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VARIABILIDADE E SUSCEPTIBILIDADE CLIMÁTICA: Implicações Ecossistêmicas e Sociais

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

COMPORTAMENTO SAZONAL DA ILHA DE CALOR E DE FRIO EM

SOROCABA, SÃO PAULO, BRASIL

EDELCI NUNES DA SILVA1 ALINDOMAR LACERDA SILVA2

Resumo

O presente estudo avalia a ocorrência do fenômeno da ilha de calor em uma cidade média

do interior paulista. O principal objetivo desse trabalho foi identificar e caracterizar o

comportamento sazonal da ilha de calor na cidade de Sorocaba. Foram coletados dados de

temperatura do ar e umidade relativa do ar com datalogger Modelo HOBO U10 na área

urbana e rural. A análise sazonal, em Sorocaba, apontou existência da ilha de calor, nas

quatro estações do ano. No entanto, sua intensificação ocorre no período de inverno e

outono. Nos meses que correspondem ao verão e primavera, as diferenças entre as

temperaturas do ar na área urbana e na área rural são mais suaves não ultrapassando os 6o

C.

Palavras-chave: Clima Urbano, ilha de calor, temperatura do ar

Abstract

This study evaluates the occurrence of the heat island phenomenon in a small city of São

Paulo. The main objective of this study was to identify and characterize the seasonal

behavior of the heat island in the city of Sorocaba. Air temperature data and relative humidity

were collected with Model HOBO U10 in urban and rural areas. The seasonal analysis, in

Sorocaba, pointed out the existence of the heat island in the four seasons. However,

intensification occurs during winter and fall. In the months that correspond to summer and

spring, the differences between air temperatures in urban areas and in rural areas are softer

not exceeding 6 C.

Keywords: Urban climate, heat island, air temperature

1 - Introdução

Atualmente, nas cidades concentram-se grande parte da população mundial e estas

consistem em ambientes muito diferentes do campo (que já é alterado). O concreto, os

prédios, as casas, os carros, os sinaleiros de trânsito, a circulação de pessoas fazem com

que a cidade tenha ritmos e características próprias. Ritmos estes que geram alterações na

atmosfera, pois os padrões de circulação do ar dentro da cidade, assim como a absorção e

emissão de radiação são diferentes daqueles materiais que compõem a zona rural e as

áreas naturais preservadas. Na zona rural, apesar de existir uma alteração significativa por

1 Professora Adjunta na Universidade da Federal de São Carlos_Campus Sorocaba [email protected]

2Mestrando em Sensoriamento Remoto no Instituto de Pesquisas Espaciais. [email protected]

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

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conta da presença humana, tem-se ainda a presença de vegetação, de pastagens, de

elementos naturais modificados, mas que ainda caracterizam em padrão de ocupação e

ritmos diferentes daquele do urbano.

Em relação ao clima urbano, devem-se considerar dois fatores: um físico que está

vinculado à dinâmica atmosférica e climatológica; e o social que advém da dinâmica da

sociedade, dinâmicas essas que possuem diferentes ritmos. A diferença entre os ritmos

climático e social nas diferentes escalas: global, regional, local são objeto de estudo da

ciência geográfica por meio da climatologia geográfica (MONTEIRO 2003).

Tarifa e Sette (2009), por exemplo, discutem essa interação dos fatores e elementos

que influenciam e que desempenham papel importante na dinâmica climática local:

Na perspectiva em que os climas são tratados como flutuações físicas e/ou biológicas, as interações com os ritmos das organizações sociais e econômicas contidas no ambiente encontram-se dialeticamente contidas o espaço. Portanto, os conceitos de ritmos, produção e apropriação da natureza, é uma possibilidade de melhor compreensão da totalidade das interações entre os fenômenos físicos, biológicos, sociais e econômicos. (TARIFA e SETTE 2009 p. 02).

