1

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAU

(UFPI)

Ncleo de Referncia em Cincias Ambientais do Trpico Ecotonal do Nordeste

(TROPEN)

Programa Regional de Ps-Graduao em Desenvolvimento e Meio Ambiente

(PRODEMA)

Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente

(MDMA)

ALTERAES CLIMTICAS EM TERESINA-PI DECORRENTES DA

URBANIZAO E SUPRESSO DE REAS VERDES

SNIA MARIA RIBEIRO FEITOSA

TERESINA - PI

2010

2

SNIA MARIA RIBEIRO FEITOSA

ALTERAES CLIMTICAS EM TERESINA - PI DECORRENTES DA

URBANIZAO E SUPRESSO DE REAS VERDES

Dissertao apresentada ao Programa Regional de

Ps-Graduao em Desenvolvimento e Meio

Ambiente da Universidade Federal do Piau

(PRODEMA/UFPI/TROPEN), como cumprimento s

exigncias para a obteno do ttulo de Mestre em

Desenvolvimento e Meio Ambiente. rea de

Concentrao: Desenvolvimento do Trpico Ecotonal

do Nordeste. Linha de Pesquisa: Polticas de

Desenvolvimento e Meio Ambiente.

Orientadora: Prof. Dra. Jara Maria Alcobaa Gomes

Co-orientador: Prof. Dr. Carlos Sait P. de Andrade

TERESINA - PI

2010

3

FICHA CATALOGRFICA

Universidade Federal do Piau

Biblioteca Comunitria Jornalista Carlos Castello Branco

Servio de Processamento Tcnico

F311a Feitosa, Snia Maria Ribeiro

Alteraes climticas em Teresina-PI decorrentes da

urbanizao e supresso de reas verdes/Snia Maria Ribeiro

Feitosa.- 2010.

112 f.: il.

Dissertao (Mestrado em Desenvolvimento e Meio

Ambiente) - Universidade Federal do Piau, 2010.

Orientao: Profa. Dr

a. Jara Maria Alcobaa Gomes

Co-orientao: Prof. Dr. Carlos Sait P. de Andrade

1.Meio Ambiente. 2.Alteraes Climticas. 3. Meteorologia.

I. Ttulo.

CDD: 574.5

4

SNIA MARIA RIBEIRO FEITOSA

ALTERAES CLIMTICAS EM TERESINA - PI DECORRENTES DA

URBANIZAO E SUPRESSO DE REAS VERDES

Dissertao apresentada ao Programa Regional de

Ps-Graduao em Desenvolvimento e Meio

Ambiente da Universidade Federal do Piau

(PRODEMA/UFPI/TROPEN), como cumprimento

s exigncias para a obteno do ttulo de Mestre em

Desenvolvimento e Meio Ambiente. rea de

Concentrao: Desenvolvimento do Trpico

Ecotonal do Nordeste. Linha de Pesquisa: Polticas

de Desenvolvimento e Meio Ambiente.

Aprovada em___/___/ 2010

BANCA EXAMINADORA

_______________________________________________

Prof. Dra. Jara Maria Alcobaa Gomes

TROPEN/PRODEMA/UFPI

Orientadora

__________________________________________

Pesquisador Dr. Aderson Soares de Andrade Jnior

Embrapa Meio Norte

__________________________________________

Prof. Dr. Jos Machado Moita Neto

TROPEN/PRODEMA/UFPI

5

A Deus, motivo maior da minha existncia.

A minha me (in memoriam) e meu pai,

exemplo de honestidade e pai dedicado.

Aos meus amados filhos Lorena, Ruan e

Targas (in memoriam).

Ao meu esposo Bebeto e meus irmos Walber,

Clia, Celma, Wagner, Joaquim Filho, Solange,

Wagjon e Walcler, e demais membros da famlia,

Dedico este trabalho.

6

Agradecimentos

A Deus, por ter me segurado nas horas em que ameaava fraquejar.

A minha orientadora, Prof. Dra. Jara Maria Alcobaa Gomes por ter me conduzido

durante o desenvolvimento da pesquisa com apoio, seriedade e competncia - peas essenciais

para a realizao deste trabalho.

Ao Programa de Ps-Graduao em Desenvolvimento e Meio Ambiente.

MDMA/PRODEMA/TROPEN/UFPI, pela estrutura didtico-cientfica representado por seus

professores.

Fundao Centro de Pesquisas Econmicas e Sociais do Piau (Fundao CEPRO), por

minha liberao durante a realizao do curso.

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria (Embrapa Meio-Norte), representada

pelo Dr. Aderson Soares de Andrade Jnior, pelo fornecimento dos dados meteorolgicos e

sugestes ao trabalho.

Ao Prof. Dr. Carlos Sait P. de Andrade pela co-orientao, presteza e pacincia.

Ao Prof. Dr. Jos Machado Moita Neto pela orientao estatstica e valiosas sugestes

que enriqueceram a fundamentao do estudo.

Ao apoio administrativo da secretaria do TROPEN, nas pessoas da Sra. Maridete de

Alcobaa Brito e do Sr. Joo Bastista Arajo.

Ao meu sempre amado filho Targas que apesar de sua ausncia fsica, espiritualmente,

sempre esteve torcendo por mim e me incentivando.

Aos meus filhos Ruan e Lorena, por terem entendido o significado desta caminhada

para mim, sempre me apoiando e compreendendo a falta que lhes fiz e as vezes que no pude

atend-los.

Aos demais membros da famlia por terem compartilhado comigo momentos alegres e

tambm os difceis.

amiga Profa. Margarita Maria Lpez Gil, pela construo do abstract.

Aos colegas de mestrado, em especial Marianne Goretti Leal pelo companheirismo e

Maria do Socorro Barbosa Santos pela cooperao, presteza e amizade.

Aos colegas do Laboratrio de Socioeconomia (LASE), Danilo, Vera e em especial

Emiliana, pelos momentos de estudo e de descontrao.

7

LISTA DE ILUSTRAES

Fluxograma 1 Localizao do permetro urbano de Teresina no Piau/Brasil/Mundo proximidades.

34

Imagem 1 Localizao da Embrapa Meio-Norte e extenso de reas verdes nas proximidades

37

Quadro 1 Testes usados na verificao de significncia das diferenas entre as

mdias de temperatura mdia do ar, temperatura mxima do ar,

temperatura mnima do ar, umidade relativa do ar e precipitao

pluviomtrica por ano, ms perodo (1977 a 1991 e 1992 a 2009) e

estaes (chuvosa e seca) em Teresina PI no perodo de 1977 a 2009.

41

Figura 1 Mapas da evoluo urbana de Teresina - PI no perodo de 1850 a 2002. 49

Imagem 2 Imagem do stio urbano de Teresina - PI, captada no dia 14/08/1989, pelo satlite Landsat 5, e composio colorida (a) e imagem

classificada do stio urbano de Teresina captada pelo satlite Landsat 5

no dia 14/08/1989 (b).

53

Imagem 3 Imagem do stio urbano de Teresina PI, captada no dia 9/11/2009, pelo satlite Landsat 5, e composio colorida (a) e imagem

classificada do stio urbano de Teresina PI captada pelo satlite

Landsat 5, no dia 9/11/2009 (b).

55

Imagem 4 Imagem do campo termal da cidade de Teresina-PI transformada em temperatura do ar no dia 14/08/1989 (a) e no dia 09/11/2009 (b), a

partir do satlite Landsat 5 banda 6.

59

Imagem 5 Imagem de satlite Goes 7 referente ao dia 14/08/1989 s 18: 00 TMG (a) imagem do satlite GOES 10 referente ao dia 9/11/2009 s 15: 00

TMG.

62

Grfico 1 Temperatura mdia do ar anual referente perodo de 1977 a 2009 em Teresina Piau.

65

Grfico 2 Temperatura mdia do ar mensal referente aos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 em Teresina Piau.

69

Grfico 3 Temperatura mxima do ar anual referente ao perodo de 1977 a 2009, em Teresina Piau.

71

Grfico 4 Temperatura mxima do ar mensal referente aos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 em Teresina PI.

73

Grfico 5 Temperatura mnima do ar anual referente ao perodo de 1977 a 2009, em Teresina Piau.

75

Grfico 6 Temperatura mnima do ar mensal referente aos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 em Teresina PI.

78

Grfico 7 Evoluo da temperatura do ar (mnima, mdia e mxima) na estao 80

8

chuvosa (jan-fev-mar-abr-maio) e estao seca/b-r-o-br (set-out-nov-

dez) em Teresina PI nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009.

Grfico 8 Umidade relativa do ar anual referente ao perodo de 1977 a 2009 em Teresina PI.

83

Grfico 9 Comportamento mensal da umidade relativa do ar e da temperatura do ar (mxima, mdia e mnima) no perodo de 1977 a 2009 em Teresina -

PI.

85

Grfico 10 Umidade relativa do ar mensal referente aos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 em Teresina PI.

87

Grfico 11 Precipitao pluviomtrica anual referente ao perodo de 1977 a 2009, em Teresina - PI.

89

Grfico 12 Comportamento mensal da precipitao pluviomtrica e temperatura mdia do ar no perodo de 1977 a 2009 em Teresina - PI.

91

Grfico 13 Precipitao pluviomtrica mensal referente aos perodos de 1977 a

1991 e 1992 a 2009 em Teresina PI.

92

Grfico 14 Temperatura mdia do ar (regresso linear) e estatsticas u(tn) e u*(tn)

de Mann-Kendall.

93

Grfico 15 Temperatura mnima do ar (regresso linear) e estatsticas u(tn) e

u*(tn) de Mann-Kendall.

95

Grfico 16 Temperatura mxima do ar (a), umidade relativa do ar (b), e

precipitao pluviomtrica (c) (regresso linear) e estatsticas u(tn) e

u*(tn) de Mann-Kendall.

96

9

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Evoluo da populao de Teresina PI no perodo de 1940 a 2009. 46

Tabela 2 Classificao e quantificao de elementos presentes no permetro

urbano de Teresina - PI, a partir do georeferenciamento e

geoprocessamento de imagens do satlite Landsat 5 em 1989 e

2009.

56

Tabela 3 Teste t entre as mdias dos perodos de 1977 a 1987, 1988 a 1998

e 1999 a 2009 em Teresina PI.

67

Tabela 4 Teste t entre as mdias de temperaturas mdia do ar da estao

chuvosa e da estao seca (b-r-o-br) de Teresina PI referentes ao

perodo de 1977 a 2009.

