1. Zoneamento da Variabilidade Temporal da Precipitao na Amrica do Sul der Leandro Bayer Maier 1 Sandra Barreira 2 Jefferson Cardia Simes 1 1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS/DGeo eder.maier@ufrgs.br jefferson.simoes@ufrgs.br 2 Servio de Hidrografia Naval da Armada Argentina SHN barreira.sandra@gmail.com Resumo A precipitao a principal fonte de gua para os ecossistemas continentais, consequentemente, a produtividade primaria vulnervel as alteraes dessa varivel. Frente a isso, pretende-se contribuir para a compreenso da variabilidade da precipitao sobre a Amrica do Sul apresentando um zoneamento das anomalias mensais e discusses sobre o tema. Para tanto se utilizou dados mensais da precipitao observados em 890 estaes meteorolgicas entre janeiro de 1979 a dezembro de 2008, dessas amostras foram subtradas as mdias mensais originando as anomalias. O zoneamento das sries anmalas foi realizado por meio da Anlise das Componentes Principais no modo de agrupamento espacial de sries temporais, o que possibilitou a identificao de oito zonas que apresentam comportamento anmalo semelhante.Entre as quais, trs zonas possuem variabilidade temporal fortemente influenciada pelo fenmeno El NioOscilao Sul (ENSO), visto que a periodicidade de recorrncia das anomalias de 60 meses e concomitante a formao do El Nio e La Nia, essas zonas abrangem o nordeste brasileiro, a rea central da floresta Amaznica e a regio Sul do Brasil. Nas demais zonas, a variabilidade temporal da precipitao controlada parcialmente pelo fenmeno ENSO e por fatores locais ou de mesoescala como, por exemplo, a zona que representa o altiplano boliviano e a zona que abrange parte do centro oeste e sudeste do Brasil. Para finalizar, destaca-se a importncia das pesquisas de macro escala para melhorar a gesto ambiental das grandes bacias hidrogrficas da Amrica do Sul. Palavras chave: clima, componentes principais e zoneamento. Abstract XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. The precipitation is the main source of water for continental ecosystems, therefore, the primary productivity is vulnerable to changes in this variable. Thereupon, we intend contribute for understanding of rainfall variability over South America presenting a zoning the anomalous rainfall and discussions. For that we used monthly data the precipitation observed at 890 meteorological stations between january 1979 and december 2008, of these samples were subtracted from the monthly means making the anomalies. The zoning of anomalous series was executed by Principal Component Analysis (Mode S) spatial clustering mode the time series, which allowed the identification of eight zones that possessing variability similar, being that, three zones have temporal variability strongly influenced by El NioSouthern Oscillation phenomenon (ENSO), since the frequency of recurrence of the anomalies is 60 months and the concomitant formation with the El Nio and La Nia, these three zones are located about the Brazilian northeast, the central area of the forest Amazon and the southern region Brazil. In other zones, the temporal variability of precipitation is partly controlled by ENSO and by local factors or mesoscale, such as the zone that represents the Bolivian highlands and the zone it covers part of the midwest and southeastern Brazil. Finally, we emphasize the importance of macro-scale research to improve the environmental management of large river basins of South America. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 1

2. Keywords: climate, principal component and zoning. 1. Introduo A produo de alimentos vulnervel a variabilidade climtica, principalmente as alteraes interanuais da recarga hdrica sobre os cSontinentes. Mas um planejamento ambiental eficiente pode minimizar os impactos ambientais da variabilidade climtica, sendo assim, a compreenso dos sistemas ambientais torna- se fundamental para a gesto integrada que vise o desenvolvimento sustentvel(Santos, 2004). Ao longo do sculo passado as diversas paisagens da Amrica do Sul foram se especializando na produo de gros como, por exemplo, o cultivo de trigo na regio extratropical ede milho na regio tropical, explorando as aptides de cada sistema ambiental. Mas a vulnerabilidade frente variabilidade da precipitao permanece ao longo do tempo, constituindo um dos principais fatores que impactam a produo de alimento (Cunha, 1999 e Bergamaschi, et al. 2004). Nesse sentido, pretende-se apresentar um zoneamento das anomalias da precipitao sobre a Amrica do Sul a fim de criar subsdios para a compreenso da variabilidade temporal da recarga hdrica sobre o continente. Bem como, discutir alguns aspectos da variabilidade temporal da precipitao que podem afetar o uso da terra e auxiliar os planejadores ambientais na tarefa da gesto dos recursos naturais. Se tratando da precipitao sobre a Amrica do Sul, os altos ndices pluviomtricos concentram-se na regio tropical, exceto sobre o nordeste brasileiro e o altiplano boliviano, alm disso, no inverno austral h uma diminuio da precipitao na vasta rea interiorana do continente (Strahler e Strahler, 1996). Essa reduo sazonal da precipitao origina-se das alteraes dos ventos em baixos nveis que transportam umidade do Oceano Atlntico para o interior do continente, para exemplificar, no vero o maior aquecimento do continente em relao aos oceanos favorecea formao dos ventos mononicosque transportar a umidade evaporada em latitudes equatoriais at a regio subtropical, mas no inverno o resfriamento continental inibe o transporte de umidade para interior originando um perodo de trs meses com poucas chuvas (Zhou e Lau, 1998). Na regio extratropical a precipitao anual em torno de mil milmetros e bem distribuda ao longo do ano, isso ocorre pela alternncia temporal do sistema monnico e dos sistemas frontais. No entanto a combinao da continentalidade com os impactos da barreira orogrfica da Cordilheira dos Andes origina um dos climas mais secos da Amrica do Sul, o clima subtropical seco, que abrange reas da Argentina e do Chile (Strahler e Strahler, 1996). Mas frequentemente ocorrem perturbaes dos sistemas atmosfricos originando anomalias negativas e positivas da precipitao. Na Amrica do Sul, essas perturbaes so causadas principalmente pelo fenmeno ENSO que pode originar intensa seca na Amaznia e chuvas acima da mdia com a ocorrncia do El Nio e vice versa com a La Nia com frequncia temporal entre 1,5 a 7 anos (Oliveira, 1999). XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Na sequncia do trabalho so apresentados os bancos de dados utilizados e a tcnica estatstica utilizada para o zoneamento das anomalias da precipitao, bem EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 2 3. como, mostrado a distribuio espao-temporal das mdias climticas da precipitao sobre a Amrica dos Sul e zoneamento das anomalias. 2. Metodologia Utilizou-se dados mensais da precipitao de trinta anos, entre janeiro de 1979 dezembro de 2008, observados em 890 estaes meteorolgicas (Figura 1A) mantidas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (Brasil), pela Agncia Nacional das guas (Brasil), pelo Servio Nacional de Meteorologia e Hidrografia (Bolvia), pelo Servio Nacional de Meteorologia (Argentina), Departamento de Servios Meteorolgicos (Paraguai) e pelo Departamento Nacional de Meteorologia (Uruguai). A fim de complementar as sries observadas foram integrados bancos de dados estimados por modelagem numrica (Reanlise), por tratamento estatstico de imagens de satlites (ClimatePrediction Center - MergedAnalysisofPrecipitation - CMAP) e pela compilao e interpolao de dados observados (Universidade de Delaware). Maiores informaes sobre os bancos de dados estimados podem ser encontrados em: Kistler. (2001), Huffmanet al. (1997) e Matsuura e Willmott (2009). Segundo Compagnucci e Richman (2007) a tcnica estatstica deAnlise das Componentes Principais eficiente para zoneamento de sries temporais que possuem variabilidade temporal semelhante, porm a heterogeneidade espacial das observaes uma limitao. Por isso se construiu uma grade equiespaada (Figura 1B) contendo os dados observados, onde cada ponto da grade est centrado em uma rea de 12321 quilmetros quadrados (~2o de latitude e longitude) e contm uma srie temporal de trinta anos obtida pela mdia das observaes realizadas dentro do espao que o ponto representa. Figura 1: Distribuio espacial das estaes meteorolgicas brasileiras, bolivianas, argentinas, paraguaias e uruguaias (A) e grade equiespaada (B). XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Para maximizar as alteraes na distribuio espao-temporal da precipitao causadas por fenmenos que no so sazonais, as mdias climticas foram subtradas das amostras, originado as sries anmalas. Essas, por sua vez, foram zoneadas por meio da Anlise das Componentes Principais no modo de agrupamento espacial de sries temporais (Modo S), sendo que a operacionalizao baseia-se nas seguintes aes: mensurar o ndice de correlao entre as sries EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 3 4. anmalas, estimar as Componentes Principais (CP) por regresso linear e mensurar o ndice de correlao entre as CP e as sries anmalas (Richman, 1986 e Compagnucci e Richman, 2007). As zonas foram definidas quando R|0,4| e para cada zona foi selecionada uma srie temporal das anomalias da precipitao que representa avariabilidade temporal da respectiva rea e para finalizar, essas sries temporais foram submetidas Anlise Espectral a fim de identificar os ciclos repetitivos (Duhamel eVetterli, 1990). 3. Resultados Constata-se que a regio tropical a que recebe os maiores volumes acumulados de precipitao e que possui um ciclo sazonal bem marcado concentrando as intensas chuvas no vero do respectivo hemisfrio, nessa regio tambm h duas reas ridas, uma sobre o nordeste brasileiro e outra sobre o altiplano boliviano.Na regio extratropical, as chuvas mensais so de aproximadamente 100 milmetros e apresentam uma boa distribuio temporal (Figura 2 A). No entanto a discusso central desse trabalho baseia-se na anlise dos valores acima ou abaixo da mdia mensal (anomalias), visto que essas sries podem representar com maior fidedignidade os perodos em que os sistemas ambientais passam por grande estresse pela falta ou excesso de chuvas. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Figura 2: Mdias mensais da precipitao (A) e zonas em que as sries temporais anmalas possuem variabilidade semelhante (B). Comparando as series anmalas por meio da Anlise das Componentes Principais se identificou oito zonas em que a variabilidade temporal da precipitao Z Z Z4 Z Z Z Z A) B) Z EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 4 5. semelhante (Figura 2B). E para representar a variabilidade temporal de cada zona foi selecionada uma srie com valores anmalos no ncleo da rea zoneada (Figura 3). As Zonas 1 e 2 apresentam as anomalias com maior magnitude no vero, porm alteraes na circulao atmosfrica global podem afetar o regime hdrico de at dois anos como, por exemplo, a seca no perodo entre 1982 e 1983. Nessas situaes, as anomalias de maior magnitude so decorrentes dos impactos do fenmeno ENSO, o qual altera os volumes precipitado em um ano hidrolgico. No caso do El Nio, observado seca nas zonas 1 e 2 e no caso da La Nia predomina a ocorrncia de chuvas acima da mdia mensal. Corroborando com essa ideia, constata-se na anlise espectral que a maior potncia espectral ocorre na frequncia de 60 meses, perodo semelhante da recorrncia do fenmeno ENSO,porm a zona 1 mais afetada por esse fenmeno. O fenmeno ENSO nem sempre altera o volume precipitado em um ano hidrolgico, pois tambm pode adiantar ou retardar o perodo de chuvas sem causar grandes alteraes nos volumes precipitados anualmente, exemplo disso, o adiantamento das precipitaes do vero de 1989/1990 na zona 3 pela ocorrncia da La Nia. Consequentemente, as perturbaes geram ciclos anmalos de alta frequncia (aproximadamente 6 meses) e evidencias de que no h predomnio de algum ciclo temporal. A zona 4 abrange uma das reas da Amrica do Sul que possui maior densidade demogrfica, o sudeste brasileiro, onde a variabilidade da precipitao pode ser em funo do adiantamento/retardamento da estao chuvosa ou pela alterao do volume precipitado na estao chuvosa, sendo que a ocorrncia do EL Nio pode atrasar o inicio das chuvas ou causar secas e a La Nia vice versa. Essa diversidade dos impactos do fenmeno ENSO e a interdependncia da precipitao com fatores ambientais locais geram ciclos de baixa frequncia, conforme identificado pela anlise espectral. A zona 5 apresenta a melhor distribuio temporal da precipitao, com anomalias de inferiores 60 por cento das mdias mensais e com fraca influncia do fenmeno ENSO, tornado essa rea menos vulnervel a grandes estresse hdrico em um ano hidrolgico. Por apresentar uma estao seca (inverno) as maiores anomalias concentram-se no vero, porm no h longos perodos com anomalias positivas ou negativas. Adicionalmente, na anlise espectral constata-se que as maiores potncias espectrais ocorrem na frequncia entre 5 meses e 3 meses, o indica que so fatores ambientais locais ou regionais que predominam no controle das anomalias da precipitao. As zonas 6 e 7 abrangem a poro sul da rea analisada, distinguindo o planalto (zona 6) dos campos sulinos (zona 7). Sobre o planalto a variabilidade temporal da precipitao bem maior do que nas pradarias, pois o ciclo hidrolgico pode ser afetado por at dois anos por causa dos fortes impactosdo fenmeno ENSO. Corroborando com a ideia de que o fenmeno ENSO, na anlise espectral da srie temporal da zona 6pode se observar que a mxima potnciaespectral ocorre na frequncia de 60 meses. Em contra partida, a zona 7 afetada apenas por fenmenos ENSO intensos, os quais so capazes de alterar o regime hdrico drasticamente porm com menor EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 5 6. frequncia temporal, exemplos disso,so a enchente no vero de 1998 causada pelo El Nio e a seca de 1999 originada pela La Nia. A zona 8 abrange o altiplano boliviano, uma das regies mais secas da Amrica do Sul, consequentemente, as anomalias possuem as menores magnitudes, mas pode significar uma mudana drstica no regime hidrolgico da regio. Nessa rea, a variabilidade temporal das anomalias controlada predominantemente por mecanismos locais, alm disso, o fenmeno ENSO possui pouca eficincia de alterar o regime hdrico de um ano, mas pode causar alteraes em uma estao sazonal ou antecipar/retrasar a estao chuvosa. Visto isso, destaca-se que o fenmeno ENSO o principal perturbador dos sistemas atmosfricos que origina as anomalias negativas e positivas da precipitao sobre a Amrica do Sul, sendo que zona 1 (nordeste brasileiro), zona 2 (floresta amaznica) e a zona 6 (regio sul do Brasil) so as reas mais afetadas pelos impactos. No entanto, as anomalias negativas na precipitao sobre o nordeste brasileiro pode gerar grande estresse nos sistemas ambientais, visto que essa regio recebe naturalmente pouca recarga hdrica pelas chuvas. Na Amaznia, as secas prolongadas podem prejudicar na navegabilidade dos rios e comprometer os ecossistemas que so adaptados a constantes alagamentos, bem como, os empreendimentos agropastoris nas bordas desse ecossistema podem tornar-se insustentveis pela combinao da subtrao da floresta, solos empobrecidos de nutrientes e alta variabilidade temporal da precipitao. Em contra partida, a zona 5 apresenta menor variabilidade temporal da precipitao, favorecendo a gesto ambiental de empreendimentos que possam utilizar os recursos hdricos de forma sustentvel. No entanto, essa rea j esta sendo explorada demasiadamente resultando na subtrao do cerrado. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 6 7. Zona 1 Anomalia (mm) Potnciaespectral (y) perodo em meses(x) Zona 2 Anomalia (mm) Potnciaespectral (y) perodo em meses(x) Zona 3 Anomalia (mm) Potnciaespectral (y) perodo em meses(x) Zona 4 Anomalia (mm) Potnciaespectral (y) perodo em meses(x) Zona 5 Anomalia (mm) Potncia espectral (y) perodo em meses(x) Zona 6 Anomalia (mm) Potncia espectral (y) perodo em meses(x) Zona 7 Anomalia (mm) Potncia espectral (y) perodo em meses(x) Zona 8 Anomalia (mm) Potncia espectral (y) perodo em meses(x) XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Figura 3: Anomalias mensais das oito zonas e a anlise espectral da respectiva srie temporal. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 7 8. 4. Consideraes Finais O zoneamento das sriesanmalas da precipitao pode contribuir para a compreenso da variabilidade climtica da Amrica do Sul e assim auxiliar no planejamento ambiental integrado que vise a sustentabilidade da atividades antrpicasque exploram os recursos naturais a fim de suprir as necessidades sociais. Se tratando da distribuio da precipitao sobre a Amrica do Sul, existem trs zonas em que o fenmeno ENSOpredomina no controle das anomalais negativas e positivas, q ue so: o nordeste brasileiro, a rea central da floresta Amaznica e a regio sul do Brasil. Nas demais zonas, as anomalais negativas e positivas so controladas parcialmente pelo fenmeno ENSO e por fatores locais e de mesoescala. Para finalizar, destaca-se a importncia das pesquisas sobre a variabilidade espacial e temporal da precipitao em escala continental, tendo em vista a necessidade de uma gesto ambiental integrada que preserve os diversos ecossitemas contidos nas grande bacias hidrograficas da Amrica do Sul. 5. Agradecimentos A CAPES pela concesso da bolsa DS e doutorado sanduiche e ao Instituto Nacional de Meteorologia (INMET - Brasil), a Agncia Nacional das guas (ANA - Brasil), ao Servio Nacional de Meteorologia e Hidrografia (Bolvia), ao Servio Nacional de Meteorologia (Argentina), ao Departamento de Servios Meteorolgicos (Paraguai), ao Departamento Nacional de Meteorologia (Uruguai), a Universidade de Delaware e ao National Centers for Environmental Prediction (NCEP Estados Unidos) pelo fornecimento dos dados. Referncias Bibliogrficas Bergamaschi, H.;Dalmago, G. A.; Bianchi, C. A. M.; Mller, A. G.;Comiran, F. eHeckler, B. M. M. Distribuio hdrica no perodo crtico do milho e produo de gros.Pesquisa agropecuria brasileira, Braslia, v.39, n.9, p.831-839, 2004. Compagnuccia, R. H. e Richman, M. B. Can principal component analysis provide atmospheric circulation or teleconnection patterns? International Journal of Climatology. V. 28, P. 703726, 2007. Duhamel, P. e Vetterli, M. "Fast Fourier Transforms: A Tutorial Review and a State of the Art". Signal Processing, V. 19, P. 259-299, 1990. Huffman, G. J. The Global Precipitation Climatology Project (GPCP) combined data set. Bull. Amer. Meteor. Soc., V. 78, P. 5-20, 1997. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Kistler, R. The NCEP-NCAR 50-Year Reanalysis: Monthly Means CD-ROM and Documentation. Bull. Amer. Meteor. Soc., V. 82, P. 247-267, 2001. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 8 9. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Matsuura, K. e Willmott, C. J. 2009.Terrestrial Precipitation: 1900-2008 Gridded Monthly Time Series. Center for ClimaticResearch, Departamento de Geografia, Universidade de Delaware. http://climate.geog.udel.edu/ climate/ (acessado em 11/2012). Oliveira, G. S. El Nio e voc: o fenmeno climtico. Editora Transtec, So Jos dos Campos, 1999, P. 110. Richman M. B. Rotation of principal components. InternationalJournal of ClimatologyV. 6, P. 293 335, 1986. Santos, R. F. Planejamento ambiental: teoria e prtica. Editora: Oficina de Textos, So Paulo, 2004, 184 p. Strahler, A. e Strahler, A. Introducing physical geography.EditoraJohn Wiley & Sons. Nova York, 1996 P. 360. Zhou, J.e Lau, K.M. 1998. Does a Monsoon Climate Exist over South America? Journalofclimate. V. 11, P. 1020-1040, 1998. 