FUNDAO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDNIA NCLEO DE CINCIAS EXATAS E DA TERRA

DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA PROGRAMA DE PS-GRADUAO MESTRADO EM GEOGRAFIA

GRAZIELA TOSINI TEJAS

ANLISE ESPAO-TEMPORAL DO CLIMA URBANO DA CIDADE DE PORTO VELHO, RO

Porto Velho-RO Agosto de 2012

GRAZIELA TOSINI TEJAS

ANLISE ESPAO-TEMPORAL DO CLIMA URBANO DA CIDADE DE PORTO VELHO, RO

Prof. Dr. Dorisvalder Dias Nunes

Porto Velho-RO Agosto de 2012

Dissertao apresentada a Fundao Universidade Federal de Rondnia, como requisito parcial para a obteno do ttulo de Mestre em Geografia, junto ao Programa de Ps-Graduao em Geografia, rea de concentrao Amaznia e Polticas de Gesto Territorial tendo como linha de pesquisa Paisagem, Natureza e Sustentabilidade

FICHA CATALOGRFICA

BIBLIOTECA PROF. ROBERTO DUARTE PIRES

Bibliotecria Responsvel: Ozelina Saldanha CRB11/947

T2665 Tejas, Graziela Tosini

Anlise espao-temporal do clima urbano da cidade de Porto Velho, RO / Graziela Tosini Tejas. Porto Velho, Rondnia, 2012.

121f. il.

Dissertao (Mestrado em Geografia) Fundao Universidade Federal de Rondnia / UNIR.

Orientador: Prof. Dr. Dorisvalder Dias Nunes

1. Clima urbano 2. Temperatura de superfcie 3. Conforto trmico 4. Sensoriamento remoto I. Nunes, Dorisvalder Dias II. Ttulo.

Aos meus pais Jeferson e Regina, minha irm

Caroline e ao meu noivo Reginaldo

AGRADECIMENTOS

Agradeo a Deus primeiramente por ter me concedido vida, sade e fora durante toda

a vida acadmica, e ainda, a possibilidade da realizao deste trabalho.

Agradeo aos meus pais Jeferson e Regina e minha irm Caroline,pelos ensinamentos,

contribuio e incentivos durante a trajetria de vida pessoal e acadmica.

Ao meu noivo e eterno amor Reginaldo, o carinho, a pacincia, a compreenso e

dedicao na colaborao da presente pesquisa.

Agradeo ao Laboratrio de Geografia e Planejamento Ambiental

(LABOGEOPA/UNIR), em especial ao Prof. Dr. Dorisvalder Dias Nunes pelo apoio,

orientao, amizade, confiana e incentivo em todos os momentos, e ainda os pesquisadores

do laboratrio como Aldina, Diego, Michel, Gisele, Tamires, Janyelson e Mirtilene.

Fundao Universidade Federal de Rondnia e ao Programa de Ps-Graduao em

Geografia, em especial aos professores Vanderlei Maniesi, Josu, Marlia Locatelli, Flvio,

Ana Strava, Dorisvalder, Eliomar, Eloise, Adnilson. Meus agradecimentos a tcnica de

assuntos educacionais Cristiane Anastassioy pelo carinho e ateno.

Ao SIPAM/DIVMET-CTO Porto Velho pela concesso de parte dos dados

meteorolgicos, bem como, agradeo aos funcionrios Gerente Neumar, Miriam, Janete e em

especial o Luiz Santos Neto que teve a pacincia de ensinar um pouco da climatologia e

tambm ao Prof. MSc. Jos Carvalho pelas contribuies e incentivos na presente pesquisa.

Meus agradecimentos tambm ao Prof. Dr. Ranyre que antes fazia parte da Diviso

Meteorolgica do SIPAM, mas atualmente Professor Adjunto da UFPE.

Ao Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia de Rondnia (IFRO), em

especial ao Prof. Sabino pela colaborao na aplicao das equaes utilizadas no presente

trabalho.

Aos amigos de turma 2010 de ps-graduao, em especial ao Diego, Sandra, Luzinete

e Reginaldo.

Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior (CAPES) pelo

auxlio financeiro fornecido a este trabalho.

" melhor tentar e falhar, que preocupar-se e ver a vida passar;

melhor tentar, ainda que em vo, que sentar-se fazendo nada at o final.

Eu prefiro na chuva caminhar, que em dias tristes em casa me esconder.

Prefiro ser feliz, embora louco, que em conformidade viver ..."

Martin Luther King

RESUMO

A finalidade deste trabalho foi realizar uma anlise espao-temporal do clima urbano da cidade de Porto Velho, RO. O estudo foi fundamentado na teoria de anlise do Clima Urbano desenvolvida por Monteiro (1976) a partir da compreenso das regies de interpretao do clima de ambientes urbanos: Insumo, Transformao, Produo e Percepo. Para anlise climtica regional, dos ltimos 29 anos, inserida na regio de Insumo utilizou as mdias anuais e mensais, desvio-padro e reta de tendncia, por meio dos parmetros climticos presso atmosfrica, temperatura do ar, umidade relativa do ar e precipitao pluvial. Na regio de Transformao analisou-se a cobertura vegetal atravs do ndice de Vegetao por Diferena Normalizada (NDVI). J na regio de Produo verificaram-se as alteraes da estrutura trmica espacial urbana. Essas duas regies utilizaram como ferramenta o sensoriamento remoto, por meio das imagens do sensor TM Landsat-5, dos anos de 1985, 1995, 2006 e 2011, processadas no software SPRING (Sistema de Processamento de Informaes Georreferenciadas, verso 5.1.8), desenvolvido pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e seus aplicativos Impima, Scarta e LEGAL (Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algbrico). Finalmente para o desenvolvimento da regio de Percepo, avaliou-se o conforto trmico em 08 ambientes da rea urbana, adquirindo os dados de temperatura e umidade do ar, em 2011, por meio de termo-higrmetros, aplicados nas equaes do ndice de Calor e de Temperatura Efetiva. Os resultados obtidos demonstraram que a presso atmosfrica sofre uma alterao anual no ms de julho, devido entrada ocasional do anticiclone polar (frio e seco), alm dos desvios positivos e negativos detectados ao longo da srie por conta das anomalias trmicas El Nio e La Nia. O comportamento interanual da temperatura do ar revelou um aumento em at 2C, e a umidade relativa mdia do ar tambm sofreu uma reduo em quase 3%, reflexo do intenso processo de urbanizao. Outro parmetro a destacar foi precipitao pluvial que apresentou uma tendncia de reduo em at 500 mm, o que pode estar relacionado ao crescimento urbano em face da reduo da cobertura vegetal. O estudo temporal da cobertura vegetal revelou uma reduo, uma vez, que a classe temtica de baixa densidade de vegetao que expandiu da zona central, em 1985, para outras regies do permetro urbano, em 2011. Esse avano se deve ao processo de urbanizao, o que favoreceu tambm o aumento da temperatura do ar, promovendo assim o surgimento de ilhas de calor espaadas por toda rea de estudo, configurando-se assim arquiplagos de calor. Verificou-se tambm a reduo das ilhas de frescor que, em 1985 ocupava a rea de entorno do permetro urbano, j em 2011 concentravam-se apenas nos bairros Tringulo, rea Militar (5BEC), Areia Branca e Nacional. Os resultados, referentes anlise do conforto trmico, demonstraram que os perodos crticos percebidos, pelos citadinos, nos ambientes correram principalmente nos horrios de 12h e 15h, avaliados como nveis de alerta para a sade humana. Portanto, pode-se afirmar claramente que a retirada da vegetao influncia no aumento da temperatura de superfcie, e configura-se como um dos agentes modificadores do clima regional e local.

Palavras-Chave: Clima Urbano, Temperatura de Superfcie, NDVI, Conforto Trmico, Sensoriamento Remoto.

ABSTRACT

This study aims to analyse at space time Porto Velho/Rondonia urban climate. This study was based on Climates Urban Theory of Monteiro (1976) from the climate regions understanding of urban environments: Input, Processing, Production and Perception which guided this study. The analysis of regional climate, during the last 29 years, insert in the Inputs region used the annual and monthly average, standard deviation and straight trend, by means of climatic atmospheric parameters pressure, air temperature, relative humidity and annual rainfall . At the transformation region was analyzed the vegetation through the Normalized Difference Vegetations index (NDVI), and at the Production region there were changes on the study of thermal spatial urban structure. Both regions used as tool the remote sensing , through the sensor images TM Landsat-5, from the years 1985, 1995, 2006 and 2011, processed on the software SPRING (Processing System Geo-referenced Information, version 5.1.8), developed by the National Institute for Space Research (NISR) and its applications Impima and LEGAL (GIS Spatial Language for Algebraic). For the development of Perceptions region , it was evaluated the thermal comfort of 8 environments from the urban area, acquiring data from temperature and air humidity, in 2011, by means of term hygrometers, applied on the equation of the Heat and Effective Temperature Index. According to the results gotten, atmospheric pressure suffers an annual change on July because the occasional entrance of a polar anticyclone (cold and dry), beyond the positive and negative deviations detected along the series per the thermal anomalies El Nio and La Nia. The inter annual behavior of air temperature showed an increase up to 2C, and the relative humidity air average has also suffered a decreased in almost 3%, an intense urbanization process reflection. Another parameter to detach is the rainfall which presented a drop tendency up to 500mm, that can be related to the urban growth in opposite of vegetation cover reduction. The temporal vegetation study revealed a reduction, once the thematic raising class of low vegetation density which expanded from the central area, in 1985, to the other urban perimeter regions, in 2011. This progress is due to the urbanization process, which also supported the air temperature increase, causing the development of heat islands that occupy great part of the total urban area called archipelagos heat, beyond the reduction of fresh islands that, in 1985 occupied the urban perimeter surrounding area, already in 2011 concentrated only at the Triangulo, Militar Area (5BEC), Areia Branca and Nacional. The thermal comfort results showed that the critical periods noticed at that environments were on the schedules noon and 3p.m measured as alert levels for the human health. Lastly, it can be assert the influence and importance of vegetation to the growth or not of the surface temperature, being one of the modify agents to regional and local climate.

Keywords: urban climate, surface temperature, NDVI, thermal comfort, remote sensing.