68

Tabela 5 Teste t entre as mdias de temperatura mdia do ar dos perodos

de 1977 a 1991 a 1992 a 2009 em Teresina PI.

69

Tabela 6 Teste t entre as mdias de temperatura mxima do ar da estao

chuvosa e da estao seca (b-r-o-br) de Teresina PI referentes ao

perodo de 1977 a 2009.

72

Tabela 7 Teste t entre as mdias de temperatura mxima do ar dos perodos

1977 a 1991 e 1992 a 2009, em Teresina PI.

72

Tabela 8 Teste t entre as mdias de temperatura mnima do ar da estao

chuvosa e da estao seca (b-r-o-br) de Teresina PI referentes ao

perodo de 1977 a 2009.

76

Tabela 9 Teste t entre as mdias de temperatura mnima do ar em Teresina

PI referentes aos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009.

77

Tabela 10 Teste t entre as mdias de umidade relativa do ar da estao

chuvosa e da estao seca (b-r-o-br) de Teresina PI referentes ao

perodo de 1977 a 2009.

84

Tabela 11 Teste t entre as mdias de umidade relativa do ar dos perodos de

1977 a 1991 e 1992 a 2009 em Teresina PI.

86

Tabela 12 Teste t entre as mdias de precipitao pluviomtrica da estao

chuvosa (jan-fev-mar-abr-maio) e da estao seca (b-r-o-br) de

Teresina PI referentes ao perodo de 1977 a 2009.

90

Tabela 13 Teste t entre as mdias de precipitao pluviomtrica dos

perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 em Teresina PI.

92

Tabela 14 Teste de tendncia dos elementos meteorolgicos referentes aos 12

meses do ano do perodo de 1977 a 2009.

93

10

Tabela 15 Teste de tendncia dos elementos meteorolgicos referentes

estao seca do ano do perodo de 1977 a 2009.

97

Tabela 16 Teste de tendncia dos elementos meteorolgicos referentes

estao chuvosa do ano do perodo de 1977 a 2009.

98

11

SUMRIO

1 INTRODUO ................................................................................................

16

2 CLIMA E AMBIENTE URBANO .................................................................. 18

2.1 Clima e seus fatores de influncia ....................................................................... 18

2.2 Efeitos da urbanizao sobre o clima .................................................................. 21

2.3 Influncia das reas verdes na formao do clima urbano ................................. 26

2.4 Temperatura da superfcie a partir de imagem de satlite .................................. 31

3 METODOLOGIA ............................................................................................ 33

3.1 Localizao e caractersticas bsicas da rea de estudo ....................................... 33

3.2 Procedimentos e aquisio das informaes ........................................................ 35

3.2.1 Urbanizao e vegetao ..................................................................................... 35

3.2.2 Campo trmico da superfcie do solo .................................................................. 36

3.2.3 Dados meteorolgicos .......................................................................................... 37

3.2.3.1 Escolha da fonte de informaes ......................................................................... 38

3.2.3.2 Limitaes das informaes ................................................................................. 39

3.3 Anlise estatstica dos dados meteorolgicos....................................................... 39

4 MUDANAS AMBIENTAIS NA CIDADE DE TERESINA

..DECORRENTES DA EVOLUO URBANA

..........................................................................................................

45

4.1 Populao e urbanizao de Teresina ............................................................... . 45

4.2 Arborizao em Teresina .....................................................................................

50

4.3 Campo trmico da superfcie de Teresina - PI ...................,................................ 58

5 ALTERAES CLIMTICAS EM TERESINA .......................................... 64

5.1 Temperatura mdia do ar anual ............................................................................ 64

5.1.1 Temperatura mdia do ar mensal nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 68

12

5.2 Temperatura mxima do ar anual......................................................................... 70

5.2.1 Temperatura mxima do ar mensal nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009

72

5.3 Temperatura mnima do ar anual ......................................................................... 74

5.3.1 Temperatura mnima do ar mensal nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009

76

5.3.2 Comparao das temperaturas do ar (mxima, mnima e mdia) entre o perodo

chuvoso (jan-fev-mar-abr-maio) e o perodo seco (set-out-nov-dez).

79

5.4 Umidade relativa do ar anual ............................................................................... 82

5.4.1 Umidade relativa do ar mensal nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 ...... 85

5.5 Precipitao pluviomtrica anual.......................................................................... 88

5.5.1 Precipitao pluviomtrica mensal nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009. 91

5.6

Anlise da tendncia climtica de Teresina PI a partir do teste de Mann-

Kendall ...........................................................................................................

.

93

6 CONCLUSO .................................................................................................. 99

REFERNCIAS ..............................................................................................

.

100

APNDICES ..................................................................................................... 107

13

LISTA DE SIGLAS

AGRITEMPO Sistema de Monitoramento Agrometeorolgico

B-R-O-BR Periodo compreendido pelos meses com nomes terminados pela slaba bro

(setembro-outubro-novembro-dezembro)

CEPAGRI Centro de Pesquisas Meteorolgicas e Climticas Aplicadas Agricultura

EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria

GOES Geostationary Satellite Server

IAV ndice de reas Verdes

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica

INFRAERO Empresa Brasileira de Infra-estrutura Aeroporturia

INMET Instituto Nacional de Meteorologia

INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change

LANDSAT Land Remote Sensing Satellite (Satlite de Sensoriamento Remoto)

NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration (Agncia Nacional

Ocenica e Atmosfrica)

OMM Organizao Meteorolgica Mundial

PMT Prefeitura Municipal de Teresina

Pp Precipitao pluviomtrica

SEMAR Secretaria de Meio Ambiente e Recursos Hdricos, PI

SEMPLAN Secretaria Municipal de Planejamento e Coordenao

SPRING Sistema de Processamento de Informaes Georeferenciadas

SPSS Statistical Package for the Social Sciences (Pacote Estatstico para as

Cincias Sociais)

Tmax Temperatura mxima

Tmed Temperatura mdia

TMG Tempo Mdio de Greenwich

Tmin Temperatura mnima

UNESCO Organizao das Naes Unidas para a Educao, a Cincia e a Cultura

Ur Umidade relativa do ar

WMO World Meteorological Organization

ZCIT Zona de Convergncia Intertropical

14

RESUMO

A urbanizao um fenmeno decorrente do crescimento populacional que acarreta, por meio

de diferentes formas de uso do solo, mudanas no ambiente representadas, especialmente,

pela supresso da vegetao, gerando fatores que alteram o comportamento dos elementos

meteorolgicos e modificam o clima. Teresina, nas ltimas trs dcadas, passou por

transformaes no seu espao fsico, com o elevado crescimento demogrfico entre 1970 e

2009, resultando em expanso de reas construdas em detrimento das reas verdes. O

objetivo geral deste trabalho analisar as alteraes na temperatura mdia do ar, temperatura

mnima do ar, temperatura mxima do ar, umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica

ocorridas na dinmica espacial e temporal do clima provocadas pela expanso urbana e

supresso da vegetao entre 1977 e 2009. Os objetivos especficos so identificar o nvel de

urbanizao e as reas arborizadas, relacionando-as com a tendncia dos elementos

meteorolgicos, nos perodos de 1977 a 1991 e de 1992 a 2009. Foi utilizada a tcnica de

sensoriamento remoto para quantificar a vegetao e rea urbanizada e estimar a temperatura

da superfcie do solo, por meio da composio do campo termal da superfcie. Para validao

dos resultados, os dados meteorolgicos foram submetidos anlise estatstica (teste t,

ANOVA, teste de Mann-Kendall). Os resultados indicaram temperaturas anuais abaixo da

mdia em 1985, sendo 1983 e 1998, os anos mais quentes da srie. Maiores aumentos foram

observados de agosto a novembro, tendo outubro como o ms que apresenta maior mdia de

temperatura do ar. De 1992 a 2009, quando a cidade j havia perdido parte da vegetao, a

temperatura mdia do ar e a temperatura mnima do ar apresentaram-se mais elevadas que o

perodo de 1977 a 1991, no sendo verificada mudana no comportamento da temperatura

mxima do ar, umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica. O aumento da temperatura

mnima do ar pode estar relacionado com evoluo urbana e reduo de reas verdes, e

contribui para o aumento da temperatura mdia do ar.

Palavras-chave: Vegetao. Elementos meteorolgicos. Campo termal. Clima.

15

ABSTRACT

Urbanization is a phenomenon due to population growth that leads, through different forms of

land use, changes in the environment, represented especially by the removal of vegetation,

producing factors that alter the behavior of meteorological elements and change the climate.

Teresina, the last three decades, has undergone transformations in their physical space, with

high population growth between 1970 and 2009, resulting in expansion of built-up areas to

the detriment of green areas. The general objective of this study is to examine the changes in

the average air temperature, minimum temperature, maximum air temperature, relative

humidity and rainfall occurred in the spatial and temporal dynamics of the climate caused by

urban expansion and removal of vegetation between 1977 and 2009. The specific objectives

are to identify the level of urbanization and wooded areas, linking them with the trend of the

meteorological elements in the periods 1977 to 1991 and from 1992 to 2009. It was used the

technique of remote sensing to quantify vegetation and urban area and estimate the

temperature of the soil surface, through the composition of the surface thermal field. To

validate the results, meteorological data were subjected to statistical analysis (t test, ANOVA,

Mann-Kendall). The results showed low average of annual temperatures in 1985 with the

years 1983 and 1998 as the warmest in the series. The biggest increases were observed from

August to November, with October as the month that has a higher average air temperature.

From 1992 to 2009, when the city had lost part of the vegetation, the average and minimum

temperatures of air were more elevated than the period from 1977 to 1991, and was not

verified a change in the behavior of maximum air temperature, neither in the relative humidity

and nor the rainfall. The increase in minimum air temperature can be related to urban

development and reduction of green areas, and contributes to the increase in average air

temperature.

Keywords: Vegetation. Meteorological elements. Thermal field. Climate.

16

1 INTRODUO

As transformaes decorrentes do processo de crescimento da populao e da

expanso urbana causam impactos no ambiente e so intensificadas pelas constantes

mudanas do espao, gerando um desequilbrio na natureza e nas interaes atmosfera-Terra.