9 10. Anlise da Ocorrncia Sazonal e Horria das Precipitaes no Municpio de Caraguatatuba, SP Denise Dias dos Santos Emerson Galvani Graduanda em Geografia, FFLCH/USP, bolsista de iniciao cientfica PIBIC/CNPq. denise.dias.santos@usp.br Professor Doutor do Departamento de Geografia, FFLCH/USP. egalvani@usp.br Resumo O municpio de Caraguatatuba, localizado no Litoral Norte paulista, possui um regime de chuvas peculiar influenciado pela sua latitude, alta umidade provocada pelo oceano e pelo efeito orogrfico caracterstico do relevo local. A intensidade das precipitaes podem variar de acordo com os dias, as horas e a sazonalidade. O presente trabalho busca verificar a ocorrncia horria e sazonal das precipitaes no municpio, no perodo de 2007 a 2011, utilizando como base os dados fornecidos pelo Sistema Nacional de Dados Ambientais (SINDA/INPE). De acordo com as anlises da precipitao acumulada, durante o vero as chuvas ocorrem a partir das 15 horas, com aumento gradativo durante a noite e diminuio no incio da madrugada. No outono, os maiores valores de precipitao ocorrem no intervalo das 18h01min s 20h59min, quando h uma leve diminuio at s 23h59, seguido de aumento at s 02h59, quando h nova reduo no decorrer da madrugada e pela manh. Os valores percentuais de chuva no inverno pela manh so inversos aos valores anuais; 30,36% da precipitao ocorre das 06h01min s 11h56min, enquanto somente 18,7% da precipitao anual ocorrem neste mesmo intervalo de tempo. Na primavera, as chuvas so melhores distribudas ao longo do dia, sendo que os maiores valores (16,74%) ocorrem entre o final da tarde e o incio da noite, abaixo do valor percentual anual. De acordo com o perodo estudado, 64,43% das precipitaes do municpio ocorrem nos meses de vero e primavera, enquanto nos meses de inverno e outono o valor reduz para 35,57%. Palavras chave: Chuva horria, Precipitao, Sazonalidade. Abstract The municipality of Caraguatatuba, located on the northern coast of So Paulo, has a peculiar rainfall rate influenced by its latitude, high humidity caused by the ocean and the orographic effect characteristic of the local relief. The intensity of precipitation can vary depending on the day, hour and seasonality. This study aims to verify the occurrence of hourly and seasonal rainfall in the district during the period of 2007 to 2011, using as basis the data provided by the Sistema Nacional de Dados Ambientais (SINDA / INPE). According to the analysis of cumulative rainfall, during the summer rains occur up to 15 hours, with a gradual increasing during the night and decreasing at dawn. In the fall, the highest rainfall rate occurs in the range of 18:01 to 20:59, when there is a slight decrease until 23:59, followed by an increase until 2:59 a.m., when there is further reduction during the night and morning. The percentages of rain in the winter mornings are inverse to the annual figures, 30.36% of the precipitation occurs from 11:56 to 06h01min, while only 18.7% of the annual precipitation occurs in the same time interval. In the spring, the rains are better distributed throughout the day, with the highest values (16.74%) occurring between late afternoon and early evening, below the annual percentage. According to the study period, 64.43% of the municipalitys rainfall occurs during the summer and spring, while in autumn and winter months the value decreases to 35.57%. Keywords: Hourly rainfall, Rainfall, Seasonality. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 10 11. 1. Introduo As precipitaes pluviais tendem a ser mais variveis nas reas dos trpicos, pois sofrem grande influncia da sazonalidade e dos sistemas atmosfricos atuantes. No Litoral Norte de So Paulo, a orografia apresentada pelo relevo da Serra do Mar, aliada elevada umidade do ar fornecida pelo oceano tornam-se tambm importantes fatores que so relacionados variabilidade das chuvas nessa localidade. Para Pellegatti e Galvani (2010) a intensificao e durao da precipitao podem ser influenciadas pelo aspecto do relevo e pelo oceano, responsvel por transportar umidade para o continente. Galvani e Lima (2012, p.67) afirmam que as chuvas ou precipitao pluvial o atributo do clima de maior relevncia em reas situadas nos limites dos trpicos. Deve-se considerar, em suas anlises, no somente a distribuio regional, mas tambm de igual importncia a sua distribuio temporal. O planejamento das atividades agrcolas, e, por conseguinte, a atividade econmica de determinada regio funo da distribuio sazonal das chuvas. A intensidade da precipitao pode variar no decorrer do ano, das estaes, dos meses e tambm das horas durante o dia. Este um ponto importante, pois, dependendo da quantidade de chuva precipitada em um determinado espao de tempo (horas) possvel ocorrer inundaes e alagamentos (que em rea urbana podem prejudicar a populao) ou no ser suficiente para satisfazer a necessidade de gua de um determinado tipo de cultura na zona rural, por exemplo. Caraguatatuba um dos quatro municpios pertencentes regio denominada Litoral Norte, localizado entre as latitudes 2328S e 2346S e as longitudes 45 16W e 4543W, com 485 km e 100.840 habitantes (IBGE, 2010). Figura 1: Localizao de Caraguatatuba, SP. Org. Santos, 2012. Na configurao das chuvas da rea de estudo, a orografia apresenta-se mais eficaz que a latitude e em conjunto com a maritimidade so responsveis pela EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 11 12. manuteno do clima regional presente. Silva et al (2005) destaca que no litoral norte no h uma estao seca definida; durante a primavera e o vero, os totais pluviomtricos podem ultrapassar os 2000 mm, no inverno e outono esse valor fica prximo aos 500 mm, comprovando que h somente uma diminuio nos totais de precipitao durante o ano. De acordo com as mdias mensais dos anos de 1943 a 1967, o ms com maiores totais de precipitao chuvosa em Caraguatatuba o ms de janeiro, com 303 mm, e o de menores totais o ms de julho, com 80 mm. A mdia deste total de chuva anual 2443 mm e por meio da figura 2 possvel notar que no municpio no h estao seca definida, mas somente uma ligeira diminuio das chuvas nos meses de junho, julho e agosto (inverno). Figura 2: Mdias mensais para o municpio de Caraguatatuba/SP para estao meteorolgica do DAEE. Fonte: DAEE (1943-1967). O objetivo deste trabalho analisar a ocorrncia horria e sazonal das precipitaes no municpio de Caraguatatuba, no perodo de 2007 a 2011, por meio de dados coletados da Plataforma de Coleta de Dados (PCD) fornecidos pelo Sistema Nacional de Dados Ambientais. 2. Metodologia Para o desenvolvimento deste trabalho, analisaram-se as bibliografias relacionadas ao tema estudado. Apesar dos grandes totais de precipitao no municpio, hoje Caraguatatuba possui somente uma estao meteorolgica ativa. Est localizada na latitude 2369 S e longitude 4542 W, em uma altitude de 3 metros acima do nvel do mar. Em uma visita estao verificou-se que a mesma no esta perto do sop e talvez por isso o efeito orogrfico no seja to significativo, com valores inferiores a outros dados de estaes que so conhecidas e no esto em uso atualmente.Segundo o INPE, EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 12 13. o INPE/CRN/SINDA responsvel por uma rede de Estaes Ambientais, que so as Plataformas de Coleta de Dados (PCD), nas quais os dados ambientais so enviados e retransmitidos via satlite para as estaes de recepo que os enviam para o centro de processamento. A PCD ID 32521 - Caraguatatuba foi instalada em 03 de maio de 2008; os dados medidos por uma estao so pontuais e refletem o local da instalao da PCD. A abrangncia depende das caractersticas geogrficas da regio e histricos climticos. A precipitao acumulada, em mm, coletada a cada 3 horas. Este acumulador inicializado automaticamente quando atinge o limite de 4095 ou 2047 ou 655 mm (dependente da verso do software de coleta das PCDs) ou a qualquer tempo quando a PCD recebe visita de manuteno ou todo primeiro dia de cada ms s 00:00 hs para a ltima verso do software de coleta das PCDs Meteorolgicas. Fotos 1 e 2: PDC 32521 - Caraguatatuba, localizada no bairro do Porto Novo No detalhe, pluvimetro utilizado para coletar a precipitao acumulada. Foto: Denise Dias dos Santos, 2013. Para anlise, foram selecionados os dados dirios compreendidos entre janeiro de 2007 e dezembro de 2011; os valores correspondem ao valor acumulado de precipitao (em mm) a cada trs horas e as medidas foram tomadas em oito horrios definidos previamente (00h, 03h, 06h, 09h, 12h, 15h, 18h, 21h e 00h). Devido a possveis falhas no equipamento, erros foram encontrados e corrigidos segundo a metodologia de coleta da PCD. Atravs dos recursos do Microsoft Office Excel elaboraram-se tabelas e grficos que sero teis para a anlise proposta. Os dados esto disponveis no site SINDA (Sistema Nacional de Dados Ambientais): http://sinda.crn2.inpe.br/PCD/. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 13 14. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 3. Resultados e Discusso Como j citado anteriormente, Caraguatatuba no possui estao seca definida, conforme se pode verificar na Figura 3, que representa o Balano Hdrico Climatolgico do municpio e a comparao com Ubatuba, municpio vizinho, onde h deficincia hdrica. Figura 3: Balano hdrico mensal para os municpios de Caraguatatuba e Ubatuba. Fonte: DAEE e IAC, respectivamente. O grfico com os valores em porcentagem da precipitao no perodo de 2007 a 2011 mostra que os maiores valores de chuva so durante o vero e no inverno h a diminuio e no ausncia de chuvas. Figura 4: Distribuio sazonal e percentual das precipitaes em Caraguatatuba, SP, entre os anos de 2007 e 2011. Fonte: SINDA, 2013. Org: Santos, 2013. 14 15. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Em seu trabalho sobre o efeito da chuva orogrfica na Ilha de So Sebastio/SP, Milanesi (2007) tambm encontra altos valores de precipitao durante o vero nos postos pluviomtricos utilizados (Ilhabela, Usina gua Branca e Burrifas). De acordo com Santanna Neto, observa-se nitidamente que a poca das chuvas compreende o perodo da primavera-vero, quando o nmero de passagens frontais aumenta e o fluxo polar mais intenso. O inverno, quando o ar tropical mais atuante o nmero de frentes que passam pela rea diminuem, as regies abrigadas so as mais que se ressentem da reduo da pluviosidade. A anlise da precipitao acumulada a cada trs horas foi dividida por estao do ano. No vero, as chuvas concentram-se no final da tarde, a partir das 15 horas, aumentando gradativamente durante a noite e diminuindo no incio da madrugada (Figura 5). Neste intervalo de horas (15h01minh s 23h59min) ocorrem 58,81% das precipitaes do dia. Figura 5: Distribuio percentual da chuva acumulada a cada trs horas durante o vero e comparao com os valores percentuais do perodo (2007 a 2011). Fonte: Sinda, 2013. Org: Santos, 2013. Durante o outono, as maiores porcentagens de precipitao ocorrem no intervalo das 18h01min, h uma leve reduo depois das 21h e aumenta at s 2h59min, quando h nova reduo no decorrer da madrugada e pela manh, conforme apresentado na figura 6. 15 16. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Figura 6: Distribuio percentual da chuva acumulada a cada trs horas durante o outono e comparao com os valores percentuais do perodo (2007 a 2011). Fonte: Sinda, 2013. Org: Santos, 2013. No perodo analisado, os valores percentuais de chuva no inverno pela manh so inversos aos valores anuais (Figura 7); nesta estao 30,36% da precipitao ocorre das 06h01min s 11h56min, enquanto somente 18,7% da precipitao anual ocorrem neste mesmo intervalo de tempo. Figura 7: Distribuio percentual da chuva acumulada a cada trs horas durante o inverno e comparao com os valores percentuais do perodo (2007 a 2011). Fonte: Sinda, 2013. Org: Santos, 2013. 