LISTA DE ILUSTRAES

LISTA DE FIGURAS

Fig.01Albedos dos materiais urbanos_________________________________________25

Fig.02Obteno de imagens por sensoriamento remoto___________________________29

Fig.03Espectro eletromagntico_____________________________________________30

Fig.04Sistema de coordenadas de uma imagem digital____________________________34

Fig.05Mapa de localizao da rea urbana no municpio de Porto Velho_____________42

Fig.06Localizao da estao meteorolgica entre as cabeceiras 19 e 01 do Aeroporto Internacional Gov. Jorge Teixeira em Porto Velho/RO______________________

47 Fig.07Fluxograma dos procedimentos metodolgicos fundamentados em Monteiro (1976)_____________________________________________________________

51 Fig.08Carta de ndice de vegetao por diferena normalizada (NDVI) da rea urbana de Porto Velho do ano de 1985 ________________________________________

76 Fig.09Carta do campo trmico da rea urbana de Porto Velho do ano de 1985_________

77 Fig.10Carta de ndice de vegetao por diferena normalizada (NDVI) da rea urbana de Porto Velho do ano de 1995_________________________________________

80 Fig.11Carta do campo trmico da rea urbana de Porto Velho do ano de 1995_________

81 Fig.12Carta de ndice de vegetao por diferena normalizada (NDVI) da rea urbana de Porto Velho do ano de 2006________________________________________

84 Fig.13Carta do campo trmico da rea urbana de Porto Velho do ano de 2006_________

85 Fig.14Modelo Numrico do Terreno (MNT) da rea urbana de Porto Velho, ano 2011___

87 Fig.15Carta de ndice de vegetao por diferena normalizada (NDVI) da rea urbana de Porto Velho do ano de 2011_________________________________________

89 Fig.16Carta do campo trmico da rea urbana de Porto Velho do ano de 2011_________

90 Fig.17Carta de ilhas de frescor da rea urbana de Porto Velho do ano de 2011_________

91 Fig. 18Mapa dos pontos de monitoramento meteorolgico________________________

93 Fig. 19Imagem da Praa Madeira Mamor_____________________________________

94 Fig. 20Imagem da Av. Sete de Setembro______________________________________

96 Fig.21Imagem da Av. Jos Vieira Cala com Rua Rita Ibans_____________________

98 Fig.22Imagem da Rua Padre Chiquinho com Av. Jorge Teixeira, Liberdade__________

100Fig.23Imagem do Colgio Tiradentes (Av. Imigrantes c/ Av. Rio Madeira)___________

102Fig.24Imagem do SESI (Av. Rio de Janeiro)___________________________________

104Fig.25Imagem da Escola Municipal Vicente Rondon, Zona Sul____________________

106Fig.26Imagem da Escola Municipal Guadalupe, bairro Aponi, zona leste____________

108

LISTA DE TABELAS

Tab. 01Resumo das grandezas radiometricas e fotomtricas bsicas em Sensoriamento remoto_______________________________________________

32 Tab. 02Srie histrica de 29 anos dos parmetros climticos utilizados_______________

48 Tab. 03Caractersticas do satlite Landsat-5 (TM)_______________________________

49 Tab. 04Clculos do ngulo zenital solar das imagens de satlites dos anos de 1985, 1995, 2006 e 2011__________________________________________________

55 Tab. 05Faixa de radincia espectral do Landsat-5 (TM) da banda 6_________________

56 Tab. 06Nveis de alerta e suas consequncias sade humana da IC_________________

59 Tab. 07Classificao das condies de conforto trmico humano dado pela temperatura efetiva_________________________________________________

59 Tab. 08Evoluo das classes de NDVI, referente para cada imagem do Landsat-5 (TM)_____________________________________________________________

73 Tab. 09Comparativo das condies meteorolgicas no dia de passagem de cada satlite___________________________________________________________ 74

LISTA DE QUADROS

Quad. 01Sistema Clima Urbano subsistema dos canais de percepo humana________23

Quad. 02Representao das regies de anlise do clima urbano para PVH/RO_________24

Quad. 03Caractersticas do Landsat 1 aoLandsat 7______________________________36

LISTA DE GRFICOS

Grf.01Populao de Porto Velho/RO perodo de 1980 a 2010____________________40

Grf. 02Presso atmosfrica Porto Velho perodo de 1982 a 2011_______________60

Grf. 03Presso atmosfrica mdia anual Porto Velho perodo de 1982 a 2011____61

Grf. 04Presso atmosfrica normais climatolgicas Porto Velho perodo de 1975 a 1990______________________________________________________

62 Grf. 05Temperatura mxima do ar Porto Velho perodo de 1983 a 2011__________

63 Grf. 06Temperatura mxima do ar Mdia Anual Porto Velho perodo de 1983 a 2011___________________________________________________________

64 Grf. 07Temperatura mdia do ar Porto Velho perodo de 1983 a 2011___________

64 Grf. 08- Temperatura mdia do ar Mdia Anual - Porto Velho Perodo de 1983 a 2011____________________________________________________________

65 Grf. 09Temperatura mnima do ar Porto Velho perodo de 1983 a 2011__________

66 Grf. 10Temperatura mnima do ar mdia anual Porto Velho perodo de 1983 a 2011___________________________________________________________

66

Grf. 11Temperatura do ar normais climatolgicas Porto Velho perodo de 1975 a 1990______________________________________________________

67 Grf.12Umidade relativa mdia do ar Porto Velho perodo de 1996 a 2011________

68 Grf. 13Umidade relativa do ar normais climatolgicas Porto Velho perodo de 1975 a 1990______________________________________________________

69 Grf. 14Umidade relativa mdia do ar mdia anual Porto Velho perodo de 1999 a 2011______________________________________________________

69 Grf. 15Precipitao pluvial Porto Velho perodo de 1999 a 2011_______________

70 Grf. 16Precipitao pluvial mdia anual Porto Velho perodo de 1999 a 2011____

71 Grf. 17Precipitao pluvial normais climatolgicas Porto Velho perodo de 1975 a 1990______________________________________________________

72 Grf. 18Dados de populao urbana e rural de Porto Velho perodo de 1980 a 2010__

73 Grf. 19Mdia do ndice de calor e de temperatura efetiva no Ponto 1, em Porto Velho/RO, perodo de fevereiro a maio de 2011__________________________

95 Grf. 20Mdia do ndice de calor e de temperatura efetiva no Ponto 2, em Porto Velho/RO, perodo de fevereiro a maio de 2011__________________________

97 Grf. 21Mdia do ndice de calor e de temperatura efetiva no Ponto 3, em Porto Velho/RO, perodo de fevereiro a maio de 2011__________________________

99 Grf. 22Mdia do ndice de calor e de temperatura efetiva no Ponto 4, em Porto Velho/RO, perodo de fevereiro a maio de 2011__________________________

101Grf. 23Mdia do ndice de calor e de temperatura efetiva no Ponto 5, em Porto Velho/RO, perodo de fevereiro a maio de 2011__________________________

102

Grf. 24Mdia do ndice de calor e de temperatura efetiva no Ponto 6, em Porto Velho/RO, perodo de fevereiro a maio de 2011__________________________

104Grf. 25Mdia do ndice de calor e de temperatura efetiva no Ponto 7, em Porto Velho/RO, perodo de fevereiro a maio de 2011__________________________

106Grf. 26Mdia do ndice de calor e de temperatura efetiva no Ponto 8, em Porto Velho/RO, perodo de fevereiro a maio de 2011__________________________

108Grf. 27Mdia do ndice de calor nos oitos pontos monitorados, em Porto Velho/RO, perodo de fevereiro a maio de 2011__________________________________

110Grf. 28Mdia da temperatura efetiva nos oitos pontos monitorados, em Porto Velho/RO, perodo de fevereiro a maio de 2011__________________________

110

LISTA DE SIGLAS

AB. Alta da Bolvia (anticiclone) ASAS. Anticiclone Subtropical do Atlntico Sul BEC. Batalho de Engenharia Civil Cb. Nuvens Cmulos-Nimbos C. Temperatura em graus Celsius CGA. Circulao Geral da Atmosfera CPTEC. Centro de Previso de Tempo e Estudos Climticos CINDACTA IV. Centro Integrado de Defesa Area e Controle de Trfego Areo em Manaus DIVMET/SIPAM. Diviso Meteorolgica/ Sistema de Proteo da Amaznia DTCEA PV. Destacamento de Controle do Espao Areo de Porto Velho EFMM. Estrada de Ferro Madeira Mamor EMBRAPA/CPAF-RO. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria / Centro de Pesquisa Agro florestal de Rondnia ENOS. El Nio Oscilao Sul ERTS. Earth Resources Technology SatelliteETM.+ Enhanced Thematic Mapper PlusFATEC. Faculdade de Cincias Admisnistrativas e Tecnologia FPA. Frente Polar Atlntica hPa. Unidade de Presso Atmosfrica Hecto-Pascal Hz/Hertz. Unidade de Frequncia HS. Hemisfrio Sul IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica IBUTG. ndice de bulbo mido e temperatura do globo ICAO. International Civil Aviation Organization IC. Ilhas de Calor IFOV. Instantaneous Field of View IFRO. Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia INCRA. Instituto Nacional de Colonizao e Reforma Agrria INMET. Instituto Nacional de Meteorologia INPE. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais ITU. ndice de Temperatura e Umidade LANDSAT. Land Remote Sensing Satellite LEGAL. Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algbrico Lis. Linhas de Instabilidade mEc. Massa de Ar Equatorial Continental mm. milmetros de chuva mPa. Massa de Ar Polar Atlntica mPc. Massa de Ar Polar Continental mTa. Massa de Ar Tropical Atlntica mTc. Massa de Ar Tropical Continental N. orientao Norte NOAA. National Oceanic and Atmospheric Administration NW. orientao Nordeste OMM. Organizao Meteorolgica Mundial ONR. Office of Naval ResearchPAC. Programa de Acelerao do Crescimento PIC. Programa de Integrao Nacional REM. Radiao Eletromagntica S. orientao Sul SBPV. Aeroporto Internacional de Porto Velho Gov. Jorge Teixeira SCU. Sistema Clima Urbano SE. orientao Sudeste SR. Sensoriamento Remoto SPRING. Sistema de Processamento de Imagem Georreferenciados SWreq. ndice de Estresse Trmico TM. Thematic MapperTSM . Temperatura da Superfcie do Mar UR. Umidade Relativa do Ar ZCAS . Zona de Convergncia do Atlntico Sul ZCIT. Zona de Convergncia Intertropical ZSEE. Zoneamento Socioeconmico Ecolgico