O novo espao construdo, e constantemente modificado pelas diferentes formas de ocupao

do solo, altera os elementos meteorolgicos, formando diferentes microclimas. Esses

desequilbrios so causados pela impermeabilizao do solo, pelos materiais condutores de

energia trmica utilizados no meio urbano, pela poluio do ar, pelo aumento das edificaes

e, principalmente, pela reduo da vegetao.

Estudos voltados para o clima urbano remontam a vrias dcadas, tendo sido

intensificados, principalmente nesta ltima, quando os desequilbrios no ambiente, cada vez

mais presentes nas cidades, podem, de acordo com as dimenses e intensidade, modific-lo

tanto no nvel local, quanto no global. As mudanas climticas nos dias atuais configuraram-

se como uma questo discutida no mundo inteiro, entre os mais diversos setores da sociedade

civil, poltica e econmica, no se restringindo s iniciativas de instituies de pesquisas.

A evoluo urbana contribui para a formao de microclimas, que pode integrar o

processo cclico do aquecimento global refletido no planeta. Eventos decorrentes de

condies meteorolgicas, como tempestades, secas, alagamentos e deslizamentos vm

acontecendo com mais frequncia e maior variabilidade espacial e temporal. As temperaturas

tambm vm, nos ltimos anos, registrando maiores mdias. Um dos fatores que contribuem

para a ocorrncia de eventos extremos pode ser atribudo elevada taxa de urbanizao, cujos

impactos gerados devem-se falta de planejamento das cidades, permitindo que a ao

antropognica aja sobre o espao e cause danos significativos ou at irreparveis.

A urbanizao em Teresina PI, intensificada nos anos 1990, se expandiu por todas

as zonas distritais e provocando modificaes em suas superfcies pela supresso crescente da

vegetao, nas duas ltimas dcadas. A partir de ento, o comportamento dos elementos

climticos foi alterado, passando a populao a sentir os efeitos principalmente na

temperatura do ar, cujo aumento repercute em maior calor na cidade.

Diante da carncia de trabalhos sobre variaes no clima de Teresina e sua relao

com a vegetao, buscou-se uma resposta que justifique essas alteraes, atravs da

quantificao do total de reas verdes na cidade e da anlise de alguns elementos

meteorolgicos mais expressivos no processo de alterao climtica e que mantm relao

com a vegetao.

17

Teve-se, assim, como objetivo geral desse estudo, verificar a tendncia climtica de

Teresina - PI, no perodo de 1977 a 2009, relacionada urbanizao e supresso da

vegetao. Os objetivos especficos foram identificar o nvel de urbanizao representado

pelas reas construdas e ndice de vegetao nos perodos de 1977 a 1991 representado por

uma populao de 599.272 habitantes, e de 1992 a 2009 quando j atingia 802.537 habitantes.

Os dados dos elementos meteorolgicos obedeceram ao mesmo recorte temporal e a

fragmentao em dois perodos permitiu observar o comportamento do clima posterior

intensificao do processo de urbanizao da cidade de Teresina PI.

Teresina ainda possui razovel ndice de reas verdes, se comparada a muitas cidades

brasileiras. Entretanto, como detm altas temperaturas, necessria a compreenso da

dinmica da cidade e da atmosfera, de forma a serem aplicadas, pelo poder pblico, normas

de gesto citadina que possibilitem a ao integrada de preveno e orientao sobre o uso do

espao urbano, levando-se em considerao os princpios da climatologia urbana.

18

2 CLIMA E AMBIENTE URBANO

Alteraes que ocorrem no clima urbano podem gerar problemas nos sistemas

ecolgicos naturais e nos sistemas socioeconmicos, por atingirem diretamente a qualidade de

vida nas cidades. Partindo dessa premissa, importante o estudo da influncia da urbanizao no

clima das cidades, de forma a viabilizar planejamentos futuros, evitando-se, assim, problemas a

seus habitantes.

A seo seguinte trata de alguns trabalhos com essa temtica, apresentando fatores que

podem determinar o clima, revelando como a urbanizao pode influenci-lo, a partir da

supresso da cobertura vegetal da cidade. Expe-se, ainda, sobre a tcnica de sensoriamento

remoto para a obteno do campo trmico da temperatura da superfcie do solo.

2.1 Clima e seus fatores de influncia

As condies atmosfricas caracterizadas pela sequncia habitual de estados

representados pelos elementos meteorolgicos (temperatura do ar, ventos, presso

atmosfrica, umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica, entre outros) em

determinado local da superfcie terrestre, conforme Monteiro (1976), Landsberg (1981) e

Sorre (2006), que formam o clima desse lugar. Essas condies para serem consideradas

clima, devem, de acordo com WMO (2009), manifestarem-se em ocorrncias sucessivas e

conservarem as mesmas caractersticas, por um tempo mnimo de 30 anos.

Apesar de relacionados entre si por ocorrncias e comportamento de alguns elementos

meteorolgicos, tempo e clima so fenmenos que representam situaes diferentes. Segundo

Sorre (2006) e WMO (2009), tempo definido como aquilo que est acontecendo na

atmosfera de forma instantnea, lenta ou rpida, num determinado local. o conjunto de

condies atmosfricas e fenmenos meteorolgicos que afetam a biosfera e a superfcie

terrestre em um dado momento e local, enquanto clima a juno dos tipos de tempo que

ocorrem em uma determinada regio, tornando-lhe caracterstica.

Mascar (1996) define macroclima ou clima em larga escala como aquele que

descreve as caractersticas gerais de uma regio, como insolao, nebulosidade, precipitaes,

temperatura, umidade e ventos. Mesoclima uma derivao do macroclima, provocada pela

topografia local, como vales, montanhas, grandes massas de gua, vegetao. Microclima

aquele modificado pela ao humana sobre o seu entorno. As alteraes entre climas de um

local esto relacionadas com particularidades do local, tendo ainda a contribuio dos

19

resultados de prticas humanas capazes de gerar novos climas, cujas caractersticas variam

entre bairros, entre ruas e at entre residncias vizinhas.

O clima inicial de determinada rea formado por fatores e elementos meteorolgicos.

Os fatores meteorolgicos representam todas as circunstncias com influncia sobre os

elementos meteorolgicos, podendo modificar-lhe o comportamento. Dentre os fatores podem

ser citados relevo, radiao solar, latitude, longitude, altitude, revestimento do solo e sua

topografia, maritimidade-continentalidade, vegetao e atividades humanas. Elementos

meteorolgicos so os atributos constitutivos do clima de qualquer poro da superfcie do

planeta representados, dentre outros, pela temperatura, presso atmosfrica, umidade relativa

do ar, precipitao pluviomtrica e evaporao (BARBIRATO; SOUZA; TORRES, 2007).

Tubelis e Nascimento (1992), Varejo-Silva (2001) e Ayoade (2006), Barbirato, Souza

e Torres (2007) destacam a importncia dos elementos meteorolgicos na definio do clima

de um local ou de uma regio, afirmando que o sistema climtico cclico, com cada

elemento meteorolgico influenciando outro. A altitude, que corresponde elevao de um

ponto acima do nvel mdio do mar, tambm exerce influncia sobre a temperatura, pois

medida que aumenta, o ar torna-se mais rarefeito e mais frio.

A heterogeneidade da superfcie terrestre faz com que ocorram diferenas no balano

de radiao, gerando, tambm, diferenas de presses atmosfricas, o que permite um

contnuo movimento das massas de ar, que so grandes pores da atmosfera que se

movimentam por milhares de quilmetros. Essas massas apresentam uma distribuio vertical

com caractersticas de umidade e temperatura semelhantes regio de origem, mas que, ao se

movimentarem, adquirem caractersticas do local de passagem (VAREJO-SILVA, 2001), ou

ainda, quando em contato com a superfcie ou com outras massas de ar, interagem entre si,

alterando as condies meteorolgicas que, segundo a predominncia de caractersticas,

definem o clima local (VIANELLO; ALVES, 1991, TUBELIS; NASCIMENTO, 1992).

O Brasil, pela extenso territorial, formas de relevo e localizao geogrfica, possui

vrios tipos de clima. Como a maior parte do territrio encontra-se na regio tropical,

prevalecem os climas quentes e de baixa amplitude trmica (diferena entre a temperatura

mxima e mnima), cujas mdias de temperatura do ar so superiores a 18,0 C. As diferenas

sazonais so marcadas pelo regime de chuvas onde o inverno seco e o vero chuvoso

(TUBELIS; NASCIMENTO, 1992).

Todos os fatores e elementos meteorolgicos esto intrinsecamente relacionados,

determinando as condies climticas de uma regio. A radiao emitida pelo Sol sob a forma

20

de ondas curtas parcialmente absorvida pela atmosfera terrestre, sendo outra parte da

radiao reemitida para o espao na forma de ondas longas, o que provoca um aumento da

temperatura do ar. A radiao solar diminui com o aumento da latitude e com as diferenas

nas formas de aquecimento, devido ao relevo e cobertura da superfcie, sendo, nos trpicos,

registrados os maiores valores de temperatura (BARBIRATO; SOUZA; TORRES, 2007).

Apesar de na regio dos trpicos haver certa uniformidade trmica, a altitude um

fator de influncia sobre a temperatura nessa regio. Para Ayoade (2006), a temperatura do ar

diminui com a altitude em torno de 0,6 C, a cada 100 metros, e os ventos predominantes

podem transportar ou transmitir calor de uma rea para outra. Extensas superfcies de gua,

principalmente os oceanos, se aquecem e se resfriam de forma mais lenta, resultando em

menor amplitude trmica e maior ndice de umidade do ar.

A umidade relativa do ar um elemento meteorolgico importante na composio do

clima por estar diretamente relacionada com a atmosfera, regendo as condies em um dado

momento e lugar. Para Tubelis e Nascimento (1992), essa umidade corresponde gua na

forma de vapor que existe numa determinada parcela da atmosfera. As fontes de vapor dgua

so as superfcies do solo, de gelo, de gua e de neve, com parte do balano de radiao que

chega superfcie terrestre sendo utilizada na sua evaporao, sob forma de vapor, que

alcana a atmosfera e geralmente aumenta com a temperatura. Mas, mesmo em condies de

balano de radiao negativo, ocorre evaporao.

No perodo seco, quando a temperatura do ar atinge valores muito altos e umidade

relativa do ar muito baixa, sugerem-se cuidados com a sade, haja vista que a umidade

relativa do ar muito baixa causar problemas respiratrios, ressecamento de pele, sangramento

do nariz, irritao dos olhos, dentre outros, sem mencionar o aumento do risco de incndios

(CEPAGRI, 2010).

