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VARIABILIDADE E SUSCEPTIBILIDADE CLIMÁTICA: Implicações Ecossistêmicas e Sociais

de 25 a 29 de outubro de 2016 Goiânia (GO)/UFG

ANÁLISE DE TRANSECTOS MÓVEIS NOTURNOS: CONTRIBUIÇÕES AO ESTUDO DO CLIMA URBANO E DA ILHA DE CALOR EM ARAÇATUBA-SP

CÍNTIA MINAKI1 MARGARETE CRISTIANE DE COSTA TRINDADE AMORIM2

RESUMO

Esta pesquisa analisou os resultados de transectos móveis noturnos realizados em episódios de inverno em uma cidade tropical do noroeste paulista. Buscou-se identificar se as modificações causadas pela expansão e aprofundamento das relações socioeconômicas em Araçatuba-SP, resultou na intervenção sobre sua paisagem física e atmosfera urbana. Registrou-se uma ilha de calor com intensidade de 6,4°C e concluiu-se que o padrão predominante da espacialização indicou partes do setor central, oeste e norte da cidade com as temperaturas mais altas. Concluiu-se que investir em planejamento é uma medida preventiva e de contenção, necessária ao ordenamento espacial na busca pela adequação ou manutenção da qualidade ambiental nos espaços urbanos.

Palavras-chave: Clima urbano, ilha de calor, temperatura do ar, Araçatuba-SP.

RESUMEN Esta investigación analizó los resultados de transectos móviles nocturnos en episodios de invierno en una ciudad tropical en el noreste de Sao Paulo. Hemos tratado de identificar si los cambios causados por la expansión y profundización de las relaciones socioeconómicas en Araçatuba-SP, dieron lugar a la intervención en el paisaje físico y el ambiente urbano. La isla de calor registrado con una intensidad de 6,4°C y se concluyó que el patrón espacial predominante de las partes indicadas del sector central, oeste y norte de la ciudad con las temperaturas más altas. Se concluyó que la inversión en la planificación es una medida de prevención y contención necesaria para la ordenación del territorio en la búsqueda de la adecuación o mantener la calidad del medio ambiente en las zonas urbanas. Palabras clave: clima urbano, isla de calor, la temperatura del aire, Araçatuba-SP.

1 – Introdução

Na segunda metade do século XX, as cidades emergiram como locus de

investigação de pesquisadores que tentaram demonstrar a existência do clima urbano,

identificando também um dos seus produtos, a ilha de calor. A geração de um clima

específico partia, sobretudo, da evidência de que a configuração dos espaços urbanos

influenciava o aumento da temperatura do ar. Configuração esta que remete a aspectos

como os usos da superfície, a densidade de ocupação e de edificações, a quantidade de

vegetação urbana, a impermeabilização do solo, o aumento da poluição atmosférica, dentre

outros.

1 Docente do curso de graduação em Geografia da Universidade Estadual de Maringá. E-mail de contato: [email protected] 2 Docente do programa de pós graduação em Geografia da Universidade Estadual Paulista, campus de Presidente Prudente. E-mail de contato: [email protected]

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Assim, passou-se a mensurar em pontos fixos e móveis, dados como de

temperatura e umidade relativa do ar, correlacionando-os com séries históricas locais

fornecidas por estações climatológicas. Surgiram muitos trabalhos sob essa perspectiva, e o

Brasil destacou-se não só pela aplicação de metodologias propagadas mundialmente, mas

também na criação de seus procedimentos de pesquisa, a exemplo do ritmo climático e do

Sistema Clima Urbano (S.C.U.), ambos propostos por Monteiro (1971, 1976).

Atualmente, pelas inúmeras análises feitas a partir de levantamentos climatológicos e

meteorológicos em muitas cidades, sabe-se que o porte populacional pode determinar a

intensidade do clima urbano, mas não ser parâmetro para definir se haverá ou não a

geração de um clima específico. Isso porque, outras características possuem também um

peso significativo na determinação da existência de um clima local. Características estas

que podem ser resumidas no sítio urbano da área de estudo, no que se refere

principalmente à localização espacial e à hipsometria. E ainda não se pode omitir a inserção

da área em um clima regional.