16 17. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. De acordo com a figura 8, durante a primavera, as chuvas so melhores distribudas ao longo do dia, sendo que os maiores valores (16,74%) ocorrem entre s 18h01min at s 20h59min, abaixo do valor percentual anual. Monteiro (1973) apud Alves e Galvani (2012) afirma que no decorrer desta estao as precipitaes se intensificam e aumentam de frequncia, dando incio ao perodo chuvoso. A caracterstica nessa estao quanto gnese das chuvas a sua maior diversificao, embora a atividade frontal predomine discretamente. Figura 8: Distribuio percentual da chuva acumulada a cada trs horas durante a primavera e comparao com os valores percentuais do perodo (2007 a 2011). Fonte: Sinda, 2013. Org: Santos, 2013. 4. Consideraes Finais De acordo com a sua posio latitudinal, influncia da alta umidade vinda do oceano, da orografia e da sazonalidade, as precipitaes em Caraguatatuba ocorrem com maior predominncia durante os meses de vero e primavera (64,43% dos valores registrados), enquanto nos meses de inverno e outono foram registrados 35,57% das precipitaes. Durante a primavera importante ressaltar que h uma melhor distribuio das chuvas ao longo do dia, consequncia da instabilidade atmosfrica e da aproximao da estao mais chuvosa (vero). De fato, nos trpicos, as chuvas se concentram no perodo do meio da tarde e incio da noite nos meses de primavera-vero. Durante o outono-inverno, depende em grande parte da passagem de sistemas frontais que pode ocorrer a qualquer hora do dia. 17 18. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Referncias Bibliogrficas ALVES, R.R.; GALVANI, E. Ocorrncia horria e sazonal das precipitaes no municpio de So Paulo, SP. GEONORTE - Revista Eletrnica do Departamento de Geografia da UFAM, v. 5, p. 530- 540, 2012. GALVANI, E.; LIMA, N.G.B. As Classificaes Pluviomtricas do Estado de So Paulo: uma reviso bibliogrfica. In: Galvani e Lima (orgs.). Climatologia aplicada: resgate aos estudos de caso. Curitiba: Editora CRV 2012, PP. 67- 82. MILANESI, M.A. Avaliao do Efeito Orogrfico na Pluviometria de Vertentes Opostas na Ilha de So Sebastio (Ilhabela SP). Dissertao (mestrado). Faculdade de Filosofia, Letras e Cincias Humanas, Universidade de So Paulo, So Paulo, 2007. PELLEGATTI, C.H.G; GALVANI, E. Avaliao da precipitao na Serra do Mar-SP em eventos de diferentes intensidade e durao. GEOUSP - Espao e Tempo, So Paulo, N 27, pp. 147 - 158, 2010. SANT'ANNA NETO, J.L . Dinmica Atmosfrica e o Carter Transicional do Clima na Zona Costeira Paulista. 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Mapas de Anomalia Climtica Medidos pelo Experimento Albedo do Satlite SCD2 do INPE 1 Nelson Veissid 1 Laboratrio Associado de Sensores e Materiais - LAS Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE veissid@las.inpe.br Resumo O segundo satlite da Misso Espacial Completa Brasileira do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (SCD2/MECB) foi colocado em rbita em 23 de outubro de 1998 e leva a bordo um experimento de clulas solares (ECS) produzidas no Brasil. O principal objetivo deste experimento o de qualificar estes dispositivos em misso. O ECS atua como um sensor de radiao e pode medir a radiao solar direta e a parte desta radiao que refletida pelo planeta Terra. Portanto, o ECS mede o albedo planetrio atravs da razo entre estes dois valores aps correes esfricas angulares. Estatstica realizada nos dados de albedo permite estabelecer padres sazonais para diferentes reas sobre a America do Sul. O algoritmo usado neste trabalho baseado na comparao da variao do albedo planetrio sobre regies especificas, tomado no perodo de cinco anos de 1999 ate 2003. Os anos de 2004, 2005, 2006, 2007 e 2008 so comparados com este padro de cinco anos. Curvas de valores mdios mensais e seu respectivo desvio padro (variabilidade) estabelecem uma frequncia de contagem esperada de 68% da ocorrncia de valores do albedo planetrio. Mapas mostram que a frequncia de contagem media dos anos 2004 at 2008 foi maior do que a esperada para as regies Norte e Nordeste e menor nas outras regies. Palavras chave: Albedo Planetrio, Mudanas Globais, Clula Solar. Abstract The second satellite of the Brazilian Space Mission Brazilian of the National Institute of Space Researches (SCD2/MECB) launched on October 23, 1998 carries on board an experiment of space solar cells (ECS) produced in Brazil. The main objective of this Experiment is to qualify this device in mission. The ECS acts as a sensor of radiation and it allows measure the direct solar radiation and the portion of this radiation that it is reflected outside of Earth. Therefore, the ECS allows measure the planetary albedo through the relationship between these two values after spherical angular corrections. Statistics done in the data of the albedo allowed establish seasonal patterns for different areas in South America. The algorithm used in this work is based in the comparison of the variation of the planetary albedo on a specific region, taken in the years of 1999-2003 (period of 5 years). The years of 2004, 2005, 2006, 2007 and 2008 are compared with this pattern of five years. Curves of monthly mean values and their respective standard deviation (variability) allow establish a 68% expected frequency count of the planetary albedo values occurrence. Maps show that the frequency count average of the years 2004 to 2008 was higher than expected for the North and Northeast and lower in other regions. Keywords: Planetary Albedo, Global Changing, Solar Cell. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 19 20. 1. Introduo O Experimento Clula Solar (ECS) do satlite Brasileiro SCD2/MECB atua como um sensor de radiao eletromagntica (350-1100 nm) e permite medir o albedo global sobre a Amrica do Sul (Veissid et al.,1999). Os dados de albedo correspondem a vrios arquivos dirios armazenados e processados desde a data do lanamento do satlite. Estes dados podem ser agrupados em perodos de tempo (anual, sazonal ou mensal) ou serem estudados por regies em latitude e longitude (Veissid & Pereira, 2000). Os dados do ECS so transmitidos em tempo real pela telemetria do satlite e recebidos na estao receptora de Cuiab, MT-Brasil (16S, 56W). A Figura 1 lado esquerdo mostra as rbitas do satlite SCD2 dentro da visada desta estao no ms de novembro de 1998. Figura 1. rbitas do SCD2 na visada da estao receptora de Cuiab-MS em novembro/1998 (lado esquerdo) e o mapa das 104 regies escolhidas. A distribuio estatstica temporal do albedo sob uma determinada regio (crculo em latitude e longitude com dimetro de 5) mostra comportamento Gaussiano para o logaritmo do albedo. Esta distribuio permite determinar o valor mdio e o respectivo desvio padro ou variabilidade como uma funo ao longo dos dias do ano (Vuolo, 1996). Este comportamento permite monitorar variabilidade climtica, pois variaes deste padro so indcios de mudana (Veissid, 2002 e 2008). A Figura 1 lado direito mostra as 104 regies escolhidas para fazer levantamento estatstico do albedo planetrio. 2. Metodologia XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Os dados de albedo acumulados desde o lanamento do satlite SCD2 e selecionados dentro de vrias regies em latitudes e longitudes, foram processados para se estabelecer um padro estatstico. Varias distribuies estatsticas foram testadas (Gaussiana, Poisson, Lorentziana e outras) e, aps varias tentativas, observou-se que o logaritmo do albedo obedece a uma distribuio do tipo EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 20 21. Gaussiana ou Normal. Desta forma, temos uma base estatstica para calcular os valores mdios e os desvios padres (variabilidade) e, consequentemente, definir os padres em diferentes regies da Amrica do Sul. Portanto, a disperso do albedo planetrio obedece a uma distribuio de probabilidade tipo LogNormal (Veissid, 2003, duas referncias). O perodo de 1999 at 2003 foi escolhido para definir este padro, pois so os cinco primeiros anos de vida do satlite. Por exemplo, o grfico do lado esquerdo da Figura 2 mostra esta estatstica sobre a cidade de So Paulo (24S, 47W) numa rea circular em latitude e longitude com dimetro de 5. As curvas mostram o valor mdio e uma faixa de dois desvios padres de largura (envoltria), que engloba 68% dos eventos registrados. Observar a escala logartmica do eixo das ordenadas, pois o valor do logaritmo do albedo que obedece a distribuio Gaussiana. Portanto, desta forma tem-se um padro bem definido, para o perodo de cinco anos, caracterizado pelo valor mdio e desvio padro (variabilidade). A comparao dos dois grficos da Figura 2 (lado direito e abaixo, com o grfico da esquerda) permite estimar por visualizao se houve mudana climtica na regio estudada. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 3. Resultados Dentro da visada da estao receptora do sinal do satlite SCD2 foram escolhidas 104 regies neste trabalho para estudo do albedo, ver Figura 1. Grficos idnticos aos das Figuras 2, 3 e 4 foram apresentados em Congressos para varias cidades sobre a visada do satlite SCD2 (Veissid, 2007 e 2009). A Figura 2 no lado esquerdo mostra a estatstica feita para os anos de 1999- 2003 sobre a regio da cidade de So Paulo, dentro de um crculo com dimetro de 5 em latitude e longitude. O grfico do lado direito desta figura mostra os valores de albedo dos anos de 2004-2006, junto com as curvas de albedo mdio e da envoltria de mais ou menos um desvio padro obtido no estudo estatstico de cinco anos no perodo de 1999-2003. A Figura 2 tambm mostra a estatstica para os anos de 2007 e 2008. As frequncias de contagem foram de 67%, 63%, 68%, 64% e 60%, para os anos de 2004 at 2008, respectivamente. Tais anos mostram um valor de frequncia de contagem igual (2006) ou menor do que o esperado. A Figura 3 no lado esquerdo mostra a estatstica feita para os anos de 1999- 2003 sobre a regio da cidade de Belm, que define a curva media e a envoltria de dois desvios padres. O grfico do lado direito desta figura mostra os valores de albedo dos anos de 2004-2006, junto com as curvas de albedo mdio e da envoltria de mais ou menos um desvio padro obtido no estudo estatstico de cinco anos no perodo de 1999-2003. A Figura 3 tambm mostra a estatstica para os anos de 2007 e 2008. As frequncias de contagem foram de 73%, 73%, 60%, 71% e 73%, para os anos de 2004 at 2008, respectivamente. Tais anos mostram um valor de frequncia de contagem maior do que o esperado, com exceo do ano de 2006. A Figura 4 no lado esquerdo mostra a estatstica feita para os anos de 1999- 2003 sobre a regio da cidade de Recife, que define a curva media e a envoltria de dois desvios padres. O grfico do lado direito desta figura mostra os valores de albedo dos anos de 2004-2006, junto com as curvas de albedo mdio e da envoltria de mais ou menos um desvio padro obtido no estudo estatstico de cinco anos no EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 21 22. perodo de 1999-2003. A Figura 4 tambm mostra a estatstica para os anos de 2007 e 2008. As frequncias de contagem foram de 71%, 75%, 70%, 72% e 68%, para os anos de 2004 at 2008, respectivamente. Tais anos mostram um valor de frequncia de contagem maior do que o esperado, com exceo do ano de 2008 que foi igual ao esperado. A estatstica mostrada nas Figuras 2, 3 e 4 apresenta aspectos regionais interessantes. Por exemplo, a regio sobre a cidade de So Paulo tem a maior disperso dos valores de albedo ao longo do ano quando comparada com todas as outras regies da Amrica do Sul. Este fato decorrente de sucesses alternadas de frentes frias e de frentes com umidade proveniente da regio Norte. A Figura 3, estatstica da regio sobre a cidade de Belm, mostra a faixa mais estreita de confiabilidade com 68 % de todas as regies analisadas e, apesar disto, os anos de 2004, 2005, 2007 e 2008 mantiveram os dados de albedo dentro desta faixa. No ano de 2006 pode-se ver um aumento na disperso porem com manuteno do valor mdio. A Figura 4, estatstica sobre a cidade de Recife, mostra um valor mdio de albedo bem estvel durante o ano inteiro e com variabilidade quase constante. A frequncia de contagem mostra que a cidade de Recife tem clima bem previsvel. O mximo da curva mdia de albedo na cidade de So Paulo acontece no fim de ano, pois a cobertura de nuvens maior neste perodo. Na cidade de Belm este mximo da curva mdia acontece no primeiro semestre do ano. Este fato mostra a influncia dos hemisfrios Norte e Sul sobre o clima. Varias outras concluses podem ser extradas na anlise dos dados deste tipo de figura. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Figura 2. Estatstica dos valores de albedo sobre a regio da cidade de So Paulo. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 22 23. Figura 3: Estatstica dos valores de albedo sobre a regio da cidade de Belm. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 23 24. Figura 4: Estatstica dos valores de albedo sobre a regio da cidade de Recife. Os mapas da Figura 5 mostram a frequncia de contagem do albedo planetrio para os anos de 2004 at 2008. Estes mapas sintetizam em formato de isolinhas por barras de cores as informaes da disperso, em torno de mais ou menos um desvio padro em torno da mdia, conforme mostrado nas Figuras 2, 3 e 4 para regies isoladas de So Paulo, Belm e Recife. A cor verde mostra que o padro estabelecido, pelo perodo de cinco anos entre 1999 e 2003, foi mantido nos anos seguintes. A colorao tendendo para o azul mostra que o padro se manteve de uma forma melhor com menor disperso nos anos seguintes. A colorao tendendo para o vermelho sinal de alterao no padro. Neste caso, existe duas possibilidades ou a disperso aumentou ou a curva mdia foi alterada com deslocamentos para cima ou para baixo. A floresta Amaznica tem um papel regulador do clima e, tal fato, reflete nos mapas de frequncia da contagem. Todos os anos de 2004 at 2008 apresentaram colorao entre verde e azul para esta regio. No entanto, as regies abaixo do trpico de Capricrnio apresentam colorao tendendo para o vermelho. Anlise de grficos semelhantes aos das Figuras 2, 3 e 4 para regies nesta rea mostra claramente um aumento da disperso dos valores de albedo. A mdia mantm constante, mas a disperso est aumentando, isto , os extremos esto aumentando. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 24 25. A Figura 6 corresponde mdia dos valores encontrados nos mapas da Figura 5. Na Figura 6 evidente que existe uma estabilidade dentro do territrio brasileiro, pois possvel observar colorao do verde para o azul dentro deste territrio. Por exemplo, o Atlntico Norte, acima da foz do rio Amazonas, apresenta uma mancha vermelha acentuada e analisando os registros de albedo podemos constatar aumento da largura da disperso dos valores do albedo em torno do valor mdio. Os anos de 2005 at 2008 e que foram os mais responsveis por esta mudana. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Figura 5: Mapas de frequncia de contagem para os anos de 2004 at 2008. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 25 26. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. ados nas Figuras 2 at 4 e as explicaes seguem na concluso deste trabalho. A Figura 6 mostra que os pases Bolvia, Paraguai e sul do Peru apresentam colorao vermelha. O Oceano Pacfico e o Oceano Atlntico em duas partes tambm apresentam colorao vermelha. Cada uma destas regies, com colorao tendendo para o vermelho, representa uma fuga da estabilidade de frequncia de contagem dos valores de albedo planetrio. Os motivos deste fato so estudados em grficos do tipo mostr Figura 6: Mapa de variabilidade climtica mdia para o perodo de 2004 at 2008. 4. Concluses iabilidade climtica, pois variaes ten o clculo do albedo. Fato anlogo acontece, tambm, com Um experimento simples colocado a bordo de um satelite Brasileiro permite estimar o albedo planetrio em tempo real. Os dados tratados com um algortmo adequado permitem monitorar variabilidade climtica pois o albedo corresponde a refletidade da energia solar pelo sistema atmosfera-superfcie. Por exemplo, as nuvens produzem refletidade entre 60% e 80% e no oceano ela menor do que 5%. Os continentes refletem entre 10% e 30%, dependendo da cobertura do solo. Portanto, o albedo um excelente monitor da var denciosas indicam mudana climtica global. A metodologia empregada isenta dos efeitos da degradao dos sensores (clulas solares) do ECS pois os dois sinais sofrem reduo proporcional que compensada pelo quociente n o efeito da temperatura. Os mapas de frequencia de contagem mostram que o Atlntico Sul, nos anos de 2004 at 2006, foi a regio que apresentou maior mudana climtica, pois a EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 26 27. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. osteriores a 2 alho. cinco anos. Provavelmente, esta ra ento da largura nica explicao para este fato aum is, pois o controle de rbita e as condies do satlite SCD2 continuam excelentes. eferncias Bibliogrficas Florianpolis-SC, 6 a 8 de Dezembro de 1999, Trabalho completo publicado Clula Solar do Satlite Brasileiro SCD2, Brazilian J. of Geophysics, Vol. mote Sensors to Gauge Climate Change, , Vol. 10(2), p. 47-57, 2003. for the 1999, 2000 and 2001 in South America, Atmospheric Research, Vol. 66, p. 65-82, 003. freqncia esperada de 68% resultou num valor menor do que 62%. A Figura 5 mostra que no ano 2007 a situacao voltou a normalidade. Desta, forma, pode-se concluir que esta regio no teve uma verdadeira variabilidade climtica porem, talvez, uma leve oscilao anual. O processamento dos dados em anos p 008 ir permitir novos testes para o algoritmo mostrado neste trab A Figura 6 permite concluir os seguintes fatos descritos abaixo: -Regio do Oceano Pacfico teve aumento da largura de disperso em todos os anos posteriores ao perodo padro de caracterstica ir se acentuar cada vez mais. -Regio da Bolvia se estendendo at Cuzco no sul do Peru teve aumento da largu da disperso do albedo. Este fato comeou a se acentuar a partir do ano de 2006. -Regio do Paraguai teve aumento muito acentuado na largura da disperso dos valores de albedo. Isto aconteceu de modo intenso nos anos de 2004, 2005 e 2008. -Regio do Oceano Atlntico acima da foz do rio Amazonas teve aum de disperso de modo intenso a partir do ano de 2006 (ver Figura 5). -Regio do Oceano Atlntico no sul da Bahia e litoral do Esprito Santo teve aumento do valor mdio dos valores de albedo de modo intenso em 2004, 2005 e 2006 e moderado em 2007 e 2008 (ver Figura 5). ento na proporo de cobertura de nuvens. Anlise dos dados em anos posteriores a 2008 iro permitir estabelecer de maneira segura mudanas climticas globais. O experimento albedo do satlite SCD2 continua operacional e, provavelmente, ir ser operacional por mais uma dezena de anos ou ma R Veissid, N.; Beloto, A. F.; Ferreira Leite, N. "Experimentos Clula Solar 1 e 2 dos Satlites SCD1 e SCD2 do INPE". Seminrios de Fontes No-Convencionais de Energia As Tecnologias Solar, Elica e de Biomassa, nos Anais, pg. 171-190. Veissid, N.; Pereira, E. B. 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EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. lobais: Amrica do Sul, So Paulo - SP, 04-08 de Novembro de 2007, Resumo publicado no CD ate Changing, Captulo do livro: A Contribution to Understanding the Regional pacts of Global Change in South America. Promovido pelo IEA/USP em fase final de edio, 16 Anais.do Simpsio. So Jos os Campos: INPE, 2009. p. 1707-1713. DVD, ISBN 978-85-17-00044-7. Trabalho completo Fundamentos da Teoria de Erros, Editora: Blucher, So Paulo, 1996, 264p. G do Congresso, trabalho 13.pdf. Veissid, N., Logarithmic Distribution of Planetary Albedo on South America: A New Tool for Monitoring Clim Im pginas, 2008. Veissid, N. Novo Algoritmo para Mapas de Variabilidade Climtica. In: XIV SIMPSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO (SBSR), 25-30 abril de 2009, Natal. d disponvel em: . Vuolo, J. H. 28 29. Variaes Intra-Urbanas de Temperatura e Umidade Relativa do Ar em Belo Horizonte MG: O Segmento Temporal de Outubro/Novembro de 2012 Fabrcio Lisboa Vieira Machado Patrcia Garcia Costa1 Carlos Henrique Jardim1 Alberto Avellar Barreto2 Universidade Federal de Minas Gerais DG/IGC/UFMG fabriciolvm@hotmail.com patigarciacosta@hotmail.com cjardim@yahoo.com 2 Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear CDTN/CNEN aab@cdtn.br Resumo O presente artigo traz os primeiros resultados de um conjunto de investigaes em andamento na cidade de Belo Horizonte sobre clima urbano. Os dados de temperatura e umidade relativa do ar foram obtidos durante os meses de outubro e novembro de 2012, a partir de quatro postos fixos em diferentes bairros no municpio, cada qual com caractersticas diferenciadas de relevo e uso da terra. A estao meteorolgica oficial do INMET/UFMG foi utilizada para controle local das condies climticas. A anlise partiu da relao entre os dados mensurados com as caractersticas fsicas do ambiente de coleta e do tipo de tempo no dia. Os resultados permitiram identificar variaes significativas dos elementos climticos em questo em cada um dos postos, sugerindo que cada espao tem sua dinmica climtica prpria, substancialmente associada ao relevo e ao tipo de uso e ocupao do solo. Palavras chave: clima urbano; uso da terra; relevo. Abstract The present article has a first conclusion about studies of urban climate in the city of Belo Horizonte. In the months of October and November (2012), was obtained the data of temperature and relative air humidity by four points in different neighborhood from the city, which one with distincts relief forms and occupation soil. The official meteorological station (INMET/UFMG) was used for local control of climates conditions. The analyses came from the relations between the data obtained with the local physics characteristics and weather type. The conclusion makes possible identify expressive variations from climate elements at study in each station, suggesting that each space has a own climatic dynamic associated, principally, at relief forms and soil occupation type. Keywords: urban climate; land use; relief. 