Desta forma nota-se que os elementos sociais e naturais estão interligados

compondo uma totalidade que não pode ser compartimentada. A concepção de que os

elementos do espaço geográfico interagem entre si, de forma dinâmica compõem o do

conceito de holorritmo (TARIFA e SETTE 2009).

Oke (1981) considera que a ilha de calor3 é o exemplo mais claro de modificação do

clima não intencional em áreas urbanas e que pode trazer conseqüências nocivas, tanto

biológicas como econômicas e meteorológicas. O autor aponta para a necessidade do

aumento das investigações sobre a dinâmica climática urbana em ambientes tropicais, em

razão do crescimento do número de indivíduos que passariam a viver nestas áreas.

Segundo Fialho (2012) a ilha de calor é causada pela

... expansão da mancha urbana que intensifica os fluxos intra-urbanos, além de incrementar a densidade de área construída. Essa diferenciação em relação ao campo acarreta uma diferença no tempo de absorção da energia solar disponível durante o dia, e da reemissão de energia terrestre durante à noite. A consequência deste novo balanço de energia é o resfriamento mais lento da cidade após o pôr do sol. [...] Isto nos induz a dizer que a ilha de calor está relacionada às atividades humanas sobre a superfície e sua repercussão na troposfera interior(..) (FIALHO, 2012, pg. 61)

Tavares (1997) pesquisou o clima de Sorocaba baseando-se em comparações de

dados de duas estações meteorológicas. Uma das considerações feitas pelo autor aponta

3 A ilha de calor urbana corresponde a uma área na qual a temperatura da superfície é mais elevada que as áreas

circunvizinhas.

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que as diferenças de temperatura ente cidade e o campo são possivelmente provocadas

pela mudança de tempo, e não produzidas pelo mecanismo urbano. (TAVARES 1997 p.

177).

As transformações ocorridas em – uma cidade média do interior paulista, tem se

intensificado4 e com o aumento da população e a ampliação de sua malha urbana, nas

ultimas décadas considera-se relevante investigar o comportamento da temperatura do ar a

fim de identificar a ocorrência do fenômeno da ilha de calor.

Assim, tendo em vista o tamanho da cidade de Sorocaba, suspeitou-se que o

tamanho da mancha urbana do município seria capaz de produzir transformações na

circulação local suficiente a ponto de fazer o centro urbano mais quente que as adjacências

rurais. Percebe-se então que, levando em consideração a intensidade dos padrões de

ocupação do solo, as condições geoecológicas do sitio urbano podem ampliar (e intensificar)

o fenômeno da ilha de calor. Portanto, o principal objetivo desse trabalho foi identificar e

caracterizar o comportamento sazonal da ilha de calor na cidade de Sorocaba.

2 - Material e Métodos

Sorocaba está localizada na região sudoeste do estado de São Paulo; possui como

coordenadas geográficas 23º21’ e 23º35’ de Latitude Sul e 47º17’ e 47º36’ de Longitude

Oeste.

Com relação ao clima, na classificação climática de Koppen Sorocaba fica numa

zona de contato entre os climas Cwa e Cfa, com predominância do Cwa. Caracteriza-se por

possuir temperaturas médias anuais inferiores a 21°C. Chove 1300 mm anualmente,

concentrados especialmente no verão, o que nos permite dizer se tratar de um verão quente

e chuvoso (temperaturas médias mínimas na casa dos 16°C e máximas médias de 27°C) e

um inverno frio e seco (máximas de inverno médias de 22°C e mínimas médias de 12°C). O

relevo e suavemente ondulado e destacam-se na região a Serra de São Francisco e a Serra

de Aracoiaba.

Para o levantamento dos dados de temperatura do ar foram utilizados datalogger

Modelo HOBO U10 Temp./RH Datalogger e abrigos passivo indicado para impedir a

incidência de radiação solar direta (Figura 1).

