estudo do campo tÉrmico e das ilhas de calor …w3.ufsm.br/ppggeo/files/dissertacoes_2005/alexandre...

UFSM

Dissertação de Mestrado

ESTUDO DO CAMPO TÉRMICO E DAS ILHAS

DE CALOR URBANO EM SANTA MARIA-RS

Alexandre Pistoia Saydelles

PPGGEO

Santa Maria, RS, Brasil

2005

ESTUDO DO CAMPO TÉRMICO E DAS ILHAS

DE CALOR URBANO EM SANTA MARIA-RS

por


Dissertação de Mestrado apresentada ao Curso de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Geografia e Geociências. Área de Concentração Análise Espacial, Linha de Pesquisa

Sensoriamento Remoto na Geografia da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito

parcial para a obtenção do grau de Mestre em Geografia.

PPGGEO

Santa Maria, RS, Brasil

2005

Ficha catalográfica elaborada por Luiz Marchiotti Fernandes CRB-10/1160 Biblioteca Setorial do Centro de Ciências Rurais/UFSM

Saydelles, Alexandre Pistoia, 1978-

S274e Estudo do campo térmico e das ilhas de calor urbano em Santa

Maria-RS / por Alexandre Pistoia Saydelles ; orientador Maria da Graça Barros Sartori. – Santa Maria, 2005.

xv, 219f. : il.

Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Santa Maria, 2005.

1. Geografia 2. Campo Térmico 3. Sistema de clima urbano 4.

Temperatura 5. Cartograma isotermal 6. Carta Sinótica 7. Variáveis climáticas I. Satori, Maria da Graça Barros, orient. II. Título

CDU: 551.58

iv

Universidade Federal de Santa Maria Centro de Ciências Naturais e Exatas

Programa de Pós-Graduação em Geografia e Geociências

A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova a Dissertação de Mestrado

ESTUDO DO CAMPO TÉRMICO E DAS ILHAS DE

CALOR URBANO EM SANTA MARIA-RS

elaborado por


como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Geografia

COMISSÃO EXAMINADORA:

_________________________________________ Profª. Drª. Maria da Graça Barros Sartori - UFSM

(Presidente/Orientadora)

_________________________________________ Profº. Drº. Waterloo Pereira Filho – UFSM

_________________________________________ Profª. Drª. Inês Moresco Danni-Oliveira - UFPR

Santa Maria, 29 de Março de 2005.

v

MENSAGEM

Como é que se pode comprar ou vender o céu, o calor da terra? Essa idéia nos parece estranha. Se não possuímos o frescor do ar e o brilho da água, como é possível comprá-los?

Cada pedaço desta terra (...). Cada ramo brilhante de um pinheiro, cada punhado de areia das praias, a penumbra na floresta densa, cada clareira e inseto a zumbir são sagrados na memória e experiência de meu povo (...). Somos parte da terra e ela faz parte de nós (...) - todos pertencem à mesma família (...) Os rios são nossos irmãos.(...).

Sabemos que o homem branco não compreende nossos costumes (...). A terra não é sua irmã, mas sua inimiga, e quando ele a conquista, prossegue seu caminho. Rapta da terra aquilo que seria de seus filhos e não se importa. (...). Trata sua mãe, a terra, e seu irmão, o céu, como coisas que possam ser compradas, saqueadas, vendidas (...). Seu apetite devorará a terra, deixando somente um deserto.

(...) A visão de suas cidades fere os olhos do homem vermelho (...). Não há um lugar quieto nas cidades do homem branco. Nenhum lugar onde se possa ouvir o desabrochar de folhas na primavera ou o bater das asas de um inseto.(...) O ruído parece somente insultar os ouvidos.

(...) Ensinem as suas crianças o que ensinamos as nossas que a terra é nossa mãe. Tudo o que acontecer a terra, acontecerá aos filhos da terra. Se os homens cospem no solo, estão cuspindo em si mesmos. (...) a terra não pertence ao homem; o homem pertence a terra. (...) todas as coisas estão ligadas como o sangue que une uma família. O que ocorrer com a terra recairá sobre os filhos da terra.

O homem não tramou o tecido da vida; ele é simplesmente um de seus fios. Tudo o que fizer ao tecido, fará a si mesmo. Mas quando de sua desaparição, vocês brilharão intensamente, iluminados pela força do Deus que os trouxe a esta terra e por alguma razão especial lhes deu o domínio sobre a terra (...). É o final da vida e o início da sobrevivência.

Parte da resposta do Cacique Seattle ao Governo dos

Estados Unidos que tentava comprar as suas terras (1854).

vi

Este Trabalho é dedicado:

À minha Família, em especial aos meus pais Eitor e

Marisa;

À Daniela Rodriguez Mariano;

E a cidade de Santa Maria-RS.

vii

AGRADECIMENTOS

A realização deste trabalho só foi possível graças à colaboração de algumas

pessoas e Instituições as quais neste momento gostaria de agradecer.

- A Capes (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) pela

bolsa de estudo concedida durante toda a realização deste curso;

- Aos meus pais Eitor e Marisa e irmãos Alessandro e Leandro, pela família unida

que somos;

- À Daniela Rodriguez Mariano pelo amor e carinho, pois mesmo em outra cidade

esteve sempre ao meu lado em todos momentos deste trabalho;

- À minha orientadora Profª. Drª. Maria da Graça Barros Sartori, pelo incessante