O CLIMA URBANO DA CIDADE DE MACAÉ/RJ

Washington Drummond da Silva¹ - UFRJ – mr.slash@click21.com.br Ana Maria P. Macedo Brandão ² - UFRJ – anabrandao@globo.com

RESUMO

A crescente importância das cidades em termos demográficos, sócio-econômicos e culturais, especialmente a partir de meados do séc XX, tem atraído cada vez mais a atenção do poder público e de diferentes áreas científicas. Naturalmente a contribuição de geógrafos é de suma importância e não poderia ficar à parte dos estudos relacionados ao clima e dinâmica urbana. O presente estudo tem como objetivo analisar as possíveis derivações antrópicas causadas no clima local da cidade de Macaé/RJ, visando enfocar a problemática das ilhas de calor. O papel turístico da cidade, cada vez maior e, principalmente sua grande importância econômica justificam a importância desse estudo. A metodologia consiste em levantamento bibliográfico; pesquisa histórica e de evolução urbana e econômica; levantamento de dados climáticos secundários, uso do programa de sensoriamento remoto SPRING 4.3.3. para tratamento digital de imagens do satélite LANDSAT 5 visando mapear o uso da terra e termal; tratamento estatístico dos dados climáticos e elaboração de gráficos; pesquisa de campo para levantamento do campo térmico; aplicação de questionários para levantamento de dados primários; levantamento in loco das condições sócio-ambientais da cidade; uso do SIG ARCGIS 9.2 para elaboração de mapeamentos, interpretação de imagens do satélite GOES e de cartas sinóticas para compreensão da dinâmica atmosférica e elaboração do mapa de relevo tendo como base o SRTM da EMBRAPA. Resultados preliminares apontam um expressivo aumento da temperatura justificado pelo grande crescimento populacional e urbano de Macaé. Evidenciou-se a configuração de ilha de calor de forte intensidade (4,2º C) às 13 horas no inverno, porém pela manhã e à noite essa foi de fraca e moderada intensidade, foi possível também notar que essa Ilha de calor apresentou mobilidade espacial ao longo do dia, migrando do litoral para o interior, controlada pelo efeito da brisa local, corroborando a importância da brisa no controle do campo térmico em Macaé.

Apoio:FAPERJ

PALAVRAS-CHAVES: Clima Urbano, Campo Térmico, Conforto Térmico.

2

THE URBANE CLIMATE OF THE CITY OF MACAÉ/RJ

ABSTRACT

The growing importance of the cities in demographic terms, economical-partner and cultural, specially from middles of the XX century, it has been attracting more and more the attention of the public power and of different scientific areas. Naturally the geographers' contribution is of abridgement importance and it might not be to the part of the studies made a list to the climate and dynamic urbane. The present study has how I aim to analyse the possible humans derivations caused in the local climate of the city of Macaé/RJ, aiming to tackle the problematics of the islands of heat. The tourist paper of the city, every time bigger and, principally his great economical importance they justify the importance of this study. The methodology consists of bibliographical lifting; historical inquiry and of urbane and economical evolution; lifting of climatic secondary data, use of the program of sensoriamento remote SPRING 4.3.3. for digital treatment of images of the satellite LANDSAT 5 aiming mapear at the use of the land and thermal; statistical treatment of the climatic data and preparation of printers; field work for lifting of the thermal field; application of questionnaires for lifting of primary data; lifting in loco of the conditions environmental-partner of the city; I use the SIG ARCGIS 9.2 for preparation of mapeamentos, interpretation of images of the satellite GOES and synoptical letters for understanding of the dynamic atmospheric one and preparation of the map of relief having like base the SRTM of the EMBRAPA. Preliminary results point to an expressive increase of the temperature justified by the great population and urbane growth of Macaé. there showed up the configuration of island of heat of strong intensity (4,2° C) at 13 hours in the winter, however in the morning and at night that one was of weak and moderate intensity, it was possible also to notice what that one Isolates of heat he presented space mobility along the day, going of the coast for the interior, corroborating the importance of the breeze in the control of the thermal field in Macaé.