Foram selecionados dois pontos distintos de amostragem e distantes entre si cerca

de 20 km. O primeiro deles está situado no centro da cidade de Sorocaba, na Escola

4 População estimada, de acordo com dados do (IBGE 2014) é de 637.187 habitantes, sendo que 98% dessa população

vivem na zona urbana.

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Municipal Leonor Pinto Thomaz, no centro da cidade. O segundo fica em uma fazenda, com

campos para pastagem de cavalos, com muitas árvores e uma paisagem típica de áreas

rurais (Figura 2). Ambos os aparelhos foram instalados no meio da vertente dos respectivos

espigões e voltados para a face sul.

Figura 1: Abrigo zona rural a esquerda e abrigo da zona urbana a direita, destaque para o aparelho

hobo. Fonte: Alindomar Lacerda Silva. 2012.

Figura 2: Região dos pontos: área central de Sorocaba e área urbana. Fonte: Google Maps/Satellite

(2015). Adaptado por Alindomar Lacerda Silva.

Os registradores foram programados para coletar os dados de temperatura e

umidade relativa do ar 24h por dia, no intervalo de 1h em 1h no período de julho de 2012 a

julho de 2013.

Após a coleta, os dados foram separados mensalmente em planilhas: zona rural e

urbana. Para a variável temperatura do ar, foram calculadas as diferenças T (u-r), T é a

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temperatura e, “u” e “r” são respectivamente, zona urbana e rural. Através do cálculo dessa

diferença; os valores acima de 3°C foram considerados ilhas de calor.

Foram feitas a análise quantitativo-descritiva (estatísticas descritiva) dos dados e a

elaboração de gráficos. Para avaliar a dinâmica sazonal escolheram-se os meses de janeiro,

abril, julho e outubro representativos das respectivas estações do ano: verão, outono,

inverno e primavera. Foram elaborados gráficos de superfície dos dias/horas das

temperaturas do ar a fim de analisar a dinâmica da ilha de calor/frio em Sorocaba.

3 - Resultados

As figuras de 3 a 6 mostram a distribuição das diferenças horárias de temperatura do

ar entre a área urbana e a área rural durante um mês. Os meses apresentados são

representativos de uma estação do ano: inverno, primavera, verão e outono.

No mês de agosto de 2012 – representativo do inverno – apresentado na figura 3

pode-se notar a intensificação da ilha de calor após das 18 horas, ou seja, ao anoitecer até

as primeiras horas da manhã. No período da tarde as diferenças entre a área urbana e rural

são mais amenas, sendo que alguns dias – como os dias 11 a 13 de agosto o aparecimento

de “ilhas de frio”, ou seja, a área urbana é mais fria do que a área rural.

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Figura 3: Intensidade da ilha de calor no mês de agosto, inverno de 2012. Elaborado por Alindomar

Lacerda Silva, 2015.

Na figura 4 são apresentadas as diferenças horárias entre a área urbana e rural

durante o mês de outubro de 2012, representando o período da primavera. Neste mês, nota-

se que a ocorrência da ilha de calor também se mantem no período noturno e estende-se

até as primeiras horas da manhã, porém de forma menos intensa do que aquela

apresentada no período do inverno. As diferenças acima de 6º C ocorrem em alguns dias do

mês. Ressalta-se, contudo a maior ocorrência das “ilhas de frio” no período da tarde. As

diferenças negativas de temperatura do ar, ou seja, o período em que a área urbana é mais

fria do que a área rural ocorre com mais frequência e estende-se por mais tempo em relação

ao período do inverno.

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Figura 4: Intensidade da ilha de calor no mês de outubro, primavera de 2012. Elaborado por

Alindomar Lacerda Silva, 2015.

Na figura 5 estão representadas as diferenças das temperaturas entre a área urbana

e rural no mês de janeiro de 2013, representativo do período de verão. Nesse mês, a ilha

de calor ocorre com menos frequência e também com menos intensidade. As diferenças

máximas que se observam, neste período, é de até 6,0o C. Em grande parte das horas

observadas no mês de janeiro de 2013, não há diferença significativa entre a área rural e

urbana que possa caracterizar a ilha de calor – diferenças de até 3,0o C.