1. Introduo XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. As peculiaridades das formas urbanas frente ao comportamento da atmosfera resultam em diferentes respostas superficiais dos elementos climticos. A variao das formas de uso e ocupao do solo urbano reflete imediatamente na manuteno do campo trmico e higromtrico da cidade, entendida como um espao ou palco de reproduo das atividades humanas e de suas relaes com o meio ambiente. A EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 29 30. substituio das propriedades naturais por superfcies impermeabilizadas, edificaes e a concentrao de massa humana e de veculos automotores, resulta na configurao daquilo que Monteiro (2003) teoriza como Sistema Clima Urbano. Dividido em trs subsistemas ou canais de percepo, a interpretao do clima urbano se d por meio da relao entre as propriedades termodinmicas (conforto trmico), fsico-qumicas (qualidade do ar) e higrometericas (impacto pluvial). A espacializao das componentes naturais e urbanas de Belo Horizonte influenciar na configurao de diferentes unidades climticas dentro da capital, em que possivelmente se observaria a variao da temperatura e umidade relativa do ar em escala intra-urbana. No caso do subsistema termodinmico, especialmente abordado neste trabalho, produtos como o estabelecimento de ncleos de calor, alteraes no sistema de ventilao, na pluviosidade etc., esto intrinsecamente relacionados s variaes de tais componentes, sejam eles naturais ou antrpicos. As estruturas e funes urbanas, em determinado nvel escalar, tero o papel de condicionante de tais produtos, que nem sempre estaro associados a aspectos negativos, visto que a cidade tambm pode acentuar um elemento climtico benfico s atividades humanas. Sendo assim, a compreenso das variaes intra-urbanas de temperatura e umidade relativa do ar de suma importncia para se pensar em aes de gesto e de planejamento do uso da terra. Nesse sentido, o trabalho tem como objetivo analisar a resposta trmica e higromtrica do ar em diferentes pontos do municpio de Belo Horizonte, considerando as diferenas de relevo e de uso da terra em interao com a sucesso e encadeamento dos tipos de tempo. 2. Pressupostos Tericos A partir do trabalho pioneiro de Monteiro (1976) e dos esforos seguintes divulgados na revista Geosul (MONTEIRO, 1984), ocorre um crescimento significativo dos estudos de clima urbano no Brasil. Baseado em sua proposta metodolgica, este trabalho se apoia ainda nas contribuies de Oke (1978) para a identificao das camadas limites da influncia urbana na configurao dos elementos climticos (boundary e canopy layer). Procurou-se tambm em Landsberg (2006), a compreenso da relao cidade-clima e o impacto gerado sobre a populao. Em Mendona (1992) e Brando (1996), citados em Monteiro & Mendona (2003), e tambm baseados na metodologia inicial proposta por Monteiro (1976), foi possvel buscar complementao dos estudos de clima urbano no Brasil e sua aplicao em estudos de caso nas cidades brasileiras. Uma base importante para a anlise das diferentes unidades climticas produzidas em um mesmo stio urbano se encontra em Assis (2010) para o municpio de Belo Horizonte. Machado et. al. (2011) verificou ainda a variao de temperatura e umidade relativa do ar no municpio de Belo Horizonte, comparando dados obtidos em um parque sobre rea de preservao permanente e no maior aglomerado habitacional de baixa renda da capital mineira. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 30 31. 3. Procedimentos Metodolgicos O primeiro passo envolveu o levantamento e a leitura do material bibliogrfico, bem como a escolha da rea de estudo. Os dados de temperatura e umidade relativa do ar foram gerados a partir de sensores automticos (tipo dataloggers modelo Icel HT 4000) situados em espaos diferenciados quanto s caractersticas de relevo e uso da terra, no municpio de Belo Horizonte. Os pontos includos nesta anlise caracterizam-se por apresentarem diferenas entre padro altimtrico, em que as estaes Sion e Barreiro esto situadas a mais de mil metros, enquanto as estaes INMET/UFMG e Pampulha localizam-se, em mdia, aos 850 metros de altitude. Quanto ao tipo de uso e cobertura do solo, a estao INMET/UFMG a que mantm mais preservada as condies naturais (vegetao de porte arbreo/arbustiva); seguida pela estao Pampulha (processo recente de urbanizao); Sion (em rea constituda por prdios altos, localizados na escarpa da Serra do Curral); e, por fim, a estao Barreiro, densamente urbanizada com habitaes de pequeno porte. O perodo de mensurao compreendeu os meses de outubro e novembro de 2012 e foi realizado de forma contnua e simultnea em intervalos de sessenta minutos. Os dados da estao meteorolgica automtica do INMET, sediada no campus da UFMG, foi utilizada para aferio dos instrumentos e controle local das variaes climticas. O abrigo construdo (figura 1), utilizado para comportar os sensores e homogeneizar o ambiente de coleta, baseou-se em princpios utilizados na construo desse tipo de aparato para pesquisas em microclimatologia, incluindo a maximizao da ventilao por meio de orifcios e aberturas nas laterais, na juno do teto, no corpo do abrigo e poro inferior, cor branca para garantir elevada refletividade da luz solar e utilizao de materiais isolantes na parte interna a fim de desfavorecer a transmisso e armazenamento de calor pela estrutura do abrigo. Figura 1. Vista lateral e inferior dos mini-abrigos meteorolgicos e dos sensores (dataloggers) de temperatura e umidade relativa do ar. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. isso, o aparato (abrigo e senso Em seguida foi realizada a calibrao dos sensores a fim de torn-los comparveis aos dados da estao. Para r) foi EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 31 32. instalado na rea interna da estao meteorolgica do INMET para que fossem efetuadas tomadas simultneas em intervalos de 60 minutos (ajustadas ao cronmetro da estao) sob condies de tempo e lugar semelhantes. A comparao horria dos dados dos sensores com os dados da estao, aps dez dias de tomadas consecutivas, permitiu obter valores que, posteriormente, foram adicionados ou subtrados (correo aditiva e subtrativa) dos respectivos valores horrios dos sensores, tornando-os comparveis aos da estao, conforme tabela abaixo. Tabela 1. Dados referentes correo aditiva e subtrativa aplicada aos valores dos sensores. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 3horrio (horas) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 2 temp. (C) 0,2 0,1 0,2 0,3 0,3 0,3 0,3 0,4 -0,1 -0,7 -1,0 -1,2 -1,6 -1,3 -1,3 -1,3 -0,8 -0,4 0,3 0,3 0,1 0,3 0,4 0,3 umid. rel. (%) -11,5 -11,0 -10,7 -10,4 -10,5 -11,1 -11,0 -10,9 -7,8 -6,3 -4,4 -2,6 -2,6 -3,6 -3,9 -4,5 -6,3 -9,6 -13,6 -12,1 -11,5 -12,2 -12,6 -11,8 A anlise dos dados consistiu na sua transformao em tabelas, juntamente com o clculo das mdias, mximas e mnimas dirias, e a sua representao em forma grfica, revelando aspectos do comportamento geral dos elementos climticos, dado pela evoluo temporal da temperatura e umidade relativa do ar em cada um dos postos. Num segundo momento passou-se anlise de situaes horrio-dirias especficas (neste caso, uma srie de dias com valores de temperatura superiores a 30C), dentro do segmento temporal elencado. A obteno e interpretao das imagens de satlite meteorolgico e cartas sinticas (disponveis em www.inpe.cptec.br e www.mar.mil.br) a partir da identificao dos centros de alta e baixa presso atmosfricos e padres de nebulosidade foram fundamentais definio dos sistemas atmosfricos atuantes na ocasio e, por extenso, dos tipos de tempo no decorrer do perodo de mensurao. Os resultados foram obtidos tendo em conta a relao da curva de variao dos elementos climticos (temperatura e umidade relativa do ar), nos diferentes locais e horrios, com as caractersticas fsicas do ambiente de coleta (relevo, uso da terra etc.) e do tipo de tempo no dia, decorrentes da repercusso espacial dos sistemas atmosfricos em superfcie. O comportamento habitual ou o trao mais recorrente na evoluo horrio-diria dos elementos climticos, revelado pela variao dos elementos climticos em termos de durao, freqncia e intensidade, foram tomados como indicadores do maior ou menor grau de modificao imposto pela superfcie s caractersticas do ar. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 32 33. 