WORDS-KEYS: Urbane climate, Thermal Field, Thermal Comfort.

3

INTRODUÇÃO

Cidades são sistemas complexos, abertos a fluxos de energia e massa. Sua crescente

importância em termos demográficos, sócio-econômicos e culturais, especialmente a partir

de meados do século XX, tem atraído cada vez mais a atenção do poder público e de

diferentes áreas científicas interessados na solução de seus problemas. Naturalmente a

contribuição de geógrafos é de suma importância e não poderia ficar à parte dos estudos

relacionados à dinâmica urbana, dentre os quais, aqueles vinculados à linha de pesquisa do

clima urbano. O presente estudo tem como objetivo analisar as possíveis derivações

antrópicas causadas no clima local da cidade de Macaé, localizada na região norte

fluminense do estado do Rio de Janeiro. Assim o estudo visa enfocar a problemática das

ilhas de calor, da poluição do ar e das enchentes urbanas almejando compreender como as

transformações no espaço contribuíram para a situação sócio-ambiental atual da cidade. O

papel histórico-cultural da cidade, associado a sua atração turística, que tem sido cada vez

maior e, principalmente, a grande importância econômica que a cidade apresenta, conhecida

como “a capital nacional do petróleo” justificam a importância desse estudo

MATERIAIS E MÉTODOS

A metodologia consiste em levantamento bibliográfico; pesquisa histórica e de evolução

urbana e econômica; levantamento de dados climáticos secundários (temperatura média

compensada, média máxima, média mínima, máxima absoluta, mínima absoluta, umidade

relativa do ar e precipitação pluviométrica); uso do programa de sensoriamento remoto

SPRING 4.3.3. para tratamento digital de imagens do satélite LANDSAT 5 visando os

mapeamentos de uso da terra e termal; tratamento estatístico dos dados climáticos e

elaboração de gráficos; pesquisa de campo para levantamento do campo térmico; aplicação

de questionários para levantamento de dados primários; levantamento in loco das condições

econômicas e sócio-ambientais da cidade; uso do sistema de informação geográfica

ARCGIS 9.2 para elaboração de mapeamentos, interpretação de imagens do satélite GOES

e de cartas sinóticas para compreensão da dinâmica atmosférica e elaboração do mapa de

relevo tendo como base o SRTM da EMBRAPA.

4

RESULTADOS E DISCUSSÕES

CARACTERIZAÇÃO DA LOCALIZAÇÃO E RELEVO

O município de Macaé está localizado a 22°22’ latitude S e 41°47’ longitude O, o mesmo faz parte da

região Norte Fluminense do estado do Rio de Janeiro (figura 1). A cidade de Macaé situada no litoral

está assentada em um sitio de características físicas de baixadas e/ou planícies litorâneas (figura 2).

Figura 1 – Localização do município de Macaé elaborado pelo autor

Figura 2 – Mapa de relevo do estado do Rio de Janeiro: fonte: CIDE

5

CONTEXTO HISTÓRICO, ECONÔMICO E DEMOGRÁFICO

Seu povoamento significante se deu a partir do século XVII, com o intuito de fazer frente ao

contrabando de pau-brasil. Dois séculos mais tarde Macaé adquire autonomia político-administrativa,

sendo em 1813 e 1846 sendo elevada a categoria de vila e cidade respectivamente.

Suas principais atividades econômicas até a sétima década do século XX se fundamentavam em

atividades primarias como: pesca, pecuária e agricultura, já na década de 70 a Petrobras sedia-se em

Macaé, passando assim à maioria das atividades econômicas relacionarem direta ou indiretamente à

extração de petróleo e gás da bacia de Campos, o que proporcionou nas décadas seguintes

desenvolvimento regional e intensa urbanização.

Quanto aos aspectos demográficos, analisados com base nos censos do IBGE, notou-se um

crescimento populacional pós década de 70 mais abrupto, reflexo do intenso fluxo migratório gerado

pelas atividades econômicas ali desenvolvidas no período (figura 3).