Assim, como no mês de outubro (primavera), no mês de janeiro observa-se a

ocorrência da “ilha de frio” nas primeiras horas da manhã e estendendo-se até o período da

tarde.

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Figura 5: Intensidade da ilha de calor no mês de janeiro,verão de 2013. Elaborado por Alindomar

Lacerda Silva, 2015.

O mês de abril de 2013, representativo do outono apresentado, na figura 6, mostra

que essa estação de transição apresenta a intensificação da ilha de calor com valores de

diferença maiores de 6o C, principalmente no período noturno. É relevante ressaltar que,

diferente dos outros meses, esse mês a ilha de calor de baixa intensidade estende-se no

período da tarde na maior parte dos dias, com uma interrupção entre as 16 e 18h e

retomado a partir das 18h. Há a presença de “ilhas de frio” em apenas dois dias do mês e

por pouco tempo, ou seja, é muito pouco expressivo.

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Figura 6: Intensidade da ilha de calor em abril, outono de 2013. Elaborado por Alindomar Lacerda

Silva, 2015.

4 - Discussão dos Resultados

A análise sazonal das diferenças de temperatura do ar entre a área rural e urbana,

em Sorocaba apontou existência da ilha de calor, nas quatro estações do ano. No entanto,

sua intensificação ocorre no período de inverno e outono. Nos meses que correspondem ao

verão e primavera, as diferenças entre as temperaturas do ar na área urbana e na área rural

são mais suaves não ultrapassando os 6o C.

De acordo com Oke apud Bridgman e Oliver (2006) essas diferenças são explicadas

pelos diferentes fluxos radiativos entre as zonas durante o período noturno. Os autores

afirmam que, na Cidade do México, por exemplo;

[...] o calor armazenado na zona urbana supera o déficit radiativo que ocorre após o pôr-do-sol, e geralmente é a única fonte de calor durante a noite [...]

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deste modo uma fluxo de calor fraco se mantém a noite. O constante armazenamento de energia reforça o desenvolvimento da ilha de calor urbana (UHI), especialmente à noite. Durante a noite, a ilha de calor tem uma media de 4-5°C e podem ocorrer nas duas estacoes, porem UHIs (Ilhas de Calor Urbano) > 7°C somente ocorrem durante as condições de tempo calmo e limpo da estação seca. ”(OKE apud BRIDGMAN & OLIVER, 2006 pg.220)

Vale destacar que, nos meses de outono e inverno há maior atuação dos sistemas

de meso-escala mais estáveis (alta pressão) que podem conjuntamente atuar na

intensificação das diferenças observadas.

Silva e Silva (2012) ao estudar um episódio de inverno em Sorocaba identificaram

que, quando frentes frias passam sobre a região, as diferenças de temperatura entre o rural

e urbano são pequenas. Quando a frente move-se e a alta polar instala-se, a intensidade da

diferença da temperatura varia entre 3°C e 8,5°C.

Alves e Specian (2009) em um estudo para cidade de Iporá, GO, verificaram que

... em julho na atuação de uma massa de ar seco, as ilhas de calor foram mais intensas, assim como as ilhas secas, este fato se explica pelo céu claro e a velocidade dos ventos típicos desse sistema atmosférico, que faz com que a radiação global seja maior e que haja pouco transporte dessa energia.” (ALVES e SPECIAN 2009, pg. 190).

No entanto, em pesquisa realizada para Piracicaba, SP, cidade próxima à Sorocaba

e com um regime climático semelhante, Coltri et. al. (2007, pg. 5155) observaram que a ilha

de calor nos meses de inverno não possuía um padrão definido, o que reforça a ideia de

que, para cada cidade há uma dinâmica própria e específica.