Os ventos transportam massas de ar ocenicas ou continentais, cujos contrastes entre

elas contribuem para diminuir as variaes trmicas, aumentar a umidade relativa do ar,

formar brisas e alterar o sistema pluviomtrico. Aliadas a esses parmetros, que determinam

as condies que regem o clima, esto a topografia do terreno e o revestimento do solo, que

tambm exercem influncia na formao de microclimas. Isso acontece, segundo Tubelis e

Nascimento (1992) e Varejo-Silva (2001), porque os ventos desempenham importante papel

sobre a temperatura, pois tornam o aquecimento da atmosfera menos diferenciado entre as

regies.

21

A precipitao pluviomtrica o elemento meteorolgico de grande relevncia na

vida de todos os seres do planeta pelo fato de responder pelo abastecimento dos recursos

hdricos e pela alimentao das populaes. No Nordeste do Brasil, o principal sistema

atmosfrico responsvel pelas chuvas a Zona de Convergncia Intertropical (ZCIT), na

regio do Equador, que ao deslocar-se traz umidade do litoral e provoca chuvas de vero na

regio (VIANELO; ALVES, 1991, TUBELIS; NASCIMENTO, 1992, VAREJO-SILVA,

2001, AYOADE, 2006). J as chuvas no interior da regio Nordeste, que ocorrem em geral

por perodos curtos, so causadas por sistemas transientes de incurso de frentes frias que

atuam na Bahia e cujos vestgios podem atingir o sul do Piau (KOUSKY, 1979).

Varejo-Silva (2001) define a ZCIT como uma faixa de encontro dos ventos

advindos da regio Leste (ventos de nordeste e ventos de sudeste) que oscilam um pouco para

Sul ou para Norte do equador terrestre, trazendo nebulosidade, calor e umidade. Neste setor,

a atmosfera muito instvel, o que favorece a formao de correntes ascendentes e de nuvens

convectivas que provocam precipitaes torrenciais e abundantes, acompanhadas de

relmpagos e troves. Sua posio predominante oscila entre 5 N e 10 N de latitude, e sua

espessura mdia de 3 a 5 graus o que equivale a uma faixa de 334,0 a 556,6 km.

Para um melhor entendimento do comportamento do clima em Teresina - PI a partir

do processo de urbanizao, a seco seguinte discutir o assunto apresentando alguns efeitos

desse processo desde o crescimento da populao.

2.2 Efeitos da urbanizao sobre o clima

A urbanizao um fenmeno que impacta o meio ambiente, em especial as condies

climticas, quando as superfcies do solo so substitudas por diferentes formas de ocupao

do solo, alterando as condies naturais do ambiente local. Existem vrios estudos, como os

de Monteiro (1976), Landsberg (1981), Mascar (1996), Romero (2001), Sorre (2006), e

Barbirato, Souza e Torres (2007), que abordam a questo do clima urbano e constatam que a

urbanizao e as atividades antropognicas consequentes desse processo, respondem pela

formao de microclimas na cidade.

O aumento da populao acontece na proporo do crescimento de reas edificadas

para atender a demanda bsica do contingente de pessoas introduzidas em espaos reservados

para habitao, comrcio, servios e indstrias. Esse fato vem acontecendo principalmente a

partir do sculo XX, quando os resultados das atividades industriais e antropognicas atuaram

22

na atmosfera, provocando modificaes no padro natural do ambiente e nos elementos

meteorolgicos.

Dos vrios estudos relacionados s alteraes no clima decorrentes da urbanizao,

pode se citar Monteiro (1976), que no final dos anos 1970, ao estudar o clima das cidades,

concluiu ser o excesso de atividades humanas responsvel pela organizao do espao na

Terra e pela modificao do ambiente natural, podendo formar um novo clima - o clima

urbano. O autor prope que sejam observados, nos estudos sobre clima, os efeitos

antropognicos.

Pesquisas envolvendo essa temtica tambm foram desenvolvidas por Landsberg

(1981), Mascar (1996), Romero (2001) e Sorre (2006) que tm demonstrado que o clima est

intrinsecamente relacionado com os setores econmicos e sociais de uma sociedade,

refletindo na qualidade de vida de populaes citadinas. Defendem que a urbanizao, por

meio de aes humanas, provoca alteraes no comportamento de alguns elementos

meteorolgicos, como confirmaram os diversos estudos sobre o tema.

Dentre as diversas transformaes ocorridas no espao urbano pode-se citar a

supresso da cobertura vegetal, um dos fatores que contribui para alterar o clima da cidade,

por meio de mudanas nos seus elementos meteorolgicos. Landsberg (1981), ao discutir as

mudanas climticas causadas pela urbanizao, atribui prpria cidade uma das

responsabilidades pelo aquecimento, j que se produz calor, metabolismo da massa dos seres

humanos e dos animais, adicionado ao liberado pelas atividades urbanas domsticas e

industriais e pela combusto de milhares de veculos motorizados. Mas, para o autor, a

principal causa advm da substituio da vegetao por construes, que contribui para

diminuir a umidade relativa do ar, devido drenagem ou impermeabilizao de reas midas.

Os obstculos criados pela urbanizao tambm modificam a velocidade e direo dos ventos.

A particularidade do microclima de uma cidade deve-se, principalmente, aos materiais

que formam a superfcie urbana, que, de acordo com Romero (2001), so diferentes dos das

superfcies no construdas. Nas reas densamente construdas, os materiais possuem maior

capacidade trmica e so melhores condutores trmicos dessa forma de energia, tornando as

cidades mais quentes que as reas do entorno. Um relevo acidentado pode funcionar como

barreira, modificando a orientao da ventilao e as condies de umidade e de temperatura

do ar em escala regional.

A diversidade de revestimentos do solo, como gua, cobertura vegetal dentre outros,

utilizados no meio urbano, tambm pode modificar o clima de uma cidade. A cobertura

23

vegetal tem capacidade de atenuar a temperatura do ar, diminuir a amplitude trmica e

aumentar a umidade relativa do ar. Durante o dia, um solo com baixa umidade absorve

rapidamente o calor, liberando-o noite, o que determina uma alta amplitude trmica.

Dependendo do material de revestimento do solo e do seu poder de absoro e refletividade,

diferentes microclimas podem ser formados (TUBELIS; NASCIMENTO, 1992; VAREJO-

SILVA, 2001; AYOADE, 2006).

Uma das causas da formao de ilhas de calor na cidade, para Oke (1987), so as

mudanas dos fluxos de energia solar que chegam superfcie do solo atravs de processos

fsicos, alterando alguns elementos meteorolgicos, em especial as temperaturas da superfcie

e do ar. Segundo o autor, maior aquecimento ocorre durante o dia, devido capacidade

trmica de absoro dos materiais de construo usados na cidade, que devolve parte da

radiao recebida para a atmosfera. Outros fatores que contribuem para a formao de ilhas de

calor so o aumento das reas impermeabilizadas e reduo da vegetao.

Lombardo (1985) atribui ao meio urbano, mudanas que ocorrem no clima, pois se

observa que a camada de ar mais prxima do solo mais aquecida na cidade que na zona

rural, alm do que na cidade a direo e velocidade dos ventos se alteram pelo efeito causado

pelas construes, como a rugosidade das superfcies modificadas. Verificou-se na cidade de

So Paulo, num dia de ventos calmos e tempo estvel, diferena superior a 10,0 C entre o

centro urbano e a rea rural, o que a autora atribuiu formao de uma ilha de calor, cuja

intensidade e caractersticas variam de acordo com a dimenso da malha urbanizada e das

vrias formas de uso e ocupao do solo.

A autora demonstrou ainda que a temperatura do ar na cidade diretamente

relacionada com o uso do solo e o tipo de material utilizado nas construes. Temperaturas

mais altas foram verificadas em reas de maior crescimento vertical, de alta densidade

demogrfica e pouca quantidade de vegetao, enquanto regies com mais espaos livres,

maior quantidade de vegetao e mais prximas a reservatrios de gua possuem

temperaturas mais amenas.

Admite-se que espaos construdos interferem no clima de uma regio quando alguns

elementos meteorolgicos sofrem transformaes condicionadas s novas formas espaciais

impostas pela urbanizao. Na verdade, prdios e edifcios tornam a superfcie dotada de

maior rugosidade, o que modifica o comportamento dos ventos como sugerem Monteiro

(1976), Landsberg (1981), Mascar (1996), Romero (2001), Sorre (2006), e Barbirato, Souza

e Torres (2007) e outros j relacionados.

24

Os termos mudana climtica e variabilidade climtica, apesar de inter-relacionados,

referem-se a conceitos diferentes. Tucci (2002), Santos (2006) e Tavares (2007) definem

mudana climtica como as alteraes do comportamento normal do clima que ocorrem em

grande espao de tempo, devidas a causas naturais, diferentemente da definio de

variabilidade climtica, que so oscilaes nos parmetros meteorolgicos que, em interao,

formam um clima. Para os autores, a variabilidade climtica so alteraes no clima em um

perodo inferior a uma dcada, podendo retornar aps o fim do evento, s condies

anteriores. J na mudana climtica o clima passa a apresentar as novas caractersticas

adquiridas.

O IPCC (2001) define mudanas climticas como sendo as mudanas temporais

devidas variabilidade natural e a atividades humanas. As variabilidades que ocorrem no

clima, acrescidas ou no das aes humanas, podem se constituir em mudanas climticas.

Devido complexidade do sistema que rege as condies climticas e a relao Terra-

atmosfera, no fcil identificar quando os efeitos na variao do clima so de ordem natural

ou se provocados pelas atividades do homem. Entretanto, Xavier et al. (2008), ao fazerem

conexo do clima urbano com o aquecimento global, argumentam ser difcil identificar a

prpria cidade como responsvel pelo seu aquecimento ou se a elevao advm do

aquecimento global. Para os autores, se a cidade responsvel pela emisso de gases e

aerossis poluentes, provvel que a populao dos centros urbanos esteja contribuindo para

o aquecimento global.

Considerando-se as definies de variabilidade climtica e mudana climtica

atribudas por Tucci (2002), Santos (2006), Tavares (2007) e IPCC (2001), perceptvel para

a populao o aquecimento de Teresina nos ltimos 30 anos. No se sabe se a temperatura do

ar em Teresina contribui para o aquecimento global ou se o aquecimento da Terra nos ltimos

est tornando a cidade est mais quente, mas existe uma certeza que a necessidade de

preveno diante do cenrio de incertezas.