Figura 3 – Censos demográficos de Macaé: fonte: IBGE

TRANSFORMAÇÕES NO ESPAÇO GEOGRÁFICO DA CIDADE DE MACAÉ

Indubitavelmente essas atividades e processos geraram transformações no espaço geográfico de

Macaé, das quais é possível destacar a migração em massa proveniente de outras cidades, o

crescimento urbano desordenado da cidade, a poluição do ar, favelização, degradação ambiental,

assoreamento de rios, despejo de esgoto in natura entre outros (figura 4).

406080

100120140160180

habi

tant

es (1

000)

1940 1950 1960 1970 1980 1991 1996 2000 2007

Décadas

Censos demográficos de Macaé

Fonte: IBGE

6

Figura 4 – Despejo de esgoto in natura

Fonte: Arquivo pessoal

As transformações e impactos mencionados anteriormente se refletem nos questionários referentes as

condições socioeconômicas e de percepção ambiental aplicados durante o experimento de campo. A

amostragem total foi de 70 questionários, aplicados em um dia de sábado de 2008 no centro da cidade

de Macaé, posteriormente selecionamos os dados que melhor atenderam os objetivos propostos pela

pesquisa (figura 5)

Figura 5 – Questionários de percepção ambiental e dados socioeconômicos: fonte: CLIMAGEO – UFRJ

Motivo da mudança pra Macaé

76%

4%

20%

Trabalho Um local melhor pra viver Outros

Residência

74%

26%

Casa Apartamento

Naturalidade

22%

78%

Naturalidade Macaé

Naturalidade Outro

65%49% 49%

25% 21%20%18%17% 17%9% 9%

Problemas verificados em Macaé

inundação poluição das águas esgotohospitais poluição do ar outrosescolas muito calor desmatamentosegurança coleta de lixo

41% 39%

17%

3%

Quais os principais responsaveis pelos problemas ambientais

autoridades população empresas turistas

7

Notamos que 78% dos entrevistados não haviam nascido na cidade de Macaé, desses 76% afirmou ser

o trabalho o principal motivo para a mudança. Quanto ao tipo de residência, 74 % respondeu viver em

casas, o que comprova o caráter de baixo gabarito apresentado pela cidade. Perguntamos quais

problemas são verificados em Macaé e 65% dos entrevistados consideraram as enchentes um

problema, sendo esse o problema com maior destaque seguido de poluição das águas e esgoto com

49% cada, cabe ressaltar que os principais problemas apontados pela população de Macaé são de

cunho físico-ambiental e não social como, por exemplo, hospitais e segurança com 25% e 9%

respectivamente.

Perguntamos também quais os principais responsáveis pelos problemas ambientais da cidade e a

população não só apontou as autoridades com o percentual de 41% como também reconheceu sua

parcela de culpa representada pelos 39% do gráfico.

Quanto à questão urbana, com o auxilio dos programas SPRING 4.3.3. e ARCGIS 9.2, elaboramos 3

mapas de evolução do uso da terra em 3 momentos diferentes, são eles: 1973, 1991 e 2007 afim de

evidenciar e evolução desse uso. Ao analisar os mapas em seus diversos momentos é possível notar o

avanço dos usos urbano e agrícola bem como o recuo dos usos vegetação por desmatamento,

alagadiços por aterros e pasto substituído gradualmente pela agricultura (figura 6).

Cabe ressaltar que embora a pesquisa de clima urbano se atenha em uma escala intra-urbana ambos os

mapas se encontram em uma escala geográfica maior, isso de deve ao fato do satélite LANDSAT 5

não oferecer uma resolução espacial adequada para trabalhar uma escala intra-urbana e ao fato de

Macaé ser uma cidade média, por isso seu clima apresenta uma maior dependência com sua áreas

vizinhas, sendo assim é de suma importância saber como as mesmas se comportam.

8

Figura 6 – Mapas de uso da terra da cidade de Macaé e seu entorno: fonte: elaborados pelo autor

Todo esse crescimento populacional e urbano de Macaé se refletiu nas séries temporais de 1931 a 1990

dos elementos do clima: temperatura média máxima, média mínima, média compensada, média da

pluviosidade e da umidade relativa do ar (figura 7).

