte- http://capinchocumulus.blogspot.com/2011_10_01_archive.html


 Dificuldade de realização do campo
 Faltade caracterização mais detalhada
sobre as características de uso do solo e
morfologia urbana das área de estudo.
 Novas hipóteses a partir do campo.


 Adaptar metodologia de classificação de
unidades potencialmente homogêneas do
ponto de vista das características térmicas
do ar próximo a superfície, considerando
as especificidades da área urbana de
Pelotas/RS e a possibilidade de emprego
de Sistema de Informações Geográficas
para aplicá-la.


SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO DA PAISAGEM PARA A
AVALIAÇÃO DO CLIMA NA CAMADA DE DOSSEL URBANA

1°- sistema de classificação utilizando critérios de uso da terra e
cobertura vegetal.
2°- sistema de classificação na escala bairro, com base na
morfologia de construção, na configuração de ruas e nos materiais
de construção utilizados.
2004- OMM - sistema de classificação climática simples,
distinguindo padrões urbanos organizados em ordem
aproximadamente decrescente quanto a sua capacidade em
impactar o clima local: discretiza no terreno urbanizado áreas
homogêneas denominadas "zonas climáticas urbanas“. Padrões
diferenciados com base na rugosidade, tipo de cobertura,
impermeabilização e usos.
2009 - Steward e Oke - Classificação centrada na paisagem.
Tipologias de usos da terra e morfologias urbanas.


Divisão lógica de possíveis classes
de paisagem num Perímetro urbano
.
Fonte: STEWARD e OKE, 2009.
Adaptado por Erika Collischonn.


Tipologias de usos da terra e morfologias
Série natural
urbanas, de Milankovitch e Steward, 2009
Orbitais conforme Oke
Série urbana

Período interglacial

Série mista
Período glacial

Série agrícola

Perfil esquemático (W-E) da Planície Costeira
do Rio Grande do Sul, com suas fácies
sedimentares associadas.
Fonte: Modificado de TOMAZELLI e VILLWOCK,
(2005).


Mapas do Plano Diretor de Pelotas – 2008, Imagem do satélite Ikonos II –
PSM de 29/03/2009 (resolução de 1mx1m), Imagem do Satélite SPOT
14/04/2005 (20m), Malha digital dos Setores Censitários Urbanos do IBGE de
2010, Malha digital das Quadras do Perímetro Urbano de Pelotas e os
programas Spring 5.1 e Google Earth.

Procedimentos
•Definição de classificação prévia de potenciais unidades homogêneas –
adentrando a cidade e por visitas virtuais via Google Earth. 16-19 classes.
•Montagem de Banco de Dados Geográfico no Spring para o qual foram
importados as imagens de satélite e as bases cartográficas já existentes.
•Classificação supervisionada em imagem Spot de menor resolução para
diferenciar áreas da série agrícola e natural.
•Interpretação visual na tela do computador das unidades homogêneas
urbanas, com base na imagem IKONOS . Consistiu na delimitação das
feições sobre a imagem como polígonos e posterior associação dos mesmos
a uma das dezenove classes.


Tipologias de usos da terra e morfologia urbanas em Pelotas.


Identificação de unidades no SPRING

Cidade de Pelotas - Definição de potenciais unidades climáticas urbanas,
considerando o uso e a morfologia urbana


Futuro do projeto Clima urbano Pelotas/RS
Agrupar as classes de uso do solo em no máximo cinco
classes

Instalar termohigrômetros com datalogger em locais que
representem cada uma dessas áreas para realizar registros
mais contínuos

Dar continuidade as medidas móveis episódicas

Realizar monitoramento de precipitação em 11 diferentes
áreas da cidade

Definir padrões de distribuição das variáveis na cidade.

Definir mapas de unidades topoclimáticas


HASENACK, H.; SCHMIDT J.; BECKE, V.L. 1982. Distribuição noturna da temperatura em Porto Alegre.
Encontro Nacional de Geógrafos, 5., Anais.p.438. Porto Alegre 17 a 23 de julho de 1982.
MENDONÇA, F. O clima e o planejamento urbano de cidades de porte médio e pequeno: proposição
metodológica para estudo e sua aplicação à cidade de Londrina/PR. São Paulo, 1995 -Tese (Doutorado
em Geografia)- Universidade de São Paulo, 1995.
MONTEIRO, C A. F.. Por um suporte teórico e prático para estimular estudos geográficos de clima urbano no
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MOREIRA, M. A. Fundamentos do sensoriamento remoto e metodologias aplicadas. 4. Ed. Viçosa:
Editora UFV, 2011.
OKE, T. R. The energetic basis of the urban heat island. Quarterly Journal Royal Meteorological
Society, 108, 1982, p. 1-24.
OKE, T.R., 2004. Initial Guidance to Obtain Representative Meteorological Observations at Urban Sites. IOM
Report 81, World Meteorological Organization, Geneva. Disponível em < http://www.urban-
climate.org/ITM04-Oke.pdf> Acessado em 2 de abril de 2011.
PREFEITURA MUNICIPAL DE PELOTAS – Lei 5.502, de 11 de setembro de 2008. III Plano Diretor
Municipal. Pelotas: Câmara Municipal, 2008. Disponível em
<http://www.pelotas.com.br/politica_urbana_ambiental/planejamento_urbano/> Acessado em 12/03/2010.
ROMERO, H.; VÁSQUEZ, A. El crescimiento espacial de las ciudades intemedias chilenas de Chillán y Los
Angeles y sus impactos sobre la ecología de paisajes urbanos. In: LEMOS, A. I. G.; ROSS, J. S.; LUCHIARI,
A. (Org.) América Latina: sociedade e meio ambiente. São Paulo: Expressão Pulupar 2008. p. 109-138.
STEWART, I.D., and T.R. OKE, 2009. Classifying urban climate field sites by “local climate zones” the case of
Nagano, Japan. The seventh International Conference on Urban Climate, 29 June - 3 July 2009,
Yokohama, Japan.
TARIFA, J. R. ; ARMANI, G. Os climas urbanos. In: TARIFA, J. R.; AZEVEDO, T. R. Os climas na cidade de
São Paulo. São Paulo: Pró-Reitoria de Cultura e Extensão da Universidade de São Paulo. Laboratório de
Climatologia da Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas, 2001. (Geousp – Coleção Novos
Caminhos,4)


Colaboradores voluntários em levantamentos de
campo: Alunos dos cursos de geografia, meteorologia e
biologia da UFPEL.

FAPERGS – Material permanente e de consumo

Embrapa Clima Temperado – Cedência de dados
meteorológicos

Contato: ecollischonn@gmail.com

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