4. Resultados e Discusso A anlise preliminar dos dados obtidos pelas estaes amostrais indicaram dois perodos distintos de comportamento dos elementos climticos analisados. O clculo das mdias de temperatura e umidade relativa do ar para o perodo em estudo (15/10 a 26/11/2012) indicam duas situaes predominantes quanto ao comportamento atmosfrico em todas as estaes. At a primeira semana de novembro, registrou-se mdia elevada para a temperatura do ar (pico de 28,7C na estao Pampulha) e a consequente reduo da umidade relativa do ar (at 29,6% na estao INMET/UFMG). A primeira metade da srie de dados teve o comportamento e a variao dos elementos climticos associados ao Anticiclone Subtropical do Atlntico Sul, sistema de alta presso que inibe a formao de nuvens e a consequente precipitao e disponibilidade de vapor d'gua na atmosfera. A segunda sequncia de dados com comportamento homogneo em todos os pontos esteve associada a uma zona de convergncia de umidade (ZCOU). A umidade vinda da Amaznia e o deslocamento de sistemas frontais para latitudes mais baixas resultaram na perda de fora do anticiclone que estava estacionado. O aumento expressivo da umidade relativa do ar (pico mdio de 82,8% no posto do bairro Sion) e a queda nas mdias de temperatura do ar (mnima mdia de 17,8C tambm na estao Sion) so justificados pelo aporte de umidade fornecido pela instabilidade temporal tpica de uma ZCOU. As nuvens do tipo cmulos e cumulonimbus, estacionadas sob a capital mineira no perodo em questo, ainda atuaram de modo a impedir a entrada de radiao solar direta e o consequente aquecimento da superfcie, considerando, tambm, o albedo (ndice de reflectncia) desses sistemas de nuvens, que variam entre 70% a 90%, segundo Mendona & Danni-Oliveira, (2007). Os dados brutos registraram mnimo de temperatura do ar em 14,5C e umidade relativa do ar mxima de 91,2%, ambas na estao Sion. A variao mdia dos elementos climticos analisados no perodo em estudo pode ser visualizada nos grficos 1 e 2, a seguir. Grfico 1. Variao mdia da temperatura do ar no perodo analisado. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 33 34. Grfico 2. Variao mdia da umidade relativa do ar no perodo analisado. Contudo, independentemente da atuao de determinado sistema atmosfrico e a homogeneidade no comportamento das variveis climticas de modo geral, cada estao ter uma repercusso totalmente diferente quando se trabalha em menores escalas e com a variao horria da temperatura e umidade relativa do ar. As propriedades fsicas dos materiais constituintes das formas urbanas apresentam respostas distintas frente aos variados tipos de tempo. A resposta trmica e higromtrica superficial em rea urbana tambm ser diferente daquela encontrada em rea natural (Landsberg, 2006). Sendo assim, e tendo em vista o objetivo central deste artigo, selecionou-se o intervalo dos dias 27/10 a 30/10 para a anlise da participao urbana na variao dos elementos climticos, haja vista os valores elevados de temperatura do ar (acima de 30C). A imagem do satlite GOES e as cartas sinticas da Marinha (figura 2) permitiram a identificao de um sistema anticiclonal (ASAS) estacionado sobre grande parte do pas, o que justifica as caractersticas de tempo quente e estvel. Contudo, os dados horrios para o perodo de trs dias sob anlise revelam que cada uma das quatro estaes se comportou de maneira diferente frente aos efeitos da clula de alta presso. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 34 35. Figura 2. Imagem do satlite GOES (banda vsivel) para o dia 28/10/12, s 15h, e carta sintica da Marinha para o mesmo dia, s 12h. A estao Sion, localizada no ponto mais alto dentre as quatro trabalhadas (1025 metros), foi a que apresentou menores valores absolutos de temperatura do ar (mnimo de 21,2C.), justificada pela altitude e melhores condies de ventilao (posio topogrfica de topo de vertente). Nessas condies a atenuao da temperatura pela altitude e a remoo de calor pela circulao do ar, inibe a sua conservao. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Contudo, os dados da estao Pampulha, localizada em patamar altimtrico menor (850 metros), apresentaram os maiores picos de temperatura, tanto para valores mximos (38,6C), quanto para valores mnimos (20,9C), conforme grfico 3. A grande amplitude trmica observada est relacionada a dois fatores: ao uso e cobertura do solo (densamente urbanizado), resultado de acentuado processo de ocupao, e localizao do ponto em topografia prxima ao fundo de vale. Materiais como o asfalto, cobertura cermica e concreto possuem propriedades fsicas favorveis gnese desse padro de aquecimento/resfriamento, como os baixos ndices de reflectncia da radiao solar e o baixo calor especfico (rpido aquecimento durante o dia), associado pequena espessura de tais materiais nas habitaes, que no permite a conservao do calor (perda para a atmosfera, sobretudo no perodo da noite). Em relao topografia deve-se acrescentar a situao do posto em termos de exposio de vertente, neste caso para o noroeste, o que implica em maior carga de energia recebida por unidade de rea durante o dia, quando comparada s demais fcies e o estabelecimento de circulao de montanha/vale. Essa vertente, por ser relativamente bem encaixada, est sujeita ao padro de circulao de ventos catabticos, caracterizado pela descida do ar frio para nveis altimtricos menos elevados em direo ao talvegue, forando a ascendncia do ar quente ali estagnado, no perodo da noite, sob condies de tempo estvel. Durante o dia e com o aquecimento da superfcie esse padro de circulao se inverte e o ar semi-confinado dos fundos de vale aquece e segue trajetria ascendente para as partes mais elevadas da vertente. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 35 36. Grfico 3. Variao da temperatura do ar em intervalo horrio (27/10 a 30/10). Fato interessante a ser destacado a variao da temperatura do ar na estao INMET/UFMG, localizada no interior de um parque ecolgico com vegetao de porte arbreo bem preservada. Mesmo com os valores de umidade relativa do ar bem abaixo do comum, visto que a srie de dados se trata de um perodo quente e estvel, a estao ainda apresentou os maiores percentuais (juntamente com o posto Sion), variando de 20% a 71% (grfico 4). Contudo, o valor de umidade mais elevado no se traduziu em temperaturas baixas, uma vez que a estao INMET/UFMG foi a que registrou os segundos maiores valores (ultrapassando frequentemente os 34,0C nos horrios de maior ngulo de incidncia solar), atrs apenas da estao Pampulha. Esse fato est associado ao patamar altimtrico bem semelhante ao da estao anterior (869 metros) e s condies topogrficas, visto que o posto em questo est instalado no ponto mais alto da Estao Ecolgica da UFMG (topo de morro) e, portanto, exposto radiao solar direta, alm da presso urbana dos arredores. Grfico 4. Variao da umidade relativa do ar em intervalo horrio (27/10 a 30/10). EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 36 37. J na estao Barreiro, instalada em patamar altimtrico prximo ao do encontrado na estao Sion (1000 metros), os valores de temperatura e umidade relativa do ar foram semelhantes. Mesmo sob efeito de forte presso urbana, principalmente se comparado s demais estaes, a posio topogrfica do posto do bairro Barreiro favorece a dissipao de energia, uma vez que a vertente est voltada para sudoeste e recebe menor quantidade de radiao solar. O fator altitude, como tambm observado no posto Sion, tem peso relevante na estruturao dos valores absolutos de temperatura e umidade relativa do ar (pico mnimo de 21,4C e mximo de 63,8%, respectivamente). Contudo, nota-se que as formas urbanas tambm tem papel importante na produo de calor, uma vez que possvel observar diferenas de at 3,0C entre a estao Barreiro (densamente urbanizada por casas e habitaes de menor porte) e a estao Sion (com rea ocupada principalmente por prdios bem esparsados e com mais de dez andares). 5. Consideraes Finais A anlise dos dados mdios do perodo estudado, somada anlise horria de uma situao especfica permitiu destacar a participao do relevo na configurao do campo trmico e higromtrico de Belo Horizonte. Os quatro pontos analisados neste primeiro momento apresentaram relativa homogeneidade no comportamento dos elementos climticos analisados (temperatura e umidade relativa do ar) quando visualizadas do ponto de vista dos controles atmosfricos. Contudo, a variao horria dos elementos climticos (revelada pela anlise horria) permitiu identificar diferentes comportamentos para cada um dos postos frente ao mesmo sistema atmosfrico atuante, o que permite concluir que cada espao de Belo Horizonte ter sua dinmica climtica substancialmente associada ao relevo e ao tipo de uso e ocupao do solo. Portanto, deve-se levar em considerao esses dois componentes ao se pensar em aes de gesto que visem amenizar produtos negativos do Sistema Clima Urbano. 6. Agradecimentos Os autores agradecem FAPEMIG pela aquisio dos sensores data-logger com recurso de projeto (proc. APQ-00254-11) e Universidade Federal de Minas Gerais, atravs da Pr-Reitoria de Extenso, pela concesso de bolsa de iniciao cientfica e Pr-reitoria de Graduao pelo apoio financeiro para participao no evento. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 37 38. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Referncias Bibliogrficas ASSIS, W.L. O sistema clima urbano do municpio de Belo Horizonte na perspectiva tmporo- espacial. Tese (Doutorado em Geografia), DG/IGC/UFMG, Belo Horizonte, 2010. LANDSBERG, H. E. O clima das cidades. Revista do Departamento de Geografia, 16. 2006. Pg. 95- 111. MACHADO, F. L. V.; BASTOS, L. G.; MONTEIRO, H. C. Diversidade topo e microclimtica no Aglomerado da Serra e Parque da Mangabeiras, Belo Horizonte - MG. Anais do XII Simpurb, 2011. MENDONA, F.; DANNI-OLIVEIRA, I. M. Climatologia: noes bsicas e climas do Brasil. So Paulo: Oficina de Textos, 2007. 206p. MONTEIRO, C. A. F.; MENDONA, F. Clima Urbano. So Paulo: Ed. Contexto, 2003. OKE, T. R. Boundary Layer Climates. London and New York: Ed. Methuen, 1978. 