SUMRIO

DEDICATRIA iv

AGRADECIMENTOS v

EPGRAFE vi

RESUMO vii

ABSTRACT viii

LISTA DE ILUSTRAES ix

LISTA DE SIGLAS xii

INTRODUO______________________________________________________________ 16 1.1.OBJETIVOS E ESTRUTURA DO TRABALHO________________________________

18 CAPTULO 2: REVISO BIBLIOGRFICA____________________________________ 20 2.1.O CLIMA_______________________________________________________________

20 2.1.1. O clima urbano___________________________________________________

21 2.1.2. Ilhas de calor e frescor____________________________________________

24 2.1.3. Caractersticas climticas de Porto Velho_____________________________

26 2.1.4. Conforto trmico_________________________________________________

27 2.2.SENSORIAMENTO REMOTO E O ESTUDO DO CLIMA URBANO____________

29 2.2.1. Sensoriamento remoto____________________________________________

29 2.2.2. Imagens de Satlites______________________________________________

33 2.2.3. Resoluo das imagens de satlite___________________________________

34 2.2.4. A srie LANDSAT________________________________________________

35 2.2.5. O infra vermelho termal___________________________________________

37 2.2.6. O uso do sensoriamento remoto para a deteco de anomalias trmicas_______

37

40 CAPTULO 3. REA DE ESTUDO____________________________________________

3.1.CARACTERSTICAS: HISTRICO TERRITORIAL E FISIOGRFICA DO MUNICPIO DE PORTO VELHO, RO______________________________________ 40

3.1.1. Geomorfologia__________________________________________________43

3.1.2. Pedologia______________________________________________________43

3.1.3. Hidrografia______________________________________________________43

3.1.4. Vegetao______________________________________________________44

3.1.5. Clima_________________________________________________________44

CAPTULO 4: MATERIAIS E MTODOS______________________________________ 46

4.1.MATERIAIS___________________________________________________________46

4.1.1. Aquisio do acervo bibliogrfico____________________________________46

4.1.2. Dados da estao meteorolgica de superfcie__________________________46

4.1.3. Dados de sensores remotos__________________________________________48

4.1.4. Dados cartogrficos_______________________________________________49

4.1.5. Informaes pontuais de temperatura e umidade do ar_____________________50

4.2.MTODO DE ANLISE_________________________________________________50

4.3.TCNICAS DE ANLISE CLIMTICA, SENSORIAMENTO REMOTO E CONFORTO TRMICO_________________________________________________

52 4.3.1. Tcnica de anlise climtica________________________________________

52 4.3.2. Tcnicas de sensoriamento remoto___________________________________

52 4.3.3. Tratamentos das imagens___________________________________________

53 4.3.4. Tcnica de anlise do conforto trmico_________________________________

58 CAPTULO 5: RESULTADOS E DISCUSSES__________________________________ 60 5.1. REGIO DE INSUMO: ANLISE DOS ELEMENTOS CLIMTICOS___________

60 5.1.1. Presso atmosfrica_______________________________________________

60 5.1.2. Temperatura mxima______________________________________________

63 5.1.3. Temperatura mdia_______________________________________________

64 5.1.4. Temperatura mnima______________________________________________

65 5.1.5. Umidade relativa do ar____________________________________________

68 5.1.6. Precipitao pluvial_______________________________________________

70 5.2.REGIO DA TRANSFORMAO: ANLISE DA DENSIDADE DE VEGETA-

O E REGIO DA PRODUO: ANLISE DA ESTRUTURA TRMICA ES-PACIAL URBANA______________________________________________________ 72

5.2.1. Anlise da imagem de satlite, de 29 de Julho de 1985____________________74

5.2.2. Anlise da imagem de satlite, de 25 de Julho de 1995___________________78

5.2.3.Anlise da imagem de satlite, de 23 de Julho de 2006_____________________82

5.2.4. Anlise da imagem de satlite, de 06 de Agosto de 2011__________________86

5.3 REGIO DA PERCEPO: ANLISE DO CONFORTO TRMICO______________92

5.3.1. Ponto 01 Praa da Estrada de Ferro Madeira Mamor (EFMM)___________94

5.3.2. Ponto 02 - Praa Jonatas da Pedrosa, Avenida Sete de Setembro____________96

5.3.3. Ponto 03 Avenida Jos Vieira Cala, zona leste________________________98

5.3.4. Ponto 04 Rua Padre Chiquinho com Avenida Gov. Jorge Teixeira_________99

5.3.5. Ponto 05 Colgio Tiradentes na Avenida Imigrantes____________________101

5.3.6. Ponto 06 Escola SESI na Avenida Rio de Janeiro______________________103

5.3.7. Ponto 07 Escola Municipal Vicente Rondon__________________________105

5.3.8. Ponto 08 Escola Municipal Guadalupe_______________________________107

CONCLUSO_______________________________________________________________111

REFERNCIAS______________________________________________________________113

16

A cidade um grande modificador do clima. As atividades humanas, o aumento do

nmero de veculos, indstrias, incremento da construo civil, asfaltamento de ruas e

consequentemente a reduo das reas verdes contribuem para alteraes no clima local.

O homem sempre buscou alterar o ambiente natural em virtude de suas necessidades

humanas socialmente definidas, assim as alteraes mal conduzidas so as causas de muitos

problemas no ambiente urbano (DUARTE, 2000). Ainda segundo a autora, o espao natural

no uma folha em branco: clima, relevo, hidrografia, outros fatores naturais devem ser

considerados no desenho urbano e utilizados para melhorar a qualidade do produto final que

a cidade.

O processo de urbanizao desordenado promove um fenmeno peculiar nas cidades,

as chamadas ilhas de calor, onde acontece em locais com excessiva quantidade de

construes e baixa concentrao de reas verdes, o que resulta em temperaturas mais

elevadas do que em reas vizinhas ou no urbanizadas (COSTA et al. 2010; BIAS et al. 2003)

destaca que os diferentes padres de reflexo, ou albedo, so altamente dependentes dos

materiais empregados na construo civil, no qual dependendo do albedo, mais radiao ser

absorvida e mais calor ser emitido pela superfcie.

As alteraes climticas provocadas pela urbanizao, segundo Landsberg (2006) se

devem a trs fatores: a primeira a alterao na superfcie, pois uma floresta densa ter sido

substituda por um complexo de substncias rochosas, como pedra, tijolo e concreto;

naturalmente, locais midos, como charcos e pntanos, tero sido drenados e a rugosidade

aerodinmica ter sido aumentada por obstculos de variados tamanhos; j a segunda causa

a produo de calor pela prpria cidade, proveniente do metabolismo da massa de seres

humanos e animais ao calor liberado por milhes de motores de combusto interna em funo

do grande aumento de veculos motorizados; e a terceira maior influncia da cidade sobre o

clima so as reas densamente povoadas que promovem a alterao da composio da

atmosfera.

Em meio a este contexto conceitual, pode-se inferir que a formao do clima urbano,

segundo Monteiro (1976) o clima de um dado espao terrestre e sua urbanizao. O autor o

denominou de sistema clima urbano (SCU) definido como um sistema singular, aberto,

evolutivo, dinmico, adaptativo e passvel de auto-regulao que abrange um clima local (fato

natural) e a cidade (fato social).

INTRODUO

17

O estudo do clima urbano visa compreender a organizao climtica peculiar da

cidade e pressupe, inicialmente, um nvel de enfoque que compreende o clima local, mas que

se estende a nveis regionais (mesoclima) e globais (macroclima) (COLTRI, 2006).

Monteiro (1976) destaca que no estudo do clima urbano podem ser consideradas trs

linhas de pesquisa ligadas atmosfera urbana, como: o conforto trmico, impactos metericos

e a qualidade do ar. O canal de conforto trmico est relacionado com o balano de energia,

sendo evidenciado pela gerao de ilhas de calor (COLTRI, 2006).

A presena de vegetao nos ambientes urbanos funciona como reguladores da

temperatura urbana, pois absorve com mais facilidade a radiao solar, utilizada nos

processos biolgicos (fotossntese e transpirao), reduz a poluio atmosfrica e quando

prximas aos corpos dguas tendem apresentar temperaturas mais amenas e,

consequentemente, diminuem o efeito das ilhas de calor (GOMES e AMORIM, 2003).

A tcnica mais utilizada para o estudo de ilhas de calor destaca-se o emprego das

imagens de satlite. Para os estudos de grandes reas o sensoriamento remoto a ferramenta

mais adequada, uma vez que, possibilita ao pesquisador obter informaes dos alvos da

superfcie terrestre a partir do registro da interao entre a energia eletromagntica e estes

alvos (CASTRO, 2009). Por exemplo, Lombardo (1985) realizou estudos na cidade de So

Paulo, por meio da interpretao das imagens do satlite polar NOAA, no qual desenvolveu

um algoritmo para clculo das temperaturas superficiais dos alvos em funo da distncia que

chega ao satlite e da estimativa das emissividades de superfcie. Esse estudo apresentou

como resultado diferenas em at 10C em estado de calmaria na cidade e quanto anlise de

densidade de cobertura vegetal encontrou 70% no Morumbi e 3% na rea central.

A aplicao do sensoriamento remoto nos estudos de clima urbano serve para detectar

as caractersticas trmicas das superfcies urbanas que pode ser identificado por meio das

anlises de dados na faixa do infravermelho termal adquiridos por um satlite (COSTA et al.

2010).

As anomalias trmicas ou ilhas de calor identificadas nos principais centros regionais

tm-se propagado para outras cidades de mdio e grande porte. No caso da Amaznia,

naturalmente as temperaturas so elevadas durante o ano, por conta de sua posio prxima a

linha do Equador onde a incidncia solar maior sendo diferenciada das demais reas do

Brasil. No entanto, a radiao solar somada aos adensamentos urbanos como o caso de Belm

e Manaus, apresentaram um cenrio favorvel ao surgimento de ilhas de calor, como os

estudos realizado por Castro (2010) e Anjos et al. (2002).