Logo, metrópoles, cidades grandes, médias e pequenas podem apresentar os efeitos

do clima urbano, mas com intensidade e magnitude da ilha de calor também distintas. A ilha

de calor, como descrevem Solecki et al. (2005), possuem condições definidas “(...) as

heightened air and surface temperatures in urban areas relative to surrounding suburban

and exurban areas". Isso significa que algumas medidas de contenção ou medidas

preventivas devem ser tomadas, para que seus efeitos não sejam responsáveis pela

redução da qualidade ambiental das pessoas que ocupam as áreas mais aquecidas.

Em cidades tropicais como as brasileiras, os efeitos da ilha de calor urbana (ICU)

tendem ao desconforto térmico, uma vez que predominam temperaturas mais elevadas em

grande parte do ano. Autores como Amorim et al. (2009) compararam os efeitos da ICU em

uma cidade tropical brasileira e uma cidade europeia com clima temperado oceânico, ambas

de porte populacional médio. Verificaram que no caso da cidade brasileira, a tendência é

que na ocorrência da ilha de calor gere-se um desconforto térmico à população,

principalmente no verão, e no caso da cidade europeia, a ilha de calor atuou como

amenizadora das baixas temperaturas no inverno. Logo, ao se analisar a ICU é necessário

esclarecer a existência de efeitos potencialmente diferentes às populações de cada local.

Esta pesquisa comparativa de Amorim et al. (2009) concluiu ainda que no caso da

cidade tropical brasileira, houve mudanças no padrão de distribuição da ICU em função da

direção e da velocidade do vento, elemento que pode intervir na dinâmica do deslocamento

da mesma. Observou-se também com a espacialização das isotermas, a presença de duas

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células com temperaturas mais elevadas, separadas da ilha de calor, mas relacionadas,

sobretudo, com a alta densidade de construção.

A condição ideal é que após a identificação da ICU em uma área, medidas de

planejamento como melhorias no projeto de edificações, na infraestrutura e na arborização

local sejam efetivadas buscando, assim, minimizar as temperaturas mais altas e os seus

efeitos. A geometria urbana deve ser projetada com o intuito de adequar ou manter a

qualidade ambiental existente, viabilizando a escolha de materiais que possuam taxas de

albedo e de emissividade que não favoreçam um grande acúmulo de calor durante o dia.

Araçatuba, área de estudo desta pesquisa, localiza-se na região Noroeste do estado

de São Paulo, com população de aproximadamente 190.000 habitantes no período das

medições móveis (IBGE, 2013). Seu clima, influenciado pela continentalidade, caracteriza-

se por duas estações bem definidas, sendo uma de verão quente e chuvoso, de outubro a

março, e outra de inverno ameno e seco, de abril a setembro. Possui médias térmicas

mensais elevadas e o inverno é curto, com pequenas quedas de temperatura.

De acordo com a Somar Meteorologia (2012), a temperatura média anual em

Araçatuba, no período de 1961 a 1990 foi 23,2°C, sendo a temperatura média mínima

17,4°C e a temperatura média máxima 29,1°C, com precipitação de 1200,3mm. O

crescimento da malha urbana ocorreu sobre a rede hidrográfica de cinco micro bacias, nas

quais os principais cursos d’água são tributários do rio Tietê. O relevo caracteriza-se por

topografia suave devido às extensas chapadas.