38 39. O uso de Geotecnologia na Anlise da Dinmica do uso da Terra e do ndice de Vegetao na Subprefeitura S na Cidade de So Paulo-SP 1 Bruna Luiza Pereira de Jesus 2 Magda Adelaide Lombardo 1 Universidade de So Paulo USP brunajesus21@hotmail.com 2 Universidade Estadual de So Paulo - UNESP lombardo@rc.unesp.br Resumo O presente artigo teve como objetivo realizar uma anlise do uso da terra e a supresso da vegetao nas reas consideradas crticas na Subprefeitura S, localizada na regio central da cidade de So Paulo, o que permite definir critrios para requalificao ambiental. O uso das geotecnologias empregado como identificador e caracterizador da dinmica do uso da terraem duas pocas distintas (2002 e 2009), pelo sensor do IKONOS e QUICKBIRD para a caracterizao das diferentes classes representativas dos elementos constitutivos intra-urbanos (edificao, rea no construda e tipos de superfcies) da rea estudada. Foi estruturado um banco de dados georreferenciados em SIG (Sistema de Informaes Geogrficas) combinando diferentes atributos das reas amostradas produzindo como resultado mapas temticos. Com auxilio de ndices foram medidos as porcentagens de reas verdes disponveis na Subprefeitura S. Concluiu-se que durante o perodo estudado houve o reflorestamento, porm, sem preocupao com o planejamento, no contribuindo assim, para amenizar as altas temperaturas apresentada pelo centro urbano. O ndice tambm apontou um alto desequilbrio entre as variveis reas construdas versus reas verdes, o que demostrou a escassez de reas verdes. Sendo assim, com base na anlise das diversas variveis envolvidas props-se estratgias para subsidiar polticas pblicas e planejamento urbano. Palavras chave: uso e ocupao da terra, reas verdes e geotecnologias. Abstract This paper aims to perform an analysis of the use and occupation of land and the removal of vegetation in areas considered critical in Subprefecture S, located in the central city of So Paulo, which lets you set criteria for environmental rehabilitation. The use of geotechnology as employee identifier and characterization of the dynamics of the use and occupation of land in two different seasons (2002 and 2009), the IKONOS and QuickBird sensor for the characterization of different classes representing the intra-urban constituent elements (building, area not built and types of surfaces) of the studied area. We built a database of georeferenced data in GIS (Geographic Information System) combining different attributes of the sampled areas as a result producing thematic maps. With the aid of indices were measured percentages of green areas available in Subprefecture S was concluded that during the period studied there was reforestation, however, without concern for the planning, not contributing to mitigate the high temperatures presented by urban center. The index also showed a high imbalance between variables constructed areas versus green areas, which demonstrated the lack of green areas. Therefore, based on the analysis of several variables involved was proposed strategies to support public policies and urban planning. Keywords: use and occupation of land, green areas and geotechnology. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 39 40. 1. Introduo O processo de expanso urbana geram impactos no ambiente que so intensificados pelas constantes mudanas do espao, causando um desequilbrio na natureza e nas interaes atmosfera-Terra. Nas reas urbanas os sistemas naturais so os que mais sofrem alteraes, causadas pela ao antrpica, principalmente por conta dos elementos que constituem a cidade como a ausncia de reas verdes, impermeabilizao do solo, que impossibilitam a infiltrao da gua das chuvas, modificando o regime de escoamento superficial e de evaporao dgua do solo, o que implica na reduo da umidade relativa do ar e na distribuio de energia, uma vez que os valores de calor sensvel e latente so influenciados em funo do tipo de cobertura do solo. Portanto, a caracterizao da rea de estudo quanto aos aspectos da paisagem, ao processo histrico de uso da terra(2002 a 2009) e a dinmica populacional atual torna-se importante para a compreenso das distintas formas de apropriao desta parcela do territrio ao longo dos anos e os seus reflexos na composio do espao geogrfico. Segundo Lombardo (1985): Uma metrpole sem planejamento adequado do uso do solo, com ausncia de parmetros adequados de verticalizao e ocupao, sobretudo onde ela cresce a uma velocidade rpida e com poucos recursos tcnicos, pode colocar em risco a qualidade de vida dos seus habitantes, sendo assim, Lombardo (1985) esclarece que as cidades contribuem para a alterao do balano de energia, gerando bolses sobre as reas urbanas, denominadas ilhas de calor. Esse fenmeno reflete a interferncia do homem na dinmica dos sistemas ambientais. Para a identificao e compreenso desses fenmenos, o Sensoriamento Remoto tem sido um grande aliado, pois, segundo Lombardo (1994, p. 161), a utilizao de produtos de sensoriamento remoto em estudos urbanos pode ser feita sob duas escalas de anlise principais: estudos inter-urbanos, em que a anlise voltada ao conhecimento sobre o sistema urbano geral e em sua relao com os espaos municipal e regional mais amplos, e estudos intra-urbanos, em que a anlise direcionada a estrutura interna das cidades. Dentre as diversas aplicaes, o emprego do Sensoriamento Remoto nesses estudos realizado com a finalidade de analisar as tendncias de expanso da mancha urbana, diagnosticar impactos ambientais decorrentes ou no deste crescimento, mapear a cobertura vegetal e os tipos de uso do solo. Nos estudos inter e intra-urbanos, de acordo com os objetivos a serem alcanados, comum o uso de imagens geradas por sensores areos (fotografias areas, em escala grande 1:1000 para estudos intra-urbanos), e por sensores orbitais (especialmente QUICKBIRD e IKONOS - para os inter-regionais). Nesta pesquisa, dada a necessidade de realizar um acompanhamento temporal das mudanas ocorridas na mancha urbana da Subprefeitura S, localizada na regio central do municpio de So Paulo, foram priorizadas as imagens produzidas por sensores orbitais IKONOS, QUICKBIRD e LANDSAT. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 40 41. 2. Metodologia A pesquisa foi realizada na cidade de So Paulo Brasil. Dentro desta rea urbana foi selecionada a regio central denominada como Subprefeitura da S, que composta pelos seguintes distritos: Bela Vista, Bom Retiro, Cambuci, Consolao, Liberdade, Repblica, Santa Ceclia e S. Esta rea foi escolhida como objeto de estudo por apresentar um desordenado adensamento urbano. Foram utilizadas imagens de satlite IKONOS e QUICKBIRD para classificar a rea de estudo em dois perodos distintos (2002 e 2009). O geoprocessamento foi obtido atravs do MultiSpec Application 3.3, que serviu como base geral para a classificao supervisionada, com o auxilio das imagens foi possvel a identificao visual dos alvos na rea urbana para a confeco dos treinadores e auditores da tal classificao. Para avaliar estatisticamente a exatido do mapeamento temtico utilizou-se a estatstica Kappa (Landis & Kock, 1977, Moreira, 2003 apud Silva, 2004). Para estudar a composio das variveis e medir seus ndices obtidos nas imagens de satlite, seguiu-se os ndices proposto por (Silva, 2004): (1) PAI = ELA (ELA+ELI) onde: PAI= Proporo de Espao Livre Arborizado ELA por Espao Livre Impermeabilizado somando-se ainda ao ELA. O ELA a somatria de todas as reas de copa de rvores e arbustos detectada na imagem compreendendo o que existe atualmente de cobertura da Subprefeitura imageada. O ELI a totalidade de espaos no construdos, ou seja, livres, contudo impermeabilizados por concreto, asfalto ou outro material. Na frmula do PAI usa-se a diviso pela soma de ELA e ELI para que o valor esteja limitado entre 0 e 1 sendo 1 o mximo desempenho de um bairro neste ndice. (2) PAC = ELA (ELA + EC) onde: PAC= Proporo de Espao Livre Arborizado (ELA) por Espao Construdo (EC) somando-se ainda o (ELA). O EC a somatria de todas as coberturas encontradas na imagem de satlite e quantifica o espao construdo, ou seja, o espao fechado ou no livre. Tais estruturas urbanas no podem ser ocupadas com vegetao. Assim como o PAI o PAC s poder atingir o valor mximo de 1. (3) PAV= ELA (ELA+ELH) onde: XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. PAV= Proporo de Espao Livre Arborizado (ELA) por Espao Livre Herbceo (ELH) somando-se ainda a (ELA) e caracterizando o Espao Livre Vegetado que a cobertura vegetal. O ELH o somatrio de todos os espaos com grama e outras EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 41 42. herbceas quantificados pela imagem de satlite perfazendo um espao naturalmente potencial para o plantio de rvores. O mximo de desempenho nesse ndice tambm ser expresso pelo valor 1. Quando o ndice for prximo de 1 indicar que os espaos de cobertura vegetal j esto tomados por rvores e arbustos no havendo mais espaos livres herbceos para serem ocupados por rvores. (4) IFU= PAI + PAC onde: IFU= ndice de Floresta Urbana. O IFU pode variar entre valores de 0 a 2 sendo um indicador para a valorizao de espaos urbanizados relacionados com os outros constituintes do meio tais como: ruas, caladas, casas e edifcios. Todos esses elementos urbanos esto presentes para a quantificao do desempenho das rvores em tratar a cidade, melhorando as condies ambientais para a vida. 3. Resultados e Discusses Com a utilizao das imagens de satlite IKONOS (2002) e QUICKBIRD (2009) da Subprefeitura S, foi possvel extrair diversas variveis para a anlise da supresso da vegetao da rea de estudo nos dois perodos distintos por meio de um programa de geoprocessamento e posteriormente cruzar com dados da densidade demogrfica. Tendo em vista a diferena de resoluo das imagens de satlite IKONOS (1metro) e QUICKBIRD (60 centmetros), algumas dificuldades foram encontradas durante a classificao, mas superadas na compreenso dos resultados obtidos. Nas (Figuras 1 e 2) possvel observar a classificao supervisionada da rea da Subprefeitura S em dois perodos (2002 e 2009), por meio dessa classificao temtica foi possvel quantificar diferentes variveis como: vegetao, asfalto, telhados entre outros, obtendo se valores totais de cada tipo de cobertura. EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas.XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. 42 43. Figura 1- Tela de exibio do ArcMap 9 ArcView 9.3 mostrando a classificao supervisionada da Subprefeitura S, obtida pela imagem de satlite IKONOS (2002). Fonte: Jesus (2013). Figura 2- Tela de exibio do ArcMap 9 ArcView 9.3 mostrando a classificao supervisionada da Subprefeitura S, obtida pela imagem de satlite QUICKBRD (2009). Fonte: Jesus (2013). XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. As estatsticas Kappa e exatido geral obtidas das matrizes de erro das classificaes supervisionadas esto contidas na (Tabela 1), as quais comprovam a exatido do mapeamento como excelente, 80 a 100% (LANDIS & KOCH, 1977). EixoIIVariabilidadesealteraesclimticas. 43 44. XVSimpsioBrasileirodeGeografiaFsicaAplicada:UsoeOcupaodaTerraeasMudanasdas Paisagens.Vitria(ES),8a12dejulhode2013.DepartamentodeGeografia.CCHN.UFES. Tabela 1- Exatido geral e valores Kappa obtidos para as classificaes automticas supervisionadas, Fonte: Jesus (2013). ivas das classes obtidas nas classificaes foram org Tabela 2- Propores relativas para classes de cobertura do espao da Subprefeitura S So Paulo. sus (2013) na subprefeitura S So Paulo, obtidas pelas ima