18

Com isso, este trabalho se prope estudar outro centro regional de destaque na

Amaznia, inserida na poro meridional que a cidade de Porto Velho, capital do estado de

Rondnia, onde sua ocupao esteve relacionada aos surtos migratrios, advindos dos ciclos

econmicos como: construo da Estrada de Ferro Madeira Mamor, borracha, cassiterita,

ouro e ainda recentemente a instalao e construo de duas usinas hidroeltricas do

complexo do rio Madeira (Santo Antnio e Jirau), obra do Programa de Acelerao do

Crescimento (PAC) do Governo Federal. Pois, as modificaes decorrentes dessa ocupao,

muitas vezes sem planejamento, alteram a vegetao natural, onde o clima configura-se como

um elemento importante para caracterizar os tipos de paisagens, bem como as alteraes por

elas sofridas. As aes antrpicas, tais como processo de urbanizao, desmatamento,

modificaes nos corpos dgua, queimadas podem provocar bruscas alteraes no clima e

vitimar a sociedade de suas prprias aes.

Para Cavalcanti et. al. (2009), a Amaznia e o Nordeste brasileiro so as regies que

apresentam maior vulnerabilidade s eventualidades climticas, devido falta de infra-

estrutura e acesso as tecnologias. Com isso, so essenciais os estudos climticos

principalmente nessas regies, de tal modo que sejam integrados s polticas ambientais e de

desenvolvimento, para que as aes venham propor medidas de mitigao.

A presente pesquisa esteve orientada pela inquietao da falta de estudos aplicados ao

comportamento climtico em Porto Velho, RO, principalmente o estudo do clima urbano.

1.1. OBJETIVOS E ESTRUTURA DO TRABALHO

O objetivo principal desta dissertao de mestrado foi analisar em espao-temporal o

clima urbano da rea urbana de Porto Velho/RO, no perodo compreendido entre 1985 a 2011.

Com essa escala temporal o estudo do clima urbano na cidade de Porto Velho requereu

diferentes escalas de anlise geogrfica de tratamento, exigindo assim objetivos especficos

para cada nvel, como:

a) Analisar o comportamento das variveis climticas (Presso Atmosfrica,

Temperatura do Ar, Umidade Relativa do Ar e Precipitao Pluvial).

b) Gerar mapas de densidade da vegetao e de anomalias trmicas da rea de estudo

com o auxlio de imagens do sensor TM Landsat-5;

c) Avaliar o ndice de conforto trmico na rea urbana.

19

Os objetivos especficos tiveram como base de sustentao metodolgica o estudo de

clima urbano de Monteiro (1976), com enfoque para o canal do conforto trmico denominado

de subsistema que trata das regies, como: Insumo, Transformao, Produo e Percepo.

A partir destes objetivos o trabalho foi estruturado da seguinte forma:

O primeiro captulo apresentao do trabalho e os seus objetivos. Na sequncia, o segundo

captulo a reviso bibliogrfica, onde foram apresentados os conceitos de clima, clima

urbano, ilhas de calor, ilhas de frescor, conforto trmico e sensoriamento remoto alm da

reviso de diversos trabalhos j realizados, que estudaram ilhas de calor. No terceiro captulo,

uma breve descrio das caractersticas geoambientais da Amaznia e Porto Velho. O quarto

captulo apresentao dos materiais e os mtodos empregados na presente pesquisa, bem

como os dados utilizados e o procedimento para determinao da cobertura vegetal,

temperatura de superfcie e as equaes de conforto trmico. No quinto captulo, so

mostrados os resultados e discusso procurando explicitar todos os objetivos especficos

comparando com outros estudos. Por fim, o ltimo captulo so as concluses sobre o trabalho

e algumas sugestes possveis para os resultados obtidos.

20

2.1. O CLIMA

O clima de qualquer regio definido pela circulao geral da atmosfera (CGA),

resultante do aquecimento diferencial do globo pela radiao solar, da distribuio assimtrica

dos oceanos e continentes e das caractersticas topogrficas sobre os continentes. A circulao

geral da atmosfera promove na atmosfera uma redistribuio de calor e umidade, que por sua

vez, diminui as variaes regionais dos elementos climticos, embora por outro acentue

diferenas regionais dos mesmos elementos climticos, como temperatura e precipitao,

sendo as de maior influencia nas atividades humanas (FISCH, 1996).

Neste sentindo, o clima o resultado de um processo complexo que envolve a

atmosfera, o oceano, as superfcies slidas (vegetadas ou no), o gelo, a neve, e apresenta uma

enorme variabilidade no espao e no tempo (CONTI, 1998). Assim como todos os demais

sistemas da natureza, ele est em constante e permanente transformao, decorrente do efeito

antropognico, ou simplesmente da prpria dinmica do planeta Terra (FONSECA et al.

2007).

Para Sorre (1984) o clima a srie dos estados da atmosfera, num determinado local,

em sua sucesso habitual, evidenciando um carter dinmico, introduzindo as idias de

variao e de diferenas na sua sucesso. Pelo clima ser dinmico o torna necessrio o seu

estudo e a observao constante dos elementos climticos relacionando com os fatores

climticos de modo a analis-los em variaes e tendncias.

Dentre os principais fatores climticos que promovem as variaes no clima,

especificamente no clima urbano, destacam-se: a latitude que controla o volume de insolao

que um determinado lugar recebe; a altitude em relao ao nvel do mar tendo influncia

direta na temperatura do ar e a orientao do stio, devido diferena de radiao solar

incidente; os revestimentos do solo que podem ser corpos dguas, vegetao ou

revestimentos artificiais de urbanizao produzindo implicaes climticas em escala local

(BARBIRATO et al. 2007).

Quanto aos elementos climticos ressalta-se que a presso atmosfrica significa o

peso de uma coluna de ar posicionada verticalmente acima de uma rea horizontal

(SONNEMAKER, 2007). Esse elemento climtico sofre variaes de acordo com a

temperatura, densidade, altitude, umidade, perodo do dia (variao), latitude e condies

meteorolgicas; a temperatura significa a agitao das partculas de um corpo e a temperatura

do ar o resultado do aquecimento e resfriamento da superfcie da terra; a umidade o termo

CAPTULO 2. REVISO BIBLIOGRFICA

21

mais usual para caracterizar a presena de vapor dgua na atmosfera fornecido

principalmente pela evaporao, essa componente tem forte influencia no tempo e no clima

por dar origem a precipitao e absoro da radiao solar promovendo o fator de sensao

trmica. A umidade relativa do ar comumente utilizada o grau de saturao do ar (%). Ela

inversamente proporcional temperatura do ar, pois esta quem controla o teor de umidade

mxima presente por unidade de volume de ar; a precipitao originada por meio do

processo de evaporao, sofrendo variao no ambiente urbano como ocorrncia para o maior

acmulo em relao ao campo e por outra a reduo da evapotranspirao devido menor

proporo de reas verdes e corpos dguas.

O papel do homem neste contexto tem-se mostrado de maneira catastrfica, por ajudar

a alterar um clima local por meio de suas atividades urbansticas o que resulta nos centros

urbanos o fenmeno de ilhas de calor.

2.1.1. O clima urbano

A cidade a materializao do processo de urbanizao manifestada pela aglomerao

de pessoas com suas construes e atividades num determinado local, no qual revela uma

paisagem artificial acarretando em maiores alteraes no clima local (MENDONA e

MONTEIRO, 2003).

Os espaos urbanos se tornaram crescentes, e ao do homem se faz de maneira

intensa nas cidades por meio de suas atividades. Os contrastes do urbano com o campo se

tornaram evidentes, de maneira que o homem tomou conscincia que a atmosfera sobre a

cidade era sensivelmente diferente do campo, surgindo assim as primeiras impresses de

clima urbano, (MONTEIRO, 1976).

A preocupao com a qualidade do ambiente urbano do perodo da Revoluo

Industrial, devido ao estado de deteriorao dos aglomerados industriais desenvolvidos na

Inglaterra, Frana e Alemanha (BRANDO, 2003). O que significou o destaque para os

primeiros estudos documentados sobre o clima urbano realizado por Luke Howard em 1818

(1833), na cidade de Londres, no qual observou um excesso de calor artificial na cidade em

comparao ao campo, chegando a uma diferena de quase 2,2C. Na cidade de Paris, o

estudo de clima urbano tambm foi desenvolvido por Emilien Renou , no qual apresentou que

a cidade estava 1C mais quente do que seu campo circundante (BRANDO, 2001).

A literatura estrangeira apresenta farta bibliografia com destaque para os trabalhos de

Landsberg (1956) e Chandler (1965), considerados os clssicos no tema, embora a abordagem

22

seja mais meteorolgica do que geogrfica, sem relacionar os fenmenos meteorolgicos com

os ambientes urbanos (LOMBARDO, 1985; BRANDO, 2001).

Os estudos de clima urbano se multiplicaram e avanaram, em Viena com Wilhelm

Schmidt (1917, 1929) e nos Estados Unidos com Mitchell (1953, 1961). No Brasil, o destaque

foi ao gegrafo Carlos Augusto Figueiredo Monteiro na dcada de 1970, motivando para os

seguintes trabalhos: Tarifa (1977) na cidade de Marab-PA; Lombardo (1985) na cidade de

So Paulo; Brando (1987) no Rio de Janeiro; Mendona (1995) na cidade de Londrina;

Danni-Oliveira (2000) na cidade de Curitiba; Duarte (2000) na cidade de Cuiab; Coltri

(2006) na cidade de Piracicaba/SP.

Os fenmenos de ilhas de calor, poluio do ar e as inundaes constituem produtos

resultantes de alteraes no SCU, o que configura em uma mobilidade tmporo-espacial, tanto

vertical como lateral, onde a energia que entra no SCU incrementada pela produo de

energia antropognica resultantes das feies urbansticas constitui-se o estudo do clima

urbano, uma relao entre o homem e a natureza (BRANDO, 2003).

O clima urbano o clima de um dado espao terrestre e sua urbanizao, atravs de

um sistema clima urbano (SCU) que funciona como um sistema singular, aberto, evolutivo,

dinmico, adaptativo e passvel de auto-regulao que abrange um clima local (fato natural) e

a cidade (fato social) Monteiro (1976). O espao urbanizado constitui o ncleo do sistema que

mantm relaes ntimas com o ambiente regional, sendo uma articulao geogrfica entre o

local e o regional.

A viso sistmica do clima urbano, proposta por Monteiro (1976), oriunda da Teoria

Geral dos Sistemas de Bertalanfy (1950). O autor explica a preferncia pela teoria por ser

paradigmtica, com capacidade para revelar a essncia de um fenmeno de complexidade, no

sentido de compreender o funcionamento, o desempenho e a organizao.

A teoria abrange os aspectos da urbanizao como crescimento e cultura da populao,

economia e expanso das cidades, materiais empregados nas construes, verticalizao do

solo, conforto e bem estar do cidado, morfologia urbana, entre outros, Monteiro (1976).