Zavatini (1983) ao estudar comparativamente o ritmo pluvial de Araçatuba-SP,

Londrina-PR e Presidente Prudente-SP concluiu que, em anos padrões normais, as três

localidades apresentaram índices de pluviosidade parecidos, com atuações da Massa

Tropical Atlântica e da Massa Polar Atlântica. No inverno, Araçatuba registrou os menores

índices. Em anos considerados secos, o mesmo sistema tropical predominou e os três

municípios apresentaram dados parecidos na primavera-verão, enquanto no inverno

Araçatuba foi mais seca. Em anos padrões chuvosos, esta cidade apresentou pluviosidade

maior somente no verão.

Logo, esta pesquisa verificou a ocorrência da ICU em episódios de inverno em uma

cidade tropical, compreendendo que a sua identificação se deve às modificações causadas

pela expansão e aprofundamento das relações socioeconômicas nos espaços urbanos, que

resultaram na intervenção sobre sua paisagem física.

2 - Materiais e métodos

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O referencial teórico foi composto por autores como Oke (1978), Carreras et al.

(1990), Monteiro (1976), Sousa (1993), Amorim et al. (2009), dentre outros relacionados a

climatologia urbana e a ilha de calor. A legislação municipal consultada consistiu no Plano

Diretor de Araçatuba (Lei Complementar n° 168, de 6 de outubro de 2006).

Utilizou-se a metodologia dos transectos móveis, que neste caso, equivaleu a

realização de dois percursos de automóvel com velocidade de até 30 km/h, para obter as

temperaturas do ar que foram captadas por um sensor, acoplado em uma haste na parte

externa de cada carro. Ressalta-se que durante os registros, os sensores ficaram expostos

às condições atmosféricas do lado de fora da janela dos automóveis, e as temperaturas do

ar foram armazenadas digitalmente, mensuradas entre intervalos de 30 segundos.

Além dos dois sensores utilizados nos percursos simultâneos, instalou-se um terceiro

em um ponto fixo com o objetivo de verificar a variação dos dados registrados nas medidas

móveis. Considerou-se que, quando a temperatura medida pelo aparelho fixo manteve-se

estável entre às 21h e 22h, horário das medições, e a diferença térmica obtida pelos

aparelhos móveis foi significativa, verificou-se então a existência do clima urbano e da ilha

de calor.

Os sensores digitais consistiram no logger ThermaData Humidity-Temperature,

model HTD, e ainda dois aparelhos GPS da marca Garmin, modelo Oregon 550t, com

precisão de aproximadamente 10m, dos quais obteve-se as coordenadas Universal

Transversa de Mercator (UTM) dos pontos de passagem dos percursos, bem como a

altitude equivalente, sendo possível gerar as isotermas no programa SURFER (versão11,

Golden Software). A espacialização das isotermas foi feita pelo método da Krigagem que

possui limitações, por homogeneizar áreas que não foram abrangidas por nenhum percurso.

Ressalta-se que ambos os aparelhos foram configurados no mesmo intervalo de 30

segundos, no horário oficial do Brasil.

Portanto, a partir de dois transectos móveis no sentido sul-norte e oeste-leste da

malha urbana de Araçatuba, mensurou-se a temperatura do ar noturna em áreas com uso

diferenciado variando entre o residencial, o comércio, a indústria e a prestação de serviços.

Os transectos abrangeram desde a maior densidade populacional e de construções como

no centro da cidade, até o limite rural, em rodovias, estradas, ruas e avenidas durante

alguns episódios do inverno de 2013. A análise das condições sinóticas realizou-se com

base nas imagens do Satélite Ambiental Geoestacionário (GOES-12) e as cartas sinóticas

do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) para a verificação dos sistemas

atmosféricos atuantes nos episódios de registro.

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Para a escolha dos percursos, inicialmente, utilizou-se a imagem do canal termal do

Landsat 7, com resolução de 60 metros, para associar as áreas com maior tendência ao

aquecimento diurno à velocidade da liberação de energia no período oposto. Esta imagem

foi tratada no programa IDRISI Andes (2006, Clark University), no qual as cores mais

quentes da legenda indicam a maior temperatura da superfície (Figura 01).