A retirada da vegetao, quando realizada para atender ao crescimento de uma cidade,

tambm fator responsvel pela formao do clima urbano e ilhas de calor. O termo ilha de

calor significa, para Coltri et. al. (2007), uma diferena trmica em que a temperatura do ar

urbano superior da vizinhana ou da periferia, podendo variar temporal e sazonalmente.

O crescente processo de urbanizao verificado nas cidades, principalmente nas

capitais, vem contribuindo para as alteraes climticas observadas, em especial em reas

pouco arborizadas e com maior densidade de construes. Verssimo e Mendona (2004)

25

verificaram, em Curitiba, alteraes no comportamento dos elementos meteorolgicos nas

reas de maior concentrao de edificaes, indstrias, fluxos de veculos e pessoas, onde a

temperatura tende a ser mais elevada.

Segundo os autores, o acmulo de atividades humanas em centros urbanos gera uma

ilha de calor cujas temperaturas se apresentam mais amenas em direo periferia. Dentre

os fatores urbanos com influncia sobre o clima, a supresso de reas verdes a que tem

maior participao no processo de alteraes do comportamento dos elementos

meteorolgicos.

Nem sempre resultados das pesquisas so unnimes para todos os lugares, como

observaram Moura, Zanella e Sales (2008), em estudo sobre o clima urbano em Fortaleza

CE. No estudo, os autores observaram que o fluxo de veculos e de pessoas exerce pouco

influencia no microclima da cidade, j que bairros caracterizados por essas atividades

apresentaram temperatura do ar mais baixa e maior taxa de umidade relativa do ar, quando

comparados a outros. Entretanto, encontraram que as ilhas de calor em Fortaleza ocorreram

principalmente no perodo diurno, concentradas na poro central da cidade, onde h maior

massa edificada, porm, sem verticalizao, mas, com intensa expanso urbana.

Diferenas entre resultados de pesquisas nessa temtica enfatizam sobre a importncia

da observao das condies que esto inter relacionados, no se restringindo to somente a fatores

isolados.

Barbirato, Souza e Torres (2007) em estudo sobre o clima de Macei - AL,

verificaram que a umidade relativa do ar, a precipitao pluviomtrica, a insolao, a radiao

solar, os ventos e, em especial, a temperatura do ar sofrem influncia do meio urbano.

Constataram que a temperatura do ar na cidade maior que no meio rural, com diferena

anual de 0,5 C a 3,0 C.

Sobre os ventos, os autores afirmam que o movimento do ar tambm se altera com o

processo de urbanizao, sendo mais fracos em centros urbanos que na periferia. Prximo ao

solo, os ventos so tambm mais fracos e aumentam a velocidade com a altura. A reduo da

umidade relativa do ar em reas urbanas pode, por sua vez, ser contornada por estratgias de

uso de processos que insiram gua e vegetao em ambientes urbanos.

O teste de Mann-Kendall vem sendo utilizado em diversos estudos cientficos para

identificar tendncias se sries temporais de elementos meteorolgicos, como os de Back

(2001), Blain, Picoli e Lulu (2009), Furlan (2009), Rodrigues et al (2010), e Silva et al.

(2010), entre outros.

26

Blain, Picoli e Lulu (2009) analisaram o comportamento da temperatura mnima em

trs cidades de grande porte e trs de pequeno, em So Paulo, localizadas em coordenadas

geogrficas prximas e altitudes semelhantes, com a inteno de minimizarem o efeito de

diferentes causas de larga escala. Observaram aumento de temperatura mnima do ar em trs,

das seis cidades, o que os levou concluso de que fatores de ordem local devem ser revistos

antes de investigaes em escala global. Em Piracicaba, selecionada como de grande porte,

no foi verificado aumento de temperatura mnima do ar, talvez pelo fato de o vale do rio

Piracicaba, de acordo com os autores, contribuir para acumular ar frio na regio.

Rodrigues et al (2010) identificaram em Viosa - MG, ao longo da srie 1968 a 2008,

tendncia de aumento de temperatura mnima do ar, o que atriburam ao aumento da

populao.

As pesquisas citadas conduzem ao entendimento de que o aumento de temperatura

mnima do ar ao longo dos anos deve-se, principalmente, ao processo de urbanizao, salvo,

alguns casos em que alguns parmetros sobrepem-se, resultando em comportamentos

diferentes do esperado.

2.3 Influncia das reas verdes na formao do clima urbano

O uso de reas verdes em espaos urbanos remonta antiguidade, com incio, segundo

Loboda e De Angelis (2005), com a arte de jardinocultura, surgida pela primeira vez no Egito

e na China. Os jardins do Egito expandiram-se, ampliando-se o sistema de irrigao utilizado

na agricultura, cuja funo principal era amenizar o calor das residncias. A China, com seus

jardins naturalistas destaca-se pelos significados religiosos, inserindo neles elementos

relacionados natureza. Exerce forte influncia sobre os japoneses, que adotam o estilo da

corte chinesa.

Cavalheiro et. al (1999) conceituam reas verdes como espaos livres onde o elemento

fundamental de composio a vegetao, tendo no mnimo 70,0% em solo permevel (sem

laje) e funo ecolgico-ambiental, esttica e de lazer. Outros autores, como Lima et al

(1994), Troppmair e Galina (2003), Rosset (2005) e Mazzei et al (2007), discorrem sobre as

mais diversas conceituaes de reas verdes, sem ainda uma definio consensual.

No Brasil, as primeiras manifestaes que refletem a arborizao como parmetro

relevante na melhoria de ambientes e na amenizao de altas temperaturas aconteceram ainda

no sculo XVII, em Pernambuco, por iniciativa do prncipe Maurcio de Nassau, quando da

invaso daquele estado pelos holandeses. Entretanto, mesmo antes da sua expulso poucos

27

resultados existiam, restando somente grande quantidade de laranjeiras, tangerinas e limoeiros

espalhados pelas regies percorridas pelas comitivas da poca da invaso (LOBODA; DE

ANGELIS, 2005).

Apesar de iniciativas de se plantar rvores constiturem-se em prticas antigas,

realizadas com a inteno de promoverem o sombreamento, no Brasil o incio de pesquisas

cientficas sobre a influncia da vegetao no clima das cidades se deu com Monteiro (1976).

A partir de ento, muitos pesquisadores vm desenvolvendo estudos nessa linha, como

Mascar (1996), Romero (2001), Pereira et al (2006), Ritter, (2009) e WMO (2009), os quais

comprovam a eficincia das reas verdes para amenizar a temperatura do ar, que vem

aumentando gradativamente com o crescimento da populao e sua concentrao nas zonas

urbanas.

Dentre muitos autores com estudos sobre o clima urbano, Monteiro (1976), Conti

(1982), Romero (2001), Ramos (2002), Landsberg (2006), Barbirato, Souza e Torres (2007) e

Viana e Amorim (2008) defendem que o crescimento da populao um indicador importante

para a climatologia urbana, haja vista a urbanizao incidir em aumento do nmero de

edificaes e maior impermeabilizao do solo, refletncia das superfcies e elevao do seu

albedo. Destacam, ainda, que a reduo de reas verdes influencia os regimes trmicos e

hdricos da cidade. Aliados a esses fatores, surgem outros, decorrentes de aes e atividades

antrpicas, que podem alterar o ritmo normal da atmosfera e dos elementos meteorolgicos.

A vegetao pode proporcionar vantagens ao ambiente urbano, ornamentando-o,

fornecendo sombra e reduzindo o consumo de energia nos perodos quentes. Possui relao

com microclimas urbanos, controlando a radiao solar, a temperatura do ar, a umidade

relativa do ar e a ao dos ventos e das chuvas. Para Mascar (1996), as vantagens fornecidas

ao clima urbano, pelas reas verdes, dependem do tipo de vegetao e de seu porte, idade e

perodo do ano.

Mesmo se enfatizando o controle de um determinado elemento meteorolgico, todos

os outros sofrem influncia das reas verdes. Mascar (1996), em estudo realizado em Porto

Alegre RS destaca a importncia da cobertura vegetal na temperatura do ar, sublinhando

que, ao controlar a radiao solar, o vento e a umidade relativa do ar, a temperatura poder ser

amenizada, pois em reas expostas radiao solar, de 3,0 C a 4,0 C maior que entre

agrupamentos arbreos. Como a umidade relativa do ar se relaciona intrinsecamente com a

temperatura do ar e tambm dependente da cobertura do solo, em reas arborizadas, tal

28

umidade maior entre 3,0 % e 10,0 % que em reas sem, ou com pouca vegetao. Essas

amplitudes se revelam maiores em perodos secos.

Nas cidades, a reduo de reas verdes e as superfcies modificadas do solo com

elevada condutividade trmica absorvem maior quantidade de radiao solar, a ponto de, no

cmputo final, gerar diferenas de temperatura superiores a 10,0 C entre a cidade e campo.

Na zona rural ou nas periferias das metrpoles, h mais gua disponvel para a evaporao por

existir maior quantidade de vegetao e reas permeveis, ao contrrio dos centros urbanos,

onde as construes e ruas pavimentadas fazem escoar a gua, que poderia ser infiltrada e

servir como reserva natural para a evaporao (RITTER, 2009).

Ramos (2002), ao analisar as alteraes no clima de Campina Grande PB observou

que o nvel de arborizao urbana em trs dcadas do perodo de 1971 a 2000 foi reduzido,

sendo acrescidas novas formas de ocupao do solo. A superfcie natural do solo, quando a

vegetao foi substituda pela massa edificada, contribuiu, de acordo com a autora, para o

aumento da temperatura do ar, principalmente na ltima dcada (1971 a 2000), o que foi

atribudo ao incremento da populao, que provocou mudanas no padro urbanstico da

cidade, caracterizado pela ocupao do solo e maior adensamento nas reas centrais. Da

mesma forma, de acordo com o autor, a umidade relativa do ar para o mesmo perodo esteve

tambm menor, principalmente na ltima dcada.