Neste contexto, Mendona (2003, pg.177) esclarece que:

[...] o emprego da teoria dos sistemas, da noo de dinmica da atmosfera e das preocupaes de alguns climatlogos com a interao estabelecida entre a atmosfera, o stio (dimenso natural do ambiente urbano) e o fato urbano (materialidade humana), que o clima da cidade passou a ser enfocado de um ponto de vista mais holstico e numa dimenso evolutiva, originando os estudos de climas urbanos.

23

A Teoria do Sistema Clima Urbano (SCU) foi ordenada em graus de hierarquia

denominados de Canais de Percepo Humana proposto por Monteiro (1976), ajustados em

conjuntos, de modo a manter a associao intrinsecamente atmosfrica (composio,

comportamento e produo meterica) direcionados a percepo sensorial e comportamental

do habitante da cidade.

Os trs canais de Percepo Humana so classificados em: elementos

Termodinmicos, Fsico-Qumico e o Hidrometerico. O quadro 1 apresenta uma

caracterizao geral desses canais, podendo ser comparado entre eles.

QUADRO 1. Sistema Clima Urbano subsistemas dos canais de percepo humana Subsistemas/Canais

Caracterizao

I Termodinmico

II Fsico-Qumico

III Hidrometerico

Conforto Trmico Qualidade do ar Impacto meterico

Fonte

Atmosfera Radiao

Circulao horizontal

Atividade Urbana Veculos automotores

Indstrias Obras de Limpeza

Atmosfera Estados Especiais (desvios rtmicos)

Projeo Interao entre o Ncleo (espao urbanizado) com o Ambiente (regional ou

local)

Do ncleo (espao urbanizado) ao ambiente

(local ou regional)

Do ambiente (local ou regional) ao ncleo (espao urbanizado)

Desenvolvimento Contnuo

(permanente) Cumulativo (renovvel)

Episdico (eventual)

Observao Meteorolgica especial

(T. de Campo) Sanitria e Meteorolgica

especial Meteorolgica

sanitria e Infra-estrutura urbana

Correlaes disciplinares e tecnolgicas

Bioclimatologia Arquitetura Urbanismo

Engenharia Sanitria

Engenharia Sanitria e Infra-estrutura urbana

Produtos gerados Ilha de Calor

Ventilao Aumento de precipitao

nos centros urbanos

Poluio do ar Ataques Integridade Urbana

Efeitos diretos ao citadino e ao ambiente

Desconforto e reduo do desempenho humano

Problemas sanitrios Doenas respiratrias,

oftalmolgicas etc.

Problemas de circulao e

comunicao urbana

Reciclagem adaptativos (mitigao)

Controle do uso do solo (reas verdes)

Tecnologia de conforto habitacional (tipos de materiais urbansticos)

Vigilncia e controle dos agentes de poluio

Aperfeioamento da infra-estrutura urbana

e regularizao fluvial. Uso do solo

Responsabilidade dentro Sistema Clima

Urbano Natureza e Homem Homem Natureza

Fonte: Adaptao de Monteiro (1976)

24

Os dois primeiros canais do subsistema do SCU ocorrem com maior frequncia nas

grandes cidades, consequentemente, os mais estudados. O terceiro canal de ocorrncia maior

nas cidades tropicais o menos explorado, portanto o menos estudado (COLTRI, 2006).

Neste sentindo, o estudo do clima urbano em Porto Velho teve em sua proposta

metodolgica a Teoria do Clima Urbano de Monteiro (1976). O canal de percepo humana

de caracterizao do conforto trmico norteou os procedimentos adotados em todas as etapas

da presente pesquisa.

Com base nesse canal a pesquisa se desenvolveu atravs das cinco regies

denominadas da seguinte forma: a regio 1 o insumo que significa verificar as variaes

climticas e suas tendncias. A regio 2 a transformao consideradas as fontes

transformadoras nesse subsistema, o que vale ressaltar o uso e ocupao da terra, atravs da

densidade de vegetao. A regio 3 a produo, em resposta as modificaes da regio 2, o

que desencadeia por exemplo as Ilhas de Calor. Por conseguinte, a regio 4 tendo o aspecto

da percepo, ou seja, o subsistema sensorial que se d atravs do conforto trmico, em nvel

social. O quadro 2 representa as quatros regies mencionadas para anlise do clima urbano em

Porto Velho/RO.

QUADRO 2. Representao das regies de anlise do clima urbano para Porto Velho/RO

Fonte: Adaptado de Monteiro (1976)

2.1.2. Ilhas de calor e frescor

As ilhas de calor so formadas em reas urbanas e suburbanas, porque muitos

materiais de construo comuns absorvem e retm mais calor do sol, do que materiais naturais

em reas rurais menos urbanizadas. Esse aquecimento devido ao material ser impermevel e

estanque, no qual no h umidade disponvel para dissipar o calor. Outro fator a combinao

25

de materiais escuros de edifcios e pavimentos com configurao do tipo cnion1 que absorve

e armazena mais energia solar (GARTLAND, 2010).

O fenmeno de ilhas de calor mais verificado em ambientes urbanos, pois, os

diferentes padres de reflexo ou espalhamento da radiao solar (albedo), so altamente

dependentes dos materiais empregados na construo civil (BIAS et al. 2003). O albedo o

ndice de reflexo que ir sofrer variao conforme a cor do material ou da superfcie, assim,

dependendo do albedo, mais radiao ser absorvida e mais calor ser emitido pela superfcie

(materiais de cores escuras), conforme Figura 01.

FIGURA 01. Albedos dos materiais urbanos. Fonte: BIAS et al. 2003

Neste sentindo, vale ressaltar algumas das caractersticas das ilhas de calor (IC) com

base em Gartland (op. cit. pg.11):

a) Ao amanhecer a temperatura do ar geralmente menor igualando-se as temperaturas

das reas rurais, pois ao longo do dia as superfcies urbanas se aquecem e esquentam o ar

urbano. Assim, o efeito de ilha de calor maior e mais intenso noite, porque as superfcies

urbanas continuam a liberar calor diminuindo o arrefecimento durante o perodo noturno. Isso

depende das propriedades dos materiais urbanos, que varia de cidade para cidade. As cidades

so construdas com materiais que liberam calor mais rapidamente (solos secos e madeira)

atingem o pico de intensidade da ilha de calor logo aps o pr-do-sol, ao passo que cidades

construdas com materiais que liberam calor mais lentamente (concreto e rocha) podem

atingir seus picos somente aps o amanhecer. O armazenamento do calor nos materiais est

relacionado com a condutividade trmica e a capacidade calorfica, uma vez que a 1 O pavimento que se refere a todas as superfcies pavimentadas incluindo pista de rolamento, estacionamentos, caladas, vias para ciclistas, arruamentos, etc.

26

combinao dessas propriedades chamada de difusividade, e seus altos ndices significam as

temperaturas se manterem constantes com o tempo.

b) Outra caracterstica a destacar so as superfcies urbanas do tipo, coberturas e caladas,

sendo bem mais aquecidas pelo sol e suas temperaturas podem variar de 27C a 50C, durante

o dia, e noite o calor acumulado liberado. O que demonstra a importncia da vegetao

(rvores e gramas) nesses espaos como forma de manter o ambiente mais fresco.

c) Os efeitos de ilhas de calor intensas acontecem principalmente em dias calmos, claros e

com ventos brandos, no qual a liberao do calor acontece de maneira lenta. Isso se deve a

menor conveco do calor das superfcies para o ar.

No ambiente urbano a ilha de calor o resultado da produo de um stress trmico que

se persistente causa um desconforto trmico que ultrapassa os limites de tolerncia dos

habitantes (LOMBARDO, 1985).

Alm disso, os problemas de sade, as contas de energia so mais elevadas, por conta

do consumo de refrigeradores e a maior poluio existente nesse ambiente. Cereda & Costa

(2009) explica que a economia de energia pode ser avaliada com o uso de tinta refletiva,

exemplo em telhados com tinta de cor branca promovendo benefcio ecolgico associado a

reduo do consumo energtico.

O efeito contrrio das Ilhas de Calor so as ilhas de frescor. As ilhas de frescor so

caracterizadas por possurem temperatura do ar amena em relao s ilhas de calor. Elas

produzem um efeito osis na cidade, geralmente localizadas em lugares com abundncia em

vegetao, prximas a corpos dgua como igaraps, lagos ou em reas rurais, onde, esse

ambiente promove um conforto trmico ao citadino. Conforme Barbirato et al. (2007) a

vegetao tem menor capacidade e condutividade trmica do que os materiais de construo

presentes na cidade.

O termo ilhas de frio ou frescor pouco utilizado nos trabalhos de climatologia

urbana, e quando adotado se realiza a diferena do menor valor da temperatura do ar obtido

no ambiente urbano com o valor mensurado no meio rural, o que quase sempre essa diferena

negativa (MOURA et al. 2008).

2.1.3. Caractersticas climticas de Porto Velho

Porto Velho, RO apresenta caractersticas climticas variada, por estar situada em uma

regio que apresenta dois perodos climticos distintos e bem definidos. O perodo chuvoso

ocorre de outubro a abril e o perodo seco nos meses de junho, julho e agosto, sendo que os

meses de maio e setembro so perodos de transio. Assim, Santos Neto (2010) explica que a

27

estao chuvosa denominada de inverno amaznico e a estao seca de vero amaznico,

devido ao costume local e por associarem aos perodos secos e chuvosos sensao trmica.

O clima de Porto Velho recebe algumas denominaes quanto a sua classificao:

Kppen o apresenta como sendo do tipo Am (clima de mono com uma breve estao seca e

chuvas intensas no restante do ano); Nimer (1989) diz tratar-se de um clima quente mido

com trs meses secos do tipo tropical; J Mendona & Danni-Oliveira (2007) classificam-no

como um clima equatorial com sub-seca (trs meses secos), com influncia da mEc e da

ZCIT.

As caractersticas climticas iro variar de cidade para cidade, devido aos fatores

fisiogrficos que ir influenciar na formao e intensidade do fenmeno ilhas de calor,

consequentemente no conforto trmico.

2.1.4. Conforto trmico

O homem uma espcie homeotrmica, sendo seu organismo mantido a uma

temperatura interna sensivelmente, da ordem de 37C (FROTA e SHIFFER, 1988). Em caso

de alta temperatura corporal os principais mecanismos termorreguladores so a vasodilatao

e o suor, e quando em caso de baixa temperatura corporal ocorre a vasoconstrio, tiritar e

eriar de pelos (GOUVA, 2007).