As pesquisas que tratam das características de uma só estação do ano – verão ou

inverno principalmente (AMORIM 2005, ARNFIELD 2003), por exemplo, permitem identificar

e caracterizar a ilha de calor urbana, mas os trabalhos que trazem a análise anual do

comportamento da temperatura do ar, de modo a analisar a sazonalidade do fenômeno,

ainda são escassos. Nesse sentido, Coltri et. al. (2007) aponta que:

“Em estudos de grandes centros urbanos as estações do ano influenciam significativamente a intensidade das IC, tornando as IC do verão mais intensas [...] No entanto, em cidades de médio e pequeno porte, a influência das estações não é marcante, já que as condições do entorno da cidade podem influenciar diretamente no microclima local. Nesse sentido, a análise das IC nas demais estações do ano (não só no verão) se torna muito importante para cidades de médio e pequeno porte.” (Coltri et. al. 2007, pg. 5152, grifo nosso).

Coltri et. al. (2007) afirmam que em cidades médias as estações do ano não

influenciam de maneira marcante, mas isso não cabe para Sorocaba. Nesse sentido, os

resultados para Sorocaba mostram que as estações do ano possuem grande influência na

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intensidade da IC, especialmente no inverno maior intensidade e verão menor intensidade,

mas também mostra a dinâmica cíclica do fenômeno intensificação-transição-diminuição.

Mendonça (2003 p. 104) encontrou maior intensificação na ilha de calor no período

noturno na estação do verão, cujas diferenças atingiram 10º C a 9º C sob domínio da STA

(Sistema Tropical Atlântico), na cidade de Londrina, PR, também uma cidade de porte

médio.

Os dados também revelam a presença das ilhas de frio nos meses observados,

porem com maior frequência nos meses que correspondem ao verão e primavera, nos

períodos da manhã e tarde, no mês que corresponde ao outono a presença é quase nula.

Esse achado também foi observado em Londrina por (Mendonça 2003 p. 105), o autor

aponta que as diferenças entre o urbano-rural chegam a -7,9º C nas manhãs e inicio da

tarde com mais expressividade na estação de verão.

O padrão da ilha de calor observado, neste estudo, segue aqueles encontrados para

outras cidades identificadas por Jonsson (2004) em Goborone; Chow e Roth (2006) em

Singapura; Figuerola e Mazzeo (1998) em Buenos Aires; Bridgman e Oliver (2006) e

também na metrópole paulistana Lombardo (1985), Ribeiro e Azevedo (2003), Ribeiro

Sobral (2005). Entretanto, a ilha de calor em Sorocaba difere daquelas encontradas por

Amorim (2005) em Birigui e por Coltri et. al. (2007) em Piracicaba, indicando que as cidades

têm suas características próprias.

5 - Conclusão

Os dados dessa pesquisa, em uma cidade média do interior paulista mostram que o

fenômeno da ilha de calor é complexo e sua presença e permanência no espaço urbano é

dinâmica e variável. A compreensão do fenômeno deve considerar os diferentes aspectos

dos ritmos impostos pela circulação atmosférica e pelas atividades desenvolvidas na cidade.

O uso dos microregistradores permitiu analisar um período maior de tempo e

investigar a dinâmica sazonal das temperaturas do ar revelando assim a sua complexidade

e variação no tempo.

O monitoramento das temperaturas em dois pontos um rural e um urbano apontaram

que estrutura urbana do município é capaz de alterar o “ar dentro da cidade”, criando

condições para a formação de ilha de calor que acompanham a dinâmica social interligada a

dinâmica climática/sazonal sobre a cidade. No entanto, considera-se a necessidade de

avaliar as diferenças intra-urbanas, ou seja, como os diferentes usos do solo urbano, como

praças, parques, lagos, áreas abertas e industriais e entender as respostas que esses

ambientes dão frente à dinâmica climática.

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6 - Referencias

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