9

Figura 7 – Variabilidade por década dos elementos do clima em Macaé: fonte: INMET

As médias dos elementos foram discretizadas por décadas a fim de facilitar sua visualização, ao

analisá-los foi possível observar uma tendência a aumentos das temperaturas média máxima, mínima e

compensada bem como uma tendência a ligeira queda apresentada pela média da umidade relativa do

ar, já a média da pluviosidade, não apresentou uma expressiva variação quando discretizada por

décadas.

Novamente com o auxilio do programa SPRING 4.3.3, utilizou-se a mesma imagem que deu origem

ao mapa de uso da terra e dessa vez foi trabalhada a banda 6, banda do termal, e ao processá-la

tivemos o seguinte produto (figura 8).

Figura 8 – Imagem termal do inverno de 2007 – Macaé: fonte: elaborado pelo autor

Temperatura média mínima

18

18,5

19

19,5

20

20,5

30 40 50 60 70 80

Décadas

(c°)Temperatura média máxima

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

30 40 50 60 70 80

Décadas

(c°)

Média das Temperaturas Compensadas

22

22,5

23

23,5

24

30 40 50 60 70 80

Décadas

(c°)

Média da pluviosidade total e umidade relativa por décadas

020406080

100120

30 40 50 60 70 80Décadas

(mm)

80

81

82

83

84(%)

Pluviosidade Umidade relativa do ar

10

É possível observar que inicialmente, as maiores temperaturas foram observadas nas áreas de uso

pastoril ao passo que as áreas de uso urbano apresentaram temperaturas menores, isso se deve ao fato

de Macaé ser uma cidade litorânea onde a brisa do mar age como um fator amenizador, principalmente

nas áreas mais costeiras; deve-se também ao baixo gabarito apresentado pela cidade, o que facilita a

entrada dessa brisa dispersando calor e por fim as características do uso da terra pastoril que apresenta

um solo praticamente nu, com baixa proteção do solo quando não nula. Cabe salientar também, o

horário do imageamento, precisamente as 9:45 AM, afinal caso a imagem fosse coletada a noite, se

possível, provavelmente teríamos uma resposta diferente, podendo até ser o inverso do observado.

EXPERIMENTO DE CAMPO

Foi realizado um experimento de campo para levantamento do campo térmico durante os meses de

agosto e setembro de 2008. Foram instalados 8 pontos (data loggers) que mediram temperatura e

umidade relativa do ar durante 34 dias de forma horária apresentando esses, uma concentração espacial

na área mais central (figura 9).

Figura 9 – Croqui de distribuição dos postos de mediação pela cidade de Macaé: fonte: elaborado pelo autor

Os data loggers foram instalados em pontos com diversas condições topoclimáticas, com destaque para

os pontos 11 e 8 a barlavento, 5 e 9 a sotavento, 10 o ponto mais alto e 1 e 2 os ponto com menor

influencia do relevo (figura 10).

Ao analisar as medições feitas, mais precisamente, de 10/08/2008 a 14/09/2008 (figura 11), foi

possível destacar inicialmente o comportamento inverso dos dois elementos do clima, a chegada de

duas frentes frias bem como a existência de uma semana considerada padrão, onde os elementos se

comportaram de forma esperada, típica.

11

Figura 10 – Mapa de relevo da cidade de Macaé: fonte: EMBRAPA

Figura 11 – Gráfico de análise rítmica de agosto e setembro de 2008: fonte: CLIMAGEO – UFRJ Através dessa semana padrão, selecionamos 3 dias (13, 14 e 15/08) para elaboração e análise do campo

térmico, onde a condição sinótica predominante durante o período citado foi a atuação do anticiclone

semi estacionário do atlântico sul o que por ser uma célula de alta pressão conferiu tempo bom, céu

claro com pouca ou nula nebulosidade (figura 12).