O conceito de conforto trmico envolve a condio mental, satisfao do indivduo

com o seu ambiente trmico, como algo subjetivo (RORIZ, 2003). O conforto implica em

ndices que o ser humano sinta confortabilidade em decorrncia de condies trmicas

agradveis ao corpo, segundo Gomes e Amorim (2003). Essas definies so vlidas para o

ponto de vista humano, quanto ao ponto de vista ambiental, Nbrega e Lemos (2011)

explicam que cmodo o ambiente cujas condies admitam a manuteno da temperatura

corporal sem precisar ativar os mecanismos termo-reguladores, ou seja, necessria a

harmonia entre o organismo humano e o ambiente.

Os estudos de conforto trmico em ambientes internos so geralmente elaborados por

arquitetos, e quando se trata da anlise em ambientes externos, a avaliao dada pela

interao higrotrmica do indivduo e do ambiente. Monteiro e Alucci (2007) explicam que

Hipcrates, em 400 a.C., j havia descrito qualitativamente as principais variveis que

influenciam nessa interao, tais como, temperatura, umidade, ventos e radiao.

O estudo da temperatura do ar caracteriza as condies ambientais que pode

estabelecer aos seres vivos um nvel de conforto. De acordo com Repelli et al. (1998) a

28

sensao de conforto pode ser quantificado atravs de um ndice com dados de temperatura do

ar e umidade relativa, denominado de temperatura aparente ou ndice de conforto.

A presena da vegetao em ambientes urbanos tambm representa efeitos

amenizadores da temperatura. Gomes e Amorim (2003) afirmam que determinadas espcies

arbreas utilizadas na arborizao urbana reduzem os efeitos de radiao solar e oferecem

conforto trmico ao ambiente.

Nos centros urbanos as reas verdes so indispensveis na preveno de situaes de

desconforto, de gastos energticos com a climatizao de edifcios e do efeito urbano de ilha

de calor (BARBIRATO et al. 2007).

Estudo realizado na cidade de Porto Velho/RO em 2010 em duas unidades amostrais

diferentes revelou que a temperatura do ar no ponto com presena de vegetao foi menor em

at 5C, em relao ao ponto com ausncia de vegetao e a umidade relativa do ar

apresentou uma diferena de 3% a 6% entre um ponto e outro (TEJAS et al. 2011).

A arborizao urbana propicia ambientes de conforto trmico na urbe, por isso as

pesquisas so desenvolvidas atravs de diversos ndices de conforto trmico, que engloba o

efeito conjunto dos elementos meteorolgicos e do ambiente construdo.

Exemplos de ndices trmicos so:

a) ndice de Temperatura e Umidade (ITU) que visa definir zonas de conforto trmico

para pessoas e tambm para animais (OLIVEIRA et al. 2006);

b) ndice de Temperatura Efetiva, definida pela correlao entre as sensaes de conforto

e as condies de temperatura, umidade e velocidade do ar, a fim de concluir quais so as

condies de conforto trmico, considerado um ndice subjetivo (FROTA e SHIFFER, 1988);

c) ndice do calor (IC) um ndice que combina a temperatura e a umidade relativa do ar

para determinar uma temperatura aparente, que representa o quanto quente sentimos

realmente, alm disso, esse ndice foi elaborado a partir de medidas subjetivas de quanto calor

se sente para dados valores de temperatura e umidade relativa do ar, nas situaes em que as

temperaturas esto elevadas, estando pessoa sombra em condies de vento fraco

(NBREGA e LEMOS, 2011).

29

2.2. SENSORIAMENTO REMOTO E O ESTUDO DO CLIMA URBANO

2.2.1. Sensoriamento remoto

O sensoriamento remoto (SR) uma tcnica que utiliza sofisticados sensores para

medir a quantidade de energia eletromagntica que emana de um objeto ou rea geogrfica

distncia. O conceito mximo dessa prtica sugere a aquisio de informaes sobre um

objeto sem toc-lo, pois a energia do Sol ao incidir sobre a superfcie terrestre, absorve e

reflete ao sensor (satlite), em seguida captada e registrada por uma estao de recepo,

conforme (Figura 02).

FIGURA 02. Obteno de Imagens por sensoriamento remoto Fonte: INPE (2011)

A origem do termo sensoriamento remoto est relacionado ao surgimento da fotografia

area, que por um longo perodo foi estreitamente de uso militar. Florenzano (2007) afirma

que a primeira fotografia area foi tirada em 1856 de um balo. No ano de 1862, perodo de

guerra civil americana, o exrcito formado pelo corpo de balonistas, fez o reconhecimento das

tropas utilizando fotografias areas. Por consequncia, no ano de 1909, as fotografias j foram

tiradas de avies, intensificando-se na Primeira Guerra Mundial e na Segunda Guerra Mundial

houve um grande desenvolvimento da cincia sensoriamento remoto.

Em 1960, o grupo Office of Naval Research (ONR), introduzido por Evelyn Pruitt

discutiu o termo SR em um artigo no publicado, mas com os avanos das fotografias areas e

o lanamento de satlites, o grupo expandiu as pesquisas promovendo uma srie de simpsios

disseminando o conhecimento do sensoriamento remoto, Jensen (2009). Destaca ainda

30

Florenzano (2007) que os sensores foram desenvolvidos para fins de espionagem, e com o fim

do perodo Guerra Fria, muitos dos dados de segredo militar foram liberados para o uso civil.

Assim, a aquisio das imagens orbitais incentivou a construo de vrios satlites com o

objetivo de mapeamento e avaliao de recursos terrestres.

A energia utilizada em SR a transferncia de energia por radiao eletromagntica

(REM) que se propaga em forma de ondas eletromagnticas na velocidade da luz (300.000

km/s), medidos atravs da frequncia (Hz) e do comprimento de onda (m), assim

denominados de faixas de energia ou espectro eletromagntico, pois todo corpo com

temperatura superior a 0K (-273C) emite radiao eletromagntica como a gua, solo, rocha,

vegetao e a superfcie do Sol (NOVO, 2010) (Figura 03).

FIGURA 03. Espectro eletromagntico Fonte: INPE (2011)

O espectro eletromagntico dividido em regies de curto comprimento de onda como

os raios gama, raios x e os csmicos, considerados de alta frequncia, j os longos

comprimentos de ondas (ondas de rdio) so de baixa freqncia, logo, a frequncia

inversamente proporcional ao comprimento de onda. O maior destaque do espectro

eletromagntico so as faixas do visvel (0,4 - 0,77 m), onde o olho humano enxerga a

energia (luz) eletromagntica e outra o canal termal, faixa do infravermelho (0,77 - 15m),

denominados tambm de espectro ptico relacionados aos componentes de reflexo e refrao

sendo as lentes, os espelhos e os prismas (COLTRI, 2006).

31

Para obteno de dados, por meio dos sensores remotos necessrio uma fonte de

energia. Essa energia pode ser de origem natural (o Sol ou o calor emitido pela superfcie

terrestre) ou de uma fonte artificial (flash de uma mquina fotogrfica), assim registrado por

meio de imagens e armazenado em formatos digitais ou analgicos (FLORENZANO, 2007;

FITZ, 2008).

Neste sentindo, os sensores so classificados em ativos e passivos, segundo Jensen

(2009) e Florenzano (2007): os ativos possuem sua prpria energia, na regio de microondas

(faixa do espectro eletromagntico), o RADAR cobre o terreno com energia eletromagntica

gerado pelo prprio equipamento; os passivos necessitam de fonte de energia externa, no qual

os sensores (cmeras fotogrficas, de vdeo ou os scanners multiespectrais) captam e

registram a energia proveniente de um objeto ou rea, esses por sua vez localizam na faixa do

visvel e do infravermelho.

A informao que o sensor detecta gerada pelo fluxo radiante () de energia, que ao

deixar um corpo atinge um sensor. Essa energia transportada pela REM, sendo a capacidade

que a radiao tem de realizar trabalho. Jensen (2009) afirma que esse fluxo de energia dado

em watts (W) que chega (incidente) em comprimentos de onda e interage com o terreno,

possibilitando as informaes sobre a rea. Novo (2010) explica que o fluxo radiante ao ser

interceptado por uma superfcie dividido pela rea, fornecendo uma idia de densidade

mdia do fluxo radiante, denominado de Irradincia (E), expresso em (W.m-2).

J a radincia ( Jensen (2009) define como sendo a intensidade radiante por

unidade de rea-fonte projetada numa direo especfica e num ngulo slido especfico. Vale

ressaltar, a afirmao de Novo (2010, pg.57):

Embora a Irradincia seja afetada pela distncia entre a fonte e a superfcie, a Radincia no afetada pela distncia entre o sensor e o alvo. Este fato importante, porque em Sensoriamento Remoto, a grandeza radiomtrica medida por um grande nmero de sensores a Radincia. Isto permite admitir que, na ausncia de atenuao atmosfrica, a radincia do alvo na superfcie igual radincia registrada na imagem. Ou seja, a distncia entre o alvo e o sensor no altera o valor de radincia.

A tabela 01 resume as principais grandezas radiomtricas e fotomtricas encontradas

em sensoriamento remoto.

32

TABELA 01. Resumo das grandezas radiomtricas e fotomtricas bsicas em sensoriamento remoto Grandeza Smbolo Conceito

Energia Radiante Q Energia transportada em forma de ondas eletromagnticas ou ftons

Fluxo Radiante Taxa de variao de energia no tempo Irradincia E Fluxo incidente sobre uma superfcie por unidade

de rea Radincia L Intensidade Radiante por unidade de rea normal

fonte, numa dada direo Excitncia ou Emitncia M Fluxo deixando uma superfcie por unidade de

rea Emissividade Razo entre a excitncia de um material e a

excitncia do corpo negro Reflectncia Razo entre o fluxo refletido e o fluxo incidente

sobre a superfcie Fonte: NOVO (2010)

A camada da atmosfera contm gases, tais como gua, dixido de carbono, oxignio,

oznio e xido nitroso. A energia absorve esses gases quando se propaga at a superfcie

terrestre, chamadas de bandas de absoro. Jensen (2009) explica que na poro do visvel, a

atmosfera no absorve toda a energia incidente, mas transmite de maneira eficaz, denominada

de janelas atmosfricas, ou regies pelas quais a energia passa. Embora, existem reas no

espectro eletromagntico, conforme o autor, que absorve maior parte da energia

infravermelha, sendo as bandas de absoro ou de transparncia, tornando assim impossvel

fazer sensoriamento remoto ambiental nessas regies.