A arborizao parmetro importante na promoo de conforto e melhor qualidade de

vida principalmente no meio urbano, cujas construes passam a agredir as paisagens,

modificando o clima da cidade. Dantas e Souza (2004) encontraram deficincia de

arborizao em Campina Grande PB, que obteve somente 0,08 rvore por habitante, sem

contabilizar as rvores de quintais e jardins de residncias. Segundo eles, ainda que o nmero

de rvores duplicasse, estaria muito longe do recomendado pela Organizao das Naes

Unidas para a Educao, a Cincia e a Cultura (UNESCO), que de duas rvores por

habitante ou 12,0 m2 de rea verde por habitante. Ressalte-se, entretanto, que essa

recomendao controversa entre pesquisadores.

O planejamento da arborizao numa cidade necessrio para o desenvolvimento

urbano, de forma a evitar prejuzos ao meio ambiente, haja vista ser fator determinante na

qualidade ambiental por possuir influncia direta no clima, no conforto e bem-estar humano.

Faz-se necessrio, portanto, que aes humanas sejam planejadas, a fim de minimizar os

efeitos nocivos ao meio ambiente. Para Dantas e Souza (2004), so vrias as funes da

29

arborizao, destacando-se, em cidades quentes, o fato de as reas verdes possurem a

capacidade de atenuar as altas temperaturas e aumentar a umidade relativa do ar.

Souza Jnior (2006) tambm verificou em Campina Grande - PB, no perodo

considerado em sua pesquisa como ps-urbanizao, uma tendncia de aumento na

temperatura do ar (mdia, mxima, e mnima). A umidade relativa do ar apresentou-se menor

no perodo ps-urbanizado e a precipitao pluviomtrica teve comportamento indefinido. O

autor concluiu que a urbanizao provocou variabilidade significativa no clima da cidade, ao

longo de 42 anos analisados.

Freitas e Dias (2004), em estudo sobre os efeitos da urbanizao na formao de ilhas

de calor, atravs de situaes reais e simulaes, onde reas urbanizadas eram substitudas por

um tipo de vegetao aberta, encontraram que os efeitos da urbanizao somente eram

sentidos em reas relativamente grandes, mostrando a simulao que a rea urbana

apresentou-se 3,5 C mais quente que as simuladamente vegetadas. Em reas pequenas, esse

efeito no foi observado, o que confirma que em cidades de pequeno porte, no h muita

diferena de temperatura.

A vegetao possui a capacidade de originar ilhas de frescor, como evidenciado por

Brando (2003), que ao defender a necessidade de preservao de reas verdes urbanas

enfatiza o resultado de sua pesquisa na cidade do Rio de Janeiro, verificando que no Jardim

Botnico e no Parque Passeio Pblico persistiam ilhas de frescor em quase todas as situaes,

ao contrrio das reas urbanizadas. Esse resultado refora a convenincia de preservao de

reas verdes urbanas.

Velasco (2007) verificou em trs pontos de medies na cidade de So Paulo, em

reas com pouca, mdia e muita vegetao, que a temperatura maior nas menos vegetadas.

Essa tendncia, com exceo do horrio de 7 h, em todos os outros (9 h, 14 h e 21 h) foi

observada. O horrio das 7 h no acompanhou a tendncia de temperaturas mais elevadas pelo

fato de a vegetao possuir a capacidade de reter onda longa emitida pelas superfcies,

demorando mais tempo para se dissipar o calor e fazendo com que a temperatura do ar seja,

nas primeiras horas da manh, menor em reas com menos vegetao.

A autora verificou situao semelhante em reas com maior concentrao de

vegetao. Esse fato acontece porque durante a noite a vegetao, as reas densamente

construdas e as ruas pavimentadas armazenam maior quantidade de calor que as com menor

quantidade de construes. No incio da manh, so verificadas elevaes na temperatura do

30

ar, chegando a atingir valores prximos aos das 15 h, horrio em que, nas trs situaes

(pouca, mdia e muita arborizao), foram observados valores maiores de temperatura do ar.

Uma vegetao rarefeita possui menor capacidade de absoro de calor, que se dissipa

mais rapidamente, o que justifica o fato de, nas primeiras horas da manh, a temperatura do ar

ser nessas reas, inferior de reas densamente vegetadas. Essa condio somente foi

observada, segundo Velasco (2007), pela manh, quando o calor foi dissipado mais

rapidamente pela superfcie da terra.

Existe certa uniformidade entre os pesquisadores citados neste estudo de que a

vegetao um parmetro importante na gerao e na identificao das anomalias dos

elementos meteorolgicos em ambientes construdos. Sobre isso, Viana e Amorim (2008), ao

estudarem o clima da cidade paulista de Teodoro Sampaio, identificaram que a ocupao do

solo, associada vegetao, exerce papel relevante na formao de microclimas na sua zona

urbana, gerando ilhas de calor e de frescor e ilhas midas e secas. Mudanas no clima das

cidades, geralmente mais destacadas, so as ocorridas na temperatura do ar e na umidade

relativa do ar dos centros urbanos e da zona rural. A partir dessa problemtica, emerge a

necessidade de estudos voltados para a anlise da atmosfera urbana, como sugerem os autores.

A influncia da urbanizao na origem de ilhas de calor pode ser observada tambm

em cidades de pequeno porte. Viana e Amorim (2008) concluram que, apesar de Teodoro

Sampaio possuir somente 16.000 habitantes, j apresenta caractersticas prprias decorrentes

do uso e ocupao do solo, sendo identificadas ilhas de calor, ilhas de frescor, ilhas secas e

ilhas midas, cujo comportamento dependia do horrio, estao do ano, uso e ocupao do

solo e das condies atmosfricos predominantes.

Os autores observaram que as ilhas de calor, apresentam, no vero, maiores valores

no horrio de maior devoluo de radiao terrestre para a atmosfera, que se inicia s 9 h e se

define s 15. Entre 7h e 21 h as ilhas de calor observadas foram nas reas densamente

construdas, independentemente de possuir pouca ou muita vegetao. No inverno,

observaram que ilhas de calor de maior intensidade eram verificadas tambm s 15 h, apesar

de os valores apresentados nos horrios de 7h e 21 h terem sido semelhantes aos das 15 h.

Xavier et. al (2009), em estudo comparativo dos microclimas de trs locais de Cuiab -

MT, com caractersticas diferentes, observaram que as menores temperaturas do ar foram

verificadas na rea com maior quantidade de vegetao, quando comparada s outras duas

envolvidas na pesquisa, com pouca vegetao. Percebe-se, assim, que a arborizao deve

31

tornar-se prtica a ser desenvolvida pela populao, para que sejam preservados o conforto

trmico e a manuteno das condies climticas naturais.

A temperatura da superfcie do solo mantm relao com a temperatura do ar, cuja

fundamentao confirmada a partir da construo e estudo do campo trmico de

determinadas reas, a partir do geoprocessamento de imagens de satlites. Com o acelerado

crescimento das cidades, a paisagem natural sofreu srias perturbaes, que vm alterando o

ambiente natural, sendo o retorno da vegetao nos centros urbanos de extrema relevncia,

pelos benefcios ecolgicos que promove ao homem, dentre estes, destacando-se a

manuteno do microclima.

2.4 Temperatura da superfcie do solo a partir de imagem de satlite

Tcnicas de sensoriamento remoto a partir de imagens de satlites vm trazendo

significativas contribuies s pesquisas destinadas deteco de ilhas de calor ou ilhas de

frescor urbanas e sua intensidade pela construo do campo termal da superfcie do solo, o

que permite uma correlao com a temperatura do ar. O procedimento consiste em

transformar as bandas termais em temperatura aparente da superfcie do solo, realizando-se

medidas pelos dados do sensor infravermelho termal, que fornece, com auxlio de tcnicas de

sensoriamento remoto, a temperatura qualitativa da superfcie do solo.

Em julho de 1977 foram observadas mais de 50 ilhas de calor urbanas no norte e

centro-oeste dos Estados Unidos da Amrica (EUA), mostrando diferenas de temperatura de

2,6 C a 6,5 C entre a zona urbana e a rural. Matson et al (1978) justificaram o fato como

decorrente do crescente aumento da urbanizao nas cidades observadas, a exemplo de St.

Louis, Baltimore e Washington, D.C.

No Brasil, trabalhos como o de Lombardo (1985), voltados a estudos de ilhas de calor

urbano foram realizados com a ajuda da tcnica de sensoriamento remoto, utilizando imagens

de satlites referentes ocupao do solo e ao campo trmico da superfcie do solo. Cunha,

Rufino e Ideio (2009) pesquisaram a relao entre o aumento de temperatura da superfcie do

ar e o crescimento da cidade de Campina Grande - PB, tomando como base os produtos e

tcnicas do sensoriamento remoto e investigando as possveis alteraes no clima da regio.

Os resultados mostram que, ao longo do processo de ocupao da cidade, houve diminuio

das reas verdes, aumento espacial do domnio urbano, elevao da temperatura da superfcie

do solo e da do ar, mostrando-se maior, principalmente em 2007, quando comparadas com

imagens de anos anteriores.

32

Coltri et al (2007) detectaram, por geoprocessamento de imagens do satlite, ilhas de

calor em Piracicaba SP, em estudo que concluiu ser, a quantidade de reas verdes numa

cidade, determinante para a intensidade da ilha de calor. Os autores classificam como reas

verdes todo e qualquer vegetal, inclusive grama e pasto, tanto dos bairros quanto da rea rural.

A vegetao exerce influncia sobre o clima local, minimizando os efeitos das altas

temperaturas. Contudo, o tipo de vegetao atua de forma diferente, como observou Tarifa

(1981), que verificou em So Jos dos Campos - SP, uma temperatura do ar na rea

urbanizada com menores valores que na rea rural. Observou, ainda, que a diferena de

temperatura do ar entre a rea urbana e as com plantao de eucalipto foi de 1,7 C, enquanto

em relao a reas cobertas por pasto ficou 2,9 C.

notrio, pela gama de trabalhos nas cidades brasileiras, que a reduo de reas

verdes oriunda da ocupao urbana est modificando o clima das cidades. Sugere-se, pois,

que sejam implantadas aes que possam proporcionar melhor conforto populao.

Os diversos estudos citados permitiram um melhor embasamento sobre a temtica

desta pesquisa desenvolvida em Teresina-PI, onde se utilizou sensoriamento remoto para

quantificar as reas verdes existentes e verificar as alteraes no clima da cidade.