Figura 01 – Imagem termal do Landsat 7 para Araçatuba-SP

Organização: Minaki (2011)

Pela Figura 01 é possível observar que há alguns focos de temperaturas da

superfície mais altas que o entorno, que abrangem todos os setores denominados centro,

norte, oeste, leste e sul, conforme divisão utilizada pela Prefeitura do município.

Embora os percursos selecionados não fossem radiais, em torno do centro da

cidade, percorreu-se trechos lineares do setor central da malha urbana. A Figura 02 remete

à localização de Araçatuba no estado de São Paulo, e a Figura 03 traz a indicação dos

trajetos, bem como os locais de instalação do sensor fixo e da estação automática, esta

última aos cuidados da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB), da qual

se consultou dados de pressão atmosférica e de velocidade e direção dos ventos.

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Figura 02 – Localização de Araçatuba no estado de São Paulo

1040



Figura 03 – Percursos dos transectos realizados na malha urbana de Araçatuba/SP

3 - Resultados

Os transectos móveis foram realizados em cinco episódios entre os meses de junho

e julho de 2013.

Quanto à precipitação ocorreram anomalias positivas de até 50mm. O mês seguinte

não registrou anomalias positiva ou negativa marcantes quanto aos elementos temperatura

e chuva, logo, o mês de julho seguiu uma dinâmica normal na região.

Com relação aos dados térmicos, no dia 18/06/2013 a menor temperatura obtida foi

18,2°C e a maior 22,9°C, resultando na diferença térmica de 4,7°C. A espacialização das

temperaturas indicou os setores central e oeste da malha urbana mais aquecidos, e

temperaturas mais intermediárias no setor norte (Figura 04).

Nota-se pela Figura 04 que predominaram ventos de ESE, de baixa velocidade. A

pressão atmosférica registrada foi de 969hPa e, de acordo com as condições sinóticas

analisadas, houve o predomínio da Massa Polar Atlântica Tropicalizada.

No dia 03/07/2013, os valores extremos obtidos no transecto foram 18,8°C e 24,4°C,

resultando em um gradiente térmico de 5,6°C. Pelas isotermas observou-se partes dos

1041



setores central, oeste e norte mais aquecidos. A Massa Polar Atlântica foi o sistema

atmosférico predominante na região. Registrou-se ventos de SE e pressão atmosférica de

965hPa (Figura 04).

518000 524000 530000

ARAÇATUBA: Temperatura do ar (18/06/2013, terça-feira, 21h)

7634000

7640000

7646000

18.8

19.2

19.6

20.0

20.4

20.8

21.2

21.6

22.0

22.4

22.8

N Temperatura (°C)

Escala Gráfica

0 1000 2000 3000 4000

Transectos

518000 524000 530000

ARAÇATUBA: Temperatura do ar (03/07/2013, quarta-feira, 21h)

7634000

7640000

7646000

19.0

19.4

19.8

20.2

20.6

21.0

21.4

21.8

22.2

22.6

23.0

23.4

23.8

24.2

Temperatura (°C)

Escala Gráfica

0 1000 2000 3000 4000

N

Transectos

Figura 04 – Isotermas dos dias 18/06/2013 e 03/07/2013

No episódio do dia 04/07/2013 registrou-se uma diferença de 5,1°C, sendo que o

setor leste caracterizou-se por temperaturas mais amenas, enquanto as demais áreas

demonstraram na espacialização temperaturas mais altas (Figura 05). Verificou-se ventos

de ESE e pressão atmosférica de 967hPa. Neste e no dia seguinte ainda predominou a

atuação da Massa Polar Atlântica.

O dia 05/07/2013 destacou-se como o de maior diferença térmica, 6,4°C, sendo a

menor temperatura registrada 17°C e a maior, 23,4°C. Comparando com o episódio anterior,

os mesmos setores obtiveram as temperaturas mais altas, entretanto no dia 04/07 houve o

predomínio do setor oeste. Registrou-se ventos de E e pressão de 960hPa (Figura 05), ou

seja, os ventos foram em direções opostas nestes dois episódios, mas o padrão espacial da

célula mais aquecida se assemelhou.