13

16

19

22

25

28

31

34

37

10/8/2

008

10/8/2

008

10/8/2

008

11/8/2

008

11/8/2

008

12/8/2

008

12/8/2

008

13/8/2

008

13/8/2

008

14/8/2

008

14/8/2

008

15/8/2

008

15/8/2

008

15/8/2

008

16/8/2

008

16/8/2

008

17/8/2

008

17/8/2

008

18/8/2

008

18/8/2

008

19/8/2

008

19/8/2

008

20/8/2

008

20/8/2

008

21/8/2

008

21/8/2

008

21/8/2

008

22/8/2

008

22/8/2

008

23/8/2

008

23/8/2

008

24/8/2

008

24/8/2

008

25/8/2

008

25/8/2

008

26/8/2

008

26/8/2

008

26/8/2

008

27/8/2

008

C°

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%

Temperatura Umidade relativa do ar

13

16

19

22

25

28

31

34

37

27/8/200

8

27/8/200

8

28/8/200

8

28/8/200

8

29/8/200

8

29/8/200

8

30/8/200

8

30/8/200

8

31/8/200

8

31/8/200

8

1/9/20

08

1/9/20

08

2/9/20

08

2/9/20

08

3/9/20

08

3/9/20

08

4/9/20

08

4/9/20

08

5/9/20

08

5/9/20

08

6/9/20

08

6/9/20

08

7/9/20

08

7/9/20

08

8/9/20

08

8/9/20

08

9/9/20

08

9/9/20

08

10/9/200

8

10/9/200

8

11/9/200

8

11/9/200

8

12/9/200

8

12/9/200

8

13/9/200

8

13/9/200

8

C°

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%

Temperatura Umidade relativa

12

Figura 12 – Atuação do anticiclone do atlântico sul: fonte: satélite GOES 15/08/08

Os mapas foram elaborados nos horários de 00, 03, 06, 09, 13, 15, 18 e 21 ao longo dos 3 dias. Ao

analisá-los, evidenciou-se a mobilidade espaço-temporal da ilha de calor bem como a existência de

dois padrões de comportamento da mesma. O primeiro padrão concerne aos horários mais frios do dia,

a noite e de madrugada, nesse período os pontos mais quentes (ilha de calor) se concentram na área

mais central da cidade, justamente a área com maior densidade de construções e que por isso tem

maior dificuldade de dispersão de calor (figura 13). Já o segundo ocorre nos horários mais quentes, a

tarde, a ilha de calor sai da área mais central e os pontos mais quentes passam a ser outros afastando

dessa área mais central que acaba se comportando como uma ilha de calor (figura 14).

Figura 13 – Ilha de calor na área mais central as 00:00 horas: fonte: elaborado pelo autor

13

Figura 14 – Ilha de frescor na área mais central e maior ilha de calor encontrada no experimento as 13:00: fonte: elaborado

pelo autor

A ilha de calor de maior amplitude encontrada no experimento de campo foi de 4,2° C as 13:00 do dia

15/08/08 localizada mais a sudoeste da cidade (figura 14).

Para finalizar, foi feita uma comparação entre a imagem termal obtida pelo satélite LANDSAT 5 no

horário de 9:45, e o campo térmico obtido através do experimento de campo com data loggers as 9:00,

assim encontramos uma concordância na medida em que os pontos mais próximos a área central e a

costa tendem a ser mais frescos que os mais afastados nesse horário.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Foi encontrado um acelerado avanço das áreas urbanas no período analisado bem como uma forte

tendência a aumento da temperatura justificada pelo grande crescimento populacional e urbano já

mencionado. A população apontou as enchentes como principal problema de Macaé com 65 % da

amostragem. Configurou-se na cidade de Macaé uma ilha de calor de forte intensidade (4,2° C) as

13:00 no inverno, porem pela manha e à noite essa foi de fraca e moderada intensidade, salientando

que a ilha de calor apresentou mobilidade espacial ao longo do dia, do litoral para o interior,

evidenciando a importância da brisa no controle do campo térmico de Macaé. Por fim, ao comparar a

imagem termal com o experimento de campo encontrou-se uma concordância, o que justifica o uso

dessas técnicas no estudo do clima urbano.

14

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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www.macae.rj.gov.br