As imagens adquiridas por sensores remotos contm erros geomtricos e radiomtricos

oriundos por falhas instrumentais (posicionamento do satlite, movimentos da Terra,

curvatura da Terra, largura da faixa de imageamento) ou limitaes prprias do processo de

imageamento (NOVO 2010).

Quanto a correo dos efeitos atmosfricos existem vrios modelos tericos, embora

com limitaes tericas, que segundo Chen (1996) apud Novo (2010) em avaliao desses

mtodos para a Amaznia, chegou a concluso que os pressupostos tericos no so

aplicveis, ento o melhor no corrigir os dados, pois pode-se correr o risco de introduzir

mais erros ao conjunto de dados.

A presente pesquisa utiliza as imagens Landsat consideradas a mais antiga srie de

satlites em rbita, que datam do incio da dcada de 70 e, portanto, apresentam uma srie

temporal relativamente longa se comparados aos demais sistemas sensores existentes, tais

anlises so bastante comuns nos estudos de clima urbano, cujo foco conhecer o seu

principal fenmeno, a ilha de calor, Lucena et al. (2010).

33

A obteno do mapa trmico da cidade de Porto Velho/RO por meio da banda 6 do

satlite Landsat-5 (TM), no entanto Lucena et al. (2010) explica que a temperatura referente a

uma determinada banda de um sensor seja facilmente obtida, esta no determina de fato a

temperatura da superfcie, mas sim a temperatura de brilho, que corresponde intensidade de

radiao no topo da atmosfera, a qual influenciada pelos constituintes atmosfricos. O

presente estudo apresenta temperatura de superfcie com correo da emissividade pela base

do ndice de vegetao, mas sem correo atmosfrica.

A correo atmosfrica exige dados de parmetros atmosfricos como os de

radiossondagem, temperatura e umidade relativa do ar diria. Os dados de temperatura de

brilho so bastante utilizados nos estudos de clima urbano, que tem o papel simplesmente de

mapeamento da temperatura visando identificar a ilha de calor urbana. Vale ressaltar que esta

temperatura no representa de fato a temperatura da superfcie urbana, pois no leva em conta

a influencia atmosfrica e da superfcie (LUCENA et al. 2010).

2.2.2. Imagens de satlites

Os produtos do sensoriamento remoto variam de fotografias areas (preto e branco,

colorido, pancromtico e infravermelho); as imagens multiespectrais; imagens de radar a

imagens orbitais (COLTRI, 2006).

As fotografias e as imagens so representaes dos espaos vistos de cima, ou seja,

obtidas de uma viso vertical (a viso de um objeto visto do alto, de cima para baixo),

tambm denominada de nadir2, quando da viso oblqua (um objeto visto de cima e um pouco

do lado, como na janela de um avio) (FLORENZANO, 2007).

As imagens captadas pelos sensores eletrnicos so produzidas em preto e branco, que

apresenta uma quantidade de energia refletida pelos objetos, deste modo, a imagem digital

constituda por um conjunto de elementos (dgitos) sob um formato de grade (linha e coluna),

no qual cada grade possui uma coordenada espacial (x, y) (FLORENZANO, op. cit.; IBGE,

2001). Cada elemento desse conjunto est associado a um pixel, que indica uma intensidade

de radiao eletromagntica da rea da superfcie terrestre. A intensidade de luz refletida ou o

calor emitido representado por um valor inteiro, no-negativo e finito, chamado de nvel de

cinza (NC, ou digital number - ND) em tonalidades de cinza que variam do preto (nvel

mnimo) ao branco (nvel mximo) e que tambm se refere ao brilho do pixel (IBGE, 2001).

2 ponto diretamente abaixo do satlite ou plataforma.

34

Segundo Coltri (2006) em relao banda termal, os tons de cinza mais claros

correspondem maior temperatura da superfcie registrada pelo sensor, enquanto que os tons de

cinza mais escuros significam reas de menor temperatura.

De acordo com o IBGE (2001) a imagem digital tem uma funo bidimensional

constituda por uma matriz f (x, y), onde os valores de f so resultantes da intensidade (brilho)

dos materiais da rea correspondente ao pixel (coordenada x e y), que segundo Jensen (2009)

cada pixel na linha e na coluna da imagem tem um valor de brilho (BV) associado (Figura

04).

FIGURA 04. Sistema de Coordenadas de uma imagem digital. Fonte: Coltri (2006, p. 69).

2.2.3. Resoluo das imagens de satlite

O sensor ou cmera acoplado aos satlites foi projetado para fornecer um determinado

nvel de detalhe espacial, como a capacidade de enxergar ou distinguir os objetos da

superfcie terrestre que se refere resoluo (FLORENZANO, 2007; IBGE, 2001).

Assim, a resoluo pode ser classificada em espectral, espacial, radiomtrica e

temporal:

a) Resoluo Espectral: significa a capacidade de discriminar materiais em diferentes

faixas de comprimento de onda (denominados de bandas ou canais) no espectro

eletromagntico. Assim, quanto maior o nmero de canais espectrais maior a capacidade

discriminatria.

b) Resoluo Espacial: uma medida de menor separao angular ou linear entre dois

objetos (JENSEN, 2009). Por exemplo, o satlite Landsat-7 ETM+ (Enhanced Thematic

Mapper Plus) possui resoluo espacial de 30 metros para as suas 6 bandas multiespectrais, o

que vale dizer uma capacidade de distinguir objetos que medem, no terreno, 30 metros ou

35

mais. Vale ressaltar, que essa resoluo depende do campo de visada do sensor (Field of

View) e do campo de visada instantneo do ingls Instantaneous Field of View (IFOV)3.

c) Resoluo Radiomtrica: o nvel de cinza de uma imagem expresso por nmeros

digitais binrios (bits) (2n). Conforme Jensen (2009) uma alta resoluo radiomtrica,

aumenta a probabilidade de que os fenmenos sejam avaliados com maior exatido. Uma

resoluo de 8 bits (1 byte) representa 256 nveis (28 = 256). Por exemplo, o satlite Landsat-

4 e 5 TM (Thematic Mapper) registram dados em 8 (bits), ou seja, valores que variam de 0 a

255.

d) Resoluo Temporal: a frequncia de imageamento que um sensor realiza para uma

determinada rea, refere-se periodicidade ou repetitividade. Por exemplo, o Landsat- 4 e 5

(TM) possui ciclos de 16 dias e o SPOT de 26 dias.

2.2.4. A srie LANDSAT

O LANDSAT foi desenvolvido pela NASA (National Aeronautics and Space

Administration) e pelo Servio Geolgico conhecido como U.S. Geological Survey (USGS)

tendo como objetivo a realizao da cobertura quase que global da superfcie terrestre,

classificado na categoria de resoluo espacial intermediria (IBGE, 2001).

A princpio a misso foi denominada de Earth Resources Technology Satellite

(ERTS), que no ano de 1975 passou a ser chamada de Landsat. O lanamento do primeiro

satlite foi o Landsat-1 ou ERTS-1, aconteceu no ano de 1972, levando a bordo duas cmeras

a Return Beam Vidicom (RBV) e a Multispectral Scanner System (MSS), usadas tambm no

Landsat-2 (lanado em 1975) e no Landsat-3 (lanamento em 1978). As caractersticas da

cmera RBV eram de possuir imagens diurnas operando nas regies do visvel e do

infravermelho prximo (trs canais) e com uma resoluo espacial de 80 metros e temporal de

18 dias. A MSS possua a mesma resoluo espacial do sensor RBV, mas operava em quatro

canais, alm disso, com as verses desta cmera foi reduzido o tempo de revisita de 18 para

16 dias e sua resoluo radiomtrica passou de 6 bits (64 nveis) para 8 bits (256 nveis),

deixando de operar em 1995 a bordo do satlite Landsat-5 (EMBRAPA, 2009).

O Landsat-4 (lanado em 1982) e o Landsat-5 (lanado em 1984 e ativo at os dias de

hoje) carregavam a cmera MSS, e o acrscimo do sensor Thematic Mapper (TM),

possibilitando melhores resolues espacial, espectral, temporal e radiomtrica. Esse sensor

3 De acordo com Novo (2010, p.80) o IFOV o ngulo de visibilidade instantnea do sensor e determina a rea da superfcie terrestre que vista vista por ele. O tamanho da rea vista no terreno determinada pelo IFOV e pela distancia do sensor superfcie imageada.

36

opera em 7 canais espectrais, com uma resoluo espacial de 30 metros para as bandas 1 a 5 e

7, sendo que a banda 6 (10,4-12,5m) possui uma resoluo de 120 metros.

J o Landsat-6, lanado em 05 de outubro de 1993, carregava a bordo o sensor

Enhanced Thematic Mapper (ETM), melhor que o sensor TM, pois possua uma banda a mais

a 8 (pancromtica de 15 metros de resoluo), mas devido falha de colocao em rbita caiu

no mar. Assim, segundo Jensen (2009) o presidente dos Estados Unidos Bill Clinton, assinou

um decreto referente Poltica de Sensoriamento Remoto Terrestre autorizando a construo

do Landsat-7, sendo lanado em 15 de abril de 1999,que carregava a bordo um sensor um

pouco melhor que seu antecessor o Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+). O que

diferencia o Landsat-7 dos L-4 e L-5 a banda 6 (infravermelho termal) que tem uma

resoluo espacial de 60m e tambm uma banda pancromtica de 15m (0,52-0,90m). O

quadro 03 apresenta uma sntese das caractersticas dos Landsats:

QUADRO 03. Caractersticas do LANDSAT- 1 ao LANDSAT 7

Land Remote Sensing Satellite (Landsat)

Instituies Responsveis NASA (National Aeronautics and Space Administration ) e USGS (U.S. Geological Survey) Pas/Regio Estados Unidos (E.U.A)

Satlite LANDSAT 1

LANDSAT 2

LANDSAT 3

LANDSAT 4

LANDSAT 5

LANDSAT 6

LANDSAT 7

Lanamento 23/7/1972 22/1/1975 5/3/1978 16/7/1982 1/3/1984 5/10/1993 15/4/1999 Local de

Lanamento Vandenberg Air Force Base

Veculo Lanador

Delta 900 Delta 2910 Delta 2910 Delta 3920 Delta 3920 Titan II Delta-II

Situao Atual

Inativo (06/01/1978)

Inativo (25/02/1982)

Inativo (31/03/1983)

Inativo (1993)

Ativo Inativo

(05/10/1993) Inativo (2003)

rbita Polar, heliossncrona Altitude 917 km 917 km 917 km 705 km 705 km 705 km 705 km

Inclinao 99,2 99,2 99,2 98,2 98,2 98,2 98,2 Tempo de Durao

da rbita

103,3 min 103,3 min 103,3 min 99 min 99 min 98,9 min 98,9 min

Horrio de Passagem

9h30 Manh

9h30 Manh

9h30 Manh

9h45 Manh

9h45 manh

10h00 Manh

10h00 manh

Perodo de Revisita

18 dias 18 dias 18 dias 16 dias 16 dias 16 dias 16 dias

Tempo de Vida

Projetado 1 ano 1 ano 1 ano 3 anos 3 anos s.d. 5 anos

Instrumentos Sensores RBV e MSS RBV e MSS RBV e MSS MSS e TM MSS e TM ETM ETM+

Fonte: Embrapa monitoramento por satlite. Sistemas Orbitais de Monitoramento e Gesto Territorial. Campinas: Embrapa Monitoramento por Satlite, 2009. Disponvel em: . Acesso em: 19 jul. 2011.