1042



518000 524000 530000

ARAÇATUBA: Temperatura do ar (04/07/2013, quinta-feira, 21h)

7634000

7640000

7646000

18.2

18.6

19.0

19.4

19.8

20.2

20.6

21.0

21.4

21.8

22.2

22.6

23.0

Transectos

Temperatura (°C)N

0 1000 2000 3000 4000

Escala Gráfica

518000 524000 530000

ARAÇATUBA: Temperatura do ar (05/07/2013, sexta-feira, 21h)

7634000

7640000

7646000

18.2

18.6

19.0

19.4

19.8

20.2

20.6

21.0

21.4

21.8

22.2

22.6

23.0

Temperatura (°C)

Escala Gráfica

0 1000 2000 3000 4000

N

Transectos

Figura 05 – Isotermas dos dias 04 e 05/07/2013

No dia 06/07/2013 o gradiente térmico foi de 5,6°C, os setores do centro e norte

estiveram com os maiores valores de temperatura registrados no transecto (Figura 06).

Neste episódio houve a atuação da Massa Polar Atlântica Tropicalizada, sem a ocorrência

de ventos.

518000 524000 530000

ARAÇATUBA: Temperatura do ar (06/07/2013, sábado, 21h)

7634000

7640000

7646000

C

18.8

19.2

19.6

20.0

20.4

20.8

21.2

21.6

22.0

22.4

22.8

23.2

23.6

Temperatura (°C)

Escala Gráfica

0 1000 2000 3000 4000

N

Transectos

Figura 06 – Isotermas do dia 06/07/2013

Ressalta-se que em todos os episódios houve maior incidência das temperaturas

mais altas obtidas em algumas avenidas da cidade, do que as menores temperaturas

registradas principalmente no início do trajeto W-E. Observou-se que, devido à estação

predominante, essas temperaturas mais altas não significaram uma condição de tempo

quente, a exemplo dos valores extremos do maior gradiente térmico obtido no dia

05/07/2013.

A CETESB ainda disponibiliza dados sobre a poluição atmosférica, que foram

associados com outras informações destes transectos no Quadro 01.

1043



Quadro 01 – Dados de poluição do ar e dos transectos móveis no inverno de 2013

Episódio Diferença térmica

obtida nos transectos

(°C)

MP10 (µg/m3) NO2 (µg/m3) O3 (µg/m3) Sistema atmosférico

atuante Média horária

Índice/Qualidade Média horária

Índice/Qualidade Média horária

Índice/Qualidade

18/06/2013 4,7 27 21 12 2 47 25 Massa Polar Atlântica

Tropicalizada





Tropicalizada

Fonte: CETESB (2013), trabalho de campo (2013) Organização: Minaki (2013)

De acordo com INFRA (2011, p. 7), o “ozônio é o poluente que mais ultrapassa os

padrões de qualidade do ar no Estado de São Paulo”, o que justifica seu acompanhamento,

assim como de outras fontes, cujo excesso, pode comprometer a atmosfera urbana. Três

parâmetros de qualidade do ar medidos pela CETESB e apresentados no Quadro 01,

tiveram predomínio de qualidade boa, ou seja, obtiveram no índice adotado pelo órgão

desde 1981, que varia de 0 a 50, uma classificação desejável. Em geral, os índices dos

elementos mensurados foram altos para o material particulado e o ozônio, e menores para o

dióxido de carbono. As partículas inaláveis, o ozônio e o dióxido de nitrogênio, dependendo

de suas concentrações na atmosfera podem influenciar na queda da umidade relativa do ar.