33

3 METODOLOGIA

Para o estudo da relao da urbanizao com o clima da cidade de Teresina, foi

realizada uma anlise do comportamento da temperatura do ar (mdia, mnima e mxima),

umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica, ao longo do perodo de 1977 a 2009,

observando-se a interao desses elementos meteorolgicos com a evoluo demogrfica do

municpio e a supresso da vegetao. A anlise foi realizada em dois perodos: de 1977 a

1991, quando Teresina possua 599.272 habitantes (IBGE, 2000) e de 1992 a 2009, com uma

populao maior, quando se deu o final da pesquisa.

As sees seguintes indicam os procedimentos metodolgicos utilizados na realizao

do estudo. Trata-se de informaes bsicas para o desenvolvimento da pesquisa, englobando a

localizao da cidade de Teresina, seguida das fontes informativas referentes demografia,

urbanizao, vegetao, temperatura superficial do solo e dados meteorolgicos.

3.1 Localizao e caractersticas bsicas da rea de estudo

Teresina, capital do Piau, est localizada na regio Norte do estado, situado no

Nordeste do Brasil. A sede do municpio tem coordenadas geogrficas 0505 de latitude Sul

e 4248 de longitude Oeste Possui altitude mdia de 74,4 m acima do nvel mdio do mar

(BASTOS; ANDRADE JNIOR, 2008) e ocupa uma rea territorial de 1.756 km2

(IBGE,

2009a), com a incluso de Nazria, com rea de 171,0 km2, ainda no confirmada

oficialmente.

O clima de Teresina, pela classificao de Thornthwaite e Mather, configura-se como

C1s Aa, caracterizado como submido seco, megatrmico, com excedente hdrico moderado

no vero. No trimestre setembro-outubro-novembro, a concentrao da evapotranspirao

potencial de 32,1% (BASTOS; ANDRADE JNIOR, 2008).

O Fluxograma 1 apresenta a localizao da rea de estudo correspondente ao

permetro urbano no municpio de Teresina PI, no estado do Piau, Brasil, prxima ao

equador, visualizado no globo terrestre.

34

Fluxograma 1 Localizao do permetro urbano de Teresina, no Estado do

Piau/Brasil/Mundo.

Fonte: A autora (2010).

Teresina (PI) est situada direita do rio Parnaba, sendo tambm contornada pelo rio

Poti. Limita-se ao Norte com os municpios de Unio - PI e Jos de Freitas PI, ao Sul com

Palmeirais PI, Curralinhos - PI, Nazria - PI, Demerval Lobo - PI e Monsenhor Gil PI, a

Oeste com Timom MA, e a Leste com os municpios Altos - PI, Lagoa do Piau, Pau dArco

do Piau. A sede da Capital piauiense est dividida em cinco regionais administrativas:

Centro, Norte, Sul, Leste e Sudeste. A paisagem natural caracterizada por uma cobertura

vegetal de mdio porte, com babauais e carnaubais nativos que se estendem

preferencialmente ao longo de vales e terrenos quaternrios de maior fertilidade. O cerrado e

o cerrado constituem a forma mais comum de vegetao (TERESINA, 2010b).

35

3.2 Procedimentos e aquisio das informaes

Utilizou-se de informaes de alguns indicadores do crescimento urbano resultantes

do processo interativo entre populao e ambiente, entre os quais se destacam o crescimento

populacional, a expanso do stio urbano e a quantidade de rea verde representada pela

vegetao existente no permetro urbano da cidade de Teresina.

3.2.1 Urbanizao e vegetao

Os dados referentes populao, de 1960 a 2009, foram fornecidos pelo IBGE.

Escolheram-se fatores demogrficos como contributivos na elevao dos elementos

meteorolgicos em Teresina, haja vista o crescimento populacional induzir a expanso urbana

que, consequentemente, incide em prticas de consumo e de atividades diversas que alteram o

clima local.

A evoluo temporal do stio urbano de Teresina, no perodo de 1850 a 2002

(TERESINA, 2010a), mostrada em mapas representativos da expanso do permetro urbano

da cidade em diferentes intervalos de tempo, os quais foram desmembrados de um mapa

produzido pelo software AutoCAD, fornecido pela Prefeitura Municipal de Teresina (PMT),

atravs da Secretaria Municipal de Planejamento e Coordenao (SEMPLAN).

A srie temporal do mapa no obedece mesma srie de dados meteorolgicos e dos

populacionais pelo fato de ser este o ltimo produzido pela instituio, mas permite observar

o crescimento espacial da rea urbanizada da cidade.

Para o mapeamento da cobertura vegetal do stio urbano de Teresina, foram utilizadas

imagens do satlite LANDSAT 5, por oferecer resoluo espacial de 30 metros, a mais

adequada para o perodo estudado, de acordo com as limitaes das pesquisas e

disponibilidade de imagens. Esse satlite possui sensores que cobrem as faixas do verde

(banda 2), vermelho (banda 3) e infravermelho (banda 4), foram escolhidas essas bandas por

serem as que melhor se definem para trabalhos relativos cobertura vegetal (NOVO, 1992).

As duas imagens selecionadas e disponibilizadas pelo INPE (2010a), no catlogo

eletrnico de sua pgina (www.inpe.br), esto inseridas na rbita-ponto 219/064, em duas

datas distintas, sendo uma no dia 14/8/1989 compreendida no primeiro perodo de estudo da

pesquisa (1977 a 1991) e outra do dia de 09/11/2009, dentro do segundo perodo (1992 a

2009). As imagens passaram por tratamento de geoprocessamento e sensoriamento remoto,

pelo software SPRING 4.3.3, para procedimentos de correo e ajustes, sendo em seguida

http://www.inpe.br/

36

realizado um tratamento de realce e contraste, resultando numa imagem RGB1, que permitiu o

reconhecimento e classificao dos objetos homogneos presentes na rea de estudo. As

tcnicas utilizadas nesse aplicativo possibilitaram visualizar a extenso de rea arborizada e

rea construda no stio urbano.

Essa anlise foi realizada a partir da comparao entre as duas imagens, identificando a

dinmica temporal e espacial de reas verdes existentes no perodo 1977 a 1991 e no perodo

1992 a 2009 e determinar, quantitativamente, a rea que representa o stio urbano e rea verde

em cada perodo.

Como o que se pretendeu foi verificar variaes no clima da cidade, no se adentrando

muito s terminologias, os termos reas verdes, cobertura vegetal e arborizao, usados

artigo, representam a vegetao visualizada nas imagens de satlite Landsat 5, utilizadas no

trabalho. Utilizou-se, para o clculo do ndice de reas Verdes (IAV), a frmula adotada por

Harder (2002), dada pela soma de todas as reas verdes dividida pela populao referente

rea de estudo, cuja expresso :

IAV=Total de reas verdes/Populao

O fato de, neste estudo, reas verdes serem representadas por toda vegetao

identificada pelo satlite Landsat 5, no se restringindo, somente, a uma modalidade

especfica, pode resultar em diferente resultado do ndice dessas reas se comparado a outros

calculados a partir de diferentes critrios de classificao.

3.2.2 Campo trmico da superfcie do solo

Na identificao das diferenas de temperatura entre reas urbanas e seu entorno,

utilizaram-se informaes de temperatura da superfcie terrestre adquiridas a partir das

imagens orbitais da regio termal, banda 6 do satlite Landsat 5, as mesmas utilizadas para a

classificao da ocupao do solo, tambm correspondentes aos mesmos perodos. A

temperatura da superfcie foi detectada de acordo com a sensibilidade aos contrastes trmicos

apresentados pelas propriedades termais das superfcies (rochas, solos, vegetao, gua,

concreto, zinco, dentre outros) e apresentada em faixas trmicas. As imagens do campo

1 RGB corresponde s iniciais das bandas cobertas pelos sensores do satlite Landsat-5. R (red), G (green) e B

(black).

37

trmico do permetro urbano de Teresina PI foram transformadas em imagens termais pelo

software IDRISI, com a refletncia das superfcies convertida em temperatura.

Nesse processo, as bandas termais foram transformadas em temperatura aparente da

superfcie do solo, cujas medidas se obtm atravs de sensor infravermelho termal, que

fornece a temperatura da superfcie da cidade, como fizeram Cunha, Rufino e Ideio (2009),

em estudo realizado em Campina Grande PB.

3.2.3 Dados meteorolgicos

Para a anlise dos elementos meteorolgicos, utilizaram-se sries histricas (1977 a

2009) com dados de, temperatura mdia do ar, temperatura mxima do ar, temperatura

mnima do ar, umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica, fornecidos pela Estao

Meteorolgica Convencional do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), sob a

responsabilidade e operao da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria (Embrapa

Meio-Norte), localizada na zona Norte da cidade de Teresina PI.

Na Imagem 1 pode-se observar que a rea onde a estao meteorolgica cedente dos

dados utilizados nessa pesquisa est localizada preserva expressivo ndice de vegetao e

afastada do centro urbano onde h concentrao de edificaes, o que pode de certa forma

alterar os resultados do estudo.

Imagem 1 Localizao da Embrapa Meio-Norte e extenso de reas verdes nas proximidades.

Fonte: GOOGLE EARTH (2010).

38

A anlise dos elementos meteorolgicos utilizando a srie temporal 1977 a 2009

corresponde a 33 anos de observaes meteorolgicas dirias, diretamente realizadas na

estao meteorolgica, assim, de acordo com o mnimo de trinta anos recomendado pela

OMM. A srie de dados de cada elemento meteorolgico foi dividida nos perodos de 1977 a

1991 que corresponde a uma poca em que a populao de Teresina era de 599.272

habitantes, e de 1992 a 2009 quando j atingia 802.537 habitantes (IBGE, 2009b) com uma

rea urbanizada mais concentrada e com maiores dimenses. Essa fragmentao na srie

temporal permitiu observar mudanas num perodo anterior e posterior, quando da

intensificao do processo de urbanizao da cidade de Teresina - PI.

A delimitao da srie 1977 a 1991 deve-se ao fato de o banco de dados da estao

meteorolgica de referncia no estudo iniciar-se em 1977, e final em 1991 porque nesse ano

houve um censo demogrfico. O segundo perodo (1992 a 2009) iniciou-se no ano seguinte ao

do censo estendendo-se at 2009, quando se encerraram as pesquisas desse estudo.