37

2.2.5. O infra vermelho termal

Como todo objeto do mundo real a uma temperatura de 0k (-273C, 16C) apresenta

calor cintico e que ao ser convertido em energia radiante emite REM possvel o uso da

tecnologia em sensoriamento remoto (JENSEN, 2009).

Coltri (2006) explica que os satlites com sensor infravermelho termal mensuram a

radiao do topo da atmosfera e esses dados podem ser convertidos em temperatura aparente

da superfcie (land surface temperature LST), estimadas segundo a Lei de Planck.

No ano de 1900, Max Planck realizou experimentos com corpos negros (Black Body).

Esses corpos so uma esfera oca mantida a uma temperatura de superfcie uniforme. Por

exemplo, a Terra pode ser considerada como um corpo negro com temperatura equivalente a

300 K (NOVO, 2010). A lei de Planck estabelece que quanto maior a temperatura de um dado

comprimento de onda, maior a quantidade de energia emitida por um corpo negro (Black

Body).

Anjos et al. (2002) explica que a deteco das temperaturas de superfcie realizada

pela banda 6 (faixa do infravermelho termal 10,4m a 12,4m), no qual o sensor registra o

fluxo de energia emitido dos alvos terrestres, possibilitando a aquisio da temperatura dos

mesmos.

Outro aspecto a ser considerado no estudo da faixa do infravermelho termal a

emissividade, que vai depender do tipo de material e do comprimento de onda. Jensen (2009)

explica que o mundo no composto de corpos negros radiadores, e sim por corpos que

radiam seletivamente, sendo a rocha, solo, vegetao e gua, que emitem uma certa proporo

da energia de um corpo negro mesma temperatura.

Assim, o estudo da emissividade se torna relevante, pelo fato que dois objetos que

estejam prximos um ao outro no terreno podem ter a mesma temperatura cintica verdadeira,

mas com diferentes temperaturas aparentes quando medidas por sensoriamento remoto, sua

emissividade diferente, Jensen (2009).

2.2.6. O uso do sensoriamento remoto para a deteco de anomalias trmicas

As tcnicas so variadas para o estudo de clima urbano, principalmente, na

identificao de anomalias trmicas. Esses estudos podem ser realizados por mini-abrigos

meteorolgicos, ou usando equipamentos de temperatura e umidade do ar em transectos

mveis, e outra possibilidade o emprego de imagens de satlites para aferio de

temperatura do ar do alvo da superfcie terrestre.

38

As anomalias trmicas podem ser ocasionadas pelo efeito da ilha de calor (IC) que

esto relacionadas ao aumento de temperatura do ar, atuantes em pontos da cidade com maior

urbanizao, do que em reas rurais, por exemplo.

Neste sentindo destacam-se alguns estudos de clima urbano utilizando tcnicas de

sensoriamento remoto:

a) Nos anos 80, Lombardo (1985) elaborou um estudo da formao da ilha de calor na

cidade de So Paulo, utilizando imagens de satlite (NOAA, Landsat) para anlise das

condies trmicas e o uso e ocupao da terra, tornando-se referncia para os prximos

estudos no Brasil.

b) Assim, cerca de dez anos aps o estudo de Lombardo (1985), Mendona utilizou

imagem Landsat (TM) para verificao do campo trmico urbano na cidade de Londrina.

Outro trabalho utilizando a imagem Landsat para identificao do campo trmico foi

realizado por Collishon na regio metropolitana de Porto Alegre (MENDONA e

MONTEIRO, 2003).

c) Anjos; Lopes e Marcelino (2002) realizaram um estudo de ilhas de calor na cidade

de Manaus/AM, por meio das imagens de satlites Landsat-5 (TM). A imagem do ano de

1989, processada no software SPRING (Sistema de Processamento de Imagem

Georreferenciados - verso 3.5.1) desenvolvidos nos aplicativos Impima e no LEGAL

(Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algbrico). Conforme os autores, o estudo

apresentou resultados satisfatrios, estimando com preciso as temperaturas da superfcie da

cidade de Manaus.

d) Castro (2010) desenvolveu um estudo em Belm/PA com imagens do Landsat-5

(TM) dos anos de 1997 e 2008, no qual detectou um aumento das ilhas de calor no ano de

2008 em relao ao ano de 1997, devido ao aumento da expanso urbana concomitante

retirada da cobertura vegetal.

Neste sentido, o fenmeno ilhas de calor ocasionado pelo processo de ocupao e o

desenvolvimento de grandes cidades. Esse processo ocorre a partir de uma mobilidade

tmporo-espacial, logo as imagens de satlites podem auxiliar na compreenso do processo de

organizao e transformao do espao. O sensoriamento remoto uma importante

ferramenta para fins de monitoramento e quantificao de reas de modo a contribuir para os

estudos ambientais em reas urbanas.

Portanto, a presente pesquisa realiza um estudo de anlise espao-temporal da

densidade de cobertura vegetal e das anomalias trmicas encontradas atravs das imagens de

satlites Landsat-5 (TM) dos anos de 1985, 1995, 2006 e 2011, adaptado ao Sistema Clima

39

Urbano, com as regies de anlise (insumo, transformao, produo e percepo), de modo a

subsidiar os estudos urbansticos, em Porto Velho no que tange o conforto trmico.

40

3.1. CARACTERSTICAS: HISTRICO TERRITORIAL E FISIOGRFICA DO

MUNICPIO DE PORTO VELHO, RO

A cidade tem sua origem no ano de 1907, com a construo da estao inicial da

ferrovia da Estrada de Ferro Madeira Mamor4 (EFMM). Porto Velho passou por vrios

momentos de surtos migratrios advindos da explorao da borracha, da cassiterita, do ouro e,

quando o Estado foi elevado categoria de Territrio, a capital passou a concentrar os

servios administrativos. Como bem explica Nascimento (2009), a cpula do governo

instalada, concentrando uma gama de servios como bancos, postos de sade e

estabelecimentos de ensino. Essas heranas deixadas pelos ciclos econmicos promoveram

um processo de urbanizao intenso que permanece at os dias atuais, frutos das estratgias de

segurana nacional e de resoluo de problemas sociais no nordeste e sul/sudeste do pas.

Atualmente, Porto Velho passa por mais um ciclo econmico, e tambm social e

cultural, devido construo e instalao de duas hidroeltricas no rio Madeira (Santo

Antnio e Jirau) que devero garantir a produo de energia para o Brasil. As obras fazem

parte do PAC (Programa de Acelerao do Crescimento) do Governo Federal. A populao

do municpio de Porto de Velho, de 1980 a 2010, em urbana e rural (Grfico 01).

GRFICO 1. Populao de Porto Velho/RO perodo de 1980 a 2010 Fonte: IBGE, SIDRA

4 O Tratado de Petrpolis, em 1903, um acordo entre Brasil e Bolvia. A Bolvia renunciava o direito sobre o territrio (atual estado do Acre), atravs do pagamento por parte do Brasil de 2.000.000 de libras esterlinas, alm disso, obrigava ao Brasil a construir uma ferrovia que contornasse o trecho encachoeirado do rio Madeira, com os extremos Santo Antnio no rio Madeira e Guajar-Mirim no rio Mamor at vila Murtinho, prximo a confluncia do rio Beni com o rio Mamor, para facilitar o transporte de mercadorias Villa Bella (Bolvia) (NASCIMENTO (2009) apud TEIXEIRA; FONSECA (2002).

CAPTULO 3. REA DE ESTUDO

31.20456.394 55.913 61.089

35.544

103.417

228.745238.314

273.496

391.014

20.000

70.000

120.000

170.000

220.000

270.000

320.000

370.000

420.000

1980 1991 1996 2000 2010

Pop

ula

o

Populao de Porto Velho - 1980 a 2010

Rural Urbana

41

Os efeitos do aumento da populao urbana constituem na transformao espacial,

realizada na diminuio de reas verdes, alm do aumento das construes horizontais e

verticais, parques quase sem arborizao, estacionamentos, sistema virio, entre outros,

construdos com diferentes materiais que absorvem mais radiao solar incrementando o

fenmeno da ilha de calor.

Porto Velho, capital do estado de Rondnia, situada na Amaznia Meridional, possui

uma rea urbana de 116,90 km (PORTO VELHO, 2008). A sua configurao atual encontra-

se subdividida em 04 zonas, partindo da zona central composta pelo primeiro ncleo de

ocupao temos a zona norte, sul e leste. Como a cidade surgiu s margens do Rio Madeira

esse foi o ponto de partida para o avano da ocupao urbana da cidade. A zona central o

ncleo de ocupao inicial que parte, a Oeste das margens do Rio Madeira e seguem at a

Avenida Guapor a Leste, ao Norte, delimitada pela Avenida Costa e Silva e ao Sul pelo BR-

364. A zona Norte que segue do sul pela Avenida Costa e Silva que d acesso ao porto e a

balsa que permitem a travessia do rio Madeira. E a zona Leste limita-se com a zona central a

Oeste e ao Sul com a BR-364. J a zona Sul trata-se da poro separada da zona central pela

BR-364, Figura 05.

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