Nota-se que no dia 06/07/2013, o índice de material particulado foi alto. Salienta-se

que desde o dia 01/04/2013, em resposta a uma ação civil pública, ficaram suspensas

judicialmente as autorizações para a queima da palha da cana-de-açúcar em alguns

municípios, dentre os quais, Araçatuba. Logo, este índice alto pode estar relacionado com

outro evento e não diretamente a esta atividade econômica.

Esse tipo de correlação, embora não predominante no enfoque da presente

pesquisa, agrega às conclusões do clima urbano outros elementos que também delimitam o

potencial de geração de um clima local. Logo, uma área em função de sua economia pode

apresentar baixa qualidade do ar e desenvolver um clima específico. No caso de Araçatuba,

verificou-se, portanto, um clima urbano constituído, sobretudo, por suas características

termodinâmicas.

4 - Conclusões

1044



De acordo com os dados da CETESB, registrados às 21h, predominaram ventos do

sub quadrante SE durante os episódios de transectos. A situação ideal de realização das

medições para identificar a ICU é a calmaria, entretanto, acredita-se que esses ventos de

baixa velocidade não interferiram nas condições atmosféricas observadas. Pelo sensor fixo,

concluiu-se que a variação das temperaturas não ultrapassou 1°C em nenhum episódio, o

que significa que não houve mudança de tempo significativa durante os transectos, e que as

diferenças térmicas obtidas estiveram relacionadas ao clima urbano.

Pelas isotermas concluiu-se que o padrão predominante da espacialização

permaneceu sobre partes do setor central, oeste e norte com as temperaturas mais altas. O

centro possui alta densidade de edificações, diversidade de usos e grande movimento de

automóveis e pessoas, por concentrar muitas atividades econômicas. O setor norte é área

ocupada por distritos industriais, alguns já implantados e outros em fase de implantação na

época das medições, o que pode agravar a condição verificada, após a efetivação desse

tipo de uso. O setor oeste, por sua vez, ainda possui potencial para crescimento, logo, esses

dois últimos setores podem ser prejudicados com a intensificação de áreas ocupadas.

Ressalta-se que os pontos iniciais e finais dos percursos obtiveram as menores

temperaturas, reforçando a constatação de que as áreas rurais próximas se distinguem das

áreas intraurbanas nos aspectos térmicos e também higrométricos. Oke (1978) já havia

distinguido o albedo e a emissividade de vários materiais urbanos e rurais, e identificado a

variação do albedo nas áreas urbanas em razão da diversidade dos materiais utilizados na

construção. Trata-se, portanto, de um elemento a mais na compreensão da diferença do

balanço de energia entre essas áreas.

A ICU observada no inverno distingue-se daquela que ocorre associada a ondas de

calor no verão e estações de transição, pois o efeito não necessariamente é de desconforto

térmico, uma vez que a temperatura mais alta registrada no período das medições foi

24,4°C no dia 06/07/2013. As temperaturas menores ocorreram sob a atuação da Massa

Polar Atlântica e sua derivada, a Massa Polar Atlântica Tropicalizada.

O padrão de distribuição da ICU variou em alguns episódios, mas em todos o setor

leste não foi abrangido pela continuidade da célula mais aquecida formada na área central

da figura da malha urbana. Esta variação também pode ser decorrente da influência dos

ventos.

Concluiu-se que investir em planejamento é uma medida preventiva e de contenção

necessária ao ordenamento espacial na busca pela qualidade ambiental da população. O

clima urbano é uma ocorrência comum em muitas cidades, mas ainda há um

desconhecimento técnico sobre os efeitos da ilha de calor, por parte dos gestores públicos e

1045



dos munícipes. Uma iniciativa fundamental consiste na inserção das expressões clima

urbano e ilha de calor nas legislações municipais, com o objetivo de reconhecê-las

juridicamente, já que a prática de ações governamentais se embasa em conteúdos

normatizados. Logo, quanto maior o reconhecimento desse tema pela legislação

infraconstitucional, maior sua inserção na pauta dos planejadores.

Referências

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1046



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