A lacuna apresentada pela falta do dado de temperatura mdia (Tmed) de dezembro de

2006 foi preenchida pela mdia aritmtica da temperatura mxima (Tmax) e da temperatura

mnima (Tmin) desse mesmo ms. s temperaturas mdias de agosto, setembro e outubro de

2007 e temperatura mnima do ms de setembro de 2007 atriburam-se valores utilizados

por Bastos e Andrade Jnior (2008) em Boletim Agrometeorolgico de 2007 para o

municpio de Teresina - PI.

Os dados faltosos de temperatura mnima (Tmin) de julho, agosto e setembro de 2008

e os de precipitao pluviomtrica referentes aos anos de 2005, 2006 e 2007 foram

preenchidos com valores disponveis pelo Sistema de Monitoramento Agrometeorolgico

(AGRITEMPO, 2009). Os valores de temperatura mdia (Tmed) referentes a julho, agosto,

setembro e outubro de 2008 foram calculados a partir da mdia aritmtica da temperatura

mxima (Tmax) e da temperatura mnima (Tmin). So assim, apresentadas e analisadas as

mdias mensais e anuais de temperatura mdia do ar (Tmed), mdias de temperatura mxima

do ar (Tmax), mdias de temperatura mnima do ar (Tmin), mdias de umidade relativa do ar

(Ur) e total mdio de precipitao pluviomtrica (Pp).

3.2.3.1 Escolha da fonte de informaes

A escolha da estao meteorolgica da Embrapa Meio-Norte como cedente dos dados

utilizados na pesquisa, deu-se no s por localizar-se numa rea extensa e com grande

quantidade de vegetao em seus arredores, minimizando os efeitos de interferncia de fatores

39

externos no resultado das observaes, mas tambm pela homogeneidade nos dados, o que

conferiu maior confiabilidade srie temporal.

Alm da arborizao, dentre as estaes existentes na cidade, esta a que mantm

maior distncia do centro metropolitano, caracterstica que contribui para que os resultados

das observaes dos elementos meteorolgicos sejam diferentes dos obtidos na estao da

Infraero, localizada numa rea urbanizada, com grande fluxo de veculos e prxima ao

aeroporto, cujos rudos e vibraes podem alterar os resultados. J a estao da Secretaria de

Meio Ambiente e Recursos Hdricos (SEMAR) est situada numa regio prxima aos dois

shopings da cidade, numa rea pavimentada e com interferncia do fluxo de veculos que

circulam nas proximidades, alm de j ter sido remanejada de outro loca, prejudicando a

homogeneidade dos resultados e no possuir uma srie, o que interferiu na homogeneidade

dos dados. Tais fatores foram decisivos na escolha da estao meteorolgica da Embrapa

Meio-Norte.

3.2.3.2 Limitaes das informaes

No foi estudada uma srie maior de dados meteorolgicos pela inexistncia dessas

informaes observacionais completas para um perodo maior, na estao cedente. Vale

salientar que o fato de a estao meteorolgica da Embrapa Meio-Norte localizar-se numa

rea menos urbanizada, com pouca rea impermevel, menor fluxo de veculos nas

proximidades e menor verticalizao da construo civil, contribui para que os dados

observados sofram menos influncia desses fatores. Alis, dados de outras estaes situadas

prximas ao centro metropolitano, em reas mais antropizadas e com caractersticas

diferentes, podem apresentar outros resultados.

3.3 Anlise estatstica dos dados meteorolgicos

A anlise estatstica dos dados de temperatura mdia do ar, temperatura mxima do ar,

temperatura mnima do ar, umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica foi realizada

atravs do software SPSS 15.0 (2007). A srie de 33 anos (1977 a 2009) dessas informaes

meteorolgicas dividida nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009, adequando-se ao recorte

temporal do censo realizado pelo IBGE com j descrito, permitiu que fossem analisadas

mudanas numa etapa anterior e posterior intensificao do processo de urbanizao da

cidade de Teresina - PI.

40

A partir de 396 valores mensais de cada elemento meteorolgico correspondente aos

33 anos da srie completa do estudo, determinaram-se as mdias climatolgicas anuais e

mensais do perodo completo (1977 a 2009). Tambm foram analisados subconjuntos com as

mdias anuais e mensais dos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 e as mdias dos perodos

estacionais, aos quais foram atribudas as denominaes, estao chuvosa (jan-fev-mar-abr-

maio) e estao seca ou estao do b-r-o-br (set-out-nov-dez).

As sries temporais de dados meteorolgicos foram submetidas a teste de

normalidade, sendo verificada distribuio normal quando o valor da significncia era

superior a 0,05. A qualidade dos ajustes foi verificada atravs do teste de Kolmogorov-

Smirnov usando o programa estatstico SPSS 15.0 (2007).

Os dados foram submetidos ao teste de normalidade, tendo, apenas, as precipitaes

dos meses de julho, agosto e setembro que no apresentaram distribuio normal. Em todos os

demais meses e com as demais variveis foi apresentado comportamento normal quando

comparados entre meses.

Culturalmente, em Teresina, conhecida como B-R-O-BR, a estao

compreendida pelos meses cuja ltima slaba do nome terminada em BRO (setembro,

outubro, novembro e dezembro) e serem os mais quentes do ano.

Organizando os 396 valores de cada elemento meteorolgico do perodo de 1977 a

2009 distribudos em quartis (25%, 50% e 75%), identificou-se 50% dos valores

compreendidos entre o 1 e 3 quartil. Considerou-se assim, que 25% dos valores extremos

inferiores identificados antes do 1 quartil so baixos, e os 25 % dos extremos superiores aps

o 3 quartil so valores altos. Estes valores referenciais, assim obtidos, permitiram indicar a

existncia de anos mais quentes ou mais frios.

Verificaram-se possveis alteraes entre anos, entre meses e entre estaes de cada

elemento meteorolgico no perodo total (1977 a 2009), usando-se a anlise de varincia

(ANOVA) a um nvel de confiana de 95% ou = 0,05 adotado neste estudo, que verifica se

as diferenas entre as mdias de cada elemento meteorolgico so significativas ou no. A

anlise parte da hiptese de que todas as mdias so iguais ou que existe pelo menos uma

mdia diferente.

Se o valor da significncia encontrado a partir da aplicao do teste for maior que o

nvel de significncia adotado ( >0,05), as diferenas entre as mdias no so significativas.

Se o contrrio, (

41

compara cada mdia (ano, ms, estao) com todas as outras restantes, identificando com um

asterisco (*), as estatisticamente diferentes.

O teste t para duas amostras independentes foi utilizado para comparar mdias entre

si tomadas de forma independente. Se a estatstica do teste t encontrar um valor > 0,05, as

mdias so iguais. Se < 0,05, as amostras so diferentes.

O Quadro 1 apresenta as estatsticas e testes realizados para a identificar se mdias de

temperatura mdia do ar, temperatura mxima do ar, temperatura mnima do ar, umidade

relativa do ar e precipitao pluviomtrica so estatisticamente iguais ou diferentes, de acordo

com a ordenao utilizada no estudo.

Elementos meteorolgicos Fatores

analisados N de eventos Anlise estatstica

Temperatura mdia do ar,

temperatura mxima do ar,

temperatura mnima do ar,

umidade relativa do ar,

precipitao pluviomtrica

Ano 33 anos ANOVA comTukey

Ms 12 meses ANOVA comTukey

Perodos 2 Teste t

Estaes 2 Teste t

Quadro 1 Testes usados na verificao de significncia das diferenas entre as mdias de

temperatura mdia do ar, temperatura mxima do ar, temperatura mnima do ar, umidade relativa do ar

e precipitao pluviomtrica por ano, ms, perodo (1977 a 1991 e 1992 a 2009) e estao (chuvosa e

seca) de 1977 a 2009.

O banco de dados composto por mdias mensais de temperatura mdia do ar,

temperatura mnima do ar, temperatura mxima do ar, umidade relativa do ar e precipitao

pluviomtrica correspondentes a 33 anos totalizando 396 informaes mensais. Os 33 anos

foram divididos em dois perodos, 1977 a 1991, com 15 anos e 1992 a 2009 com 18 anos.

Quando no se verificou diferenas significativas entre as mdias anuais, realizou a anlise

dividindo-se a srie em estao chuvosa, representada pelos meses jan-fev-mar-abr-maio e

seca por set-out-nov-dez.

Os grficos confeccionados pelo software ORIGIN 5.0 (1997) e dispostos nos

resultados, permitiram melhor interpretao dos resultados encontrados, cuja anlise foi

realizada, segundo a correlao das mudanas no clima de Teresina PI com a evoluo

urbana e a reduo da vegetao.

Aps as anlises estatsticas desenvolvidas pelo software SPSS 15.0 (2007), utilizou-

se o software MAKESENS 1.0 (2002) para determinar a tendncia temporal anual dos

42

elementos meteorolgicos (temperatura mdia do ar, temperatura mxima do ar, temperatura

mnima do ar, umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica). Realizou-se o teste de

Mann-Kendall, comparando-se cada valor da srie com os valores subsequentes, e de forma

sucessiva.

O teste de Mann-Kendall, de acordo com GOOSSENS e BERGER (1986),

apropriado para se determinar mudanas climticas em sries meteorolgicas, permitindo,

ainda, identificar quando se deu o marco inicial aproximado da mudana, o que o torna mais

importante na anlise.

O referido teste dado pela seguinte expresso:

,

considerando-se uma srie temporal de Xi, onde X1, X2,.......Xn como sendo os valores

seqenciais e n o nmero de termos.

O ser:

A estatstica S tende normalidade com mdia E(S) e varincia Var(S) dadas por:

Onde, n o tamanho da srie temporal, tp o nmero de passos at o valor p e q o

nmero de valores iguais na srie de dados.

O teste estatstico dado por:

43

Se Z for positivo significa que h uma tendncia crescente e um Z negativo indica

tendncia decrescente.

Se a probabilidade (p) do teste de Mann-Kendall for menor que o nvel de

significncia (), existe tendncia significativa. Quando p for maior que , implica tendncia

no significante. Quando a amostra no apresenta tendncia, Z um valor prximo a zero e p

um valor prximo a .

O valor calculado de Z pode ser comparado com valores de Z tabelado para

distribuio normal. Para o nvel de significncia de 5%, Z deve estar entre -1,96 e 1,96. Caso

Z calculado seja maior que o valor tabelado, deve-se rejeitar a hiptese de nulidade. Para o

nvel de significncia de 10%, Z deve estar entre 1,64 e 1,64.

A anlise de regresso pode indicar alteraes climticas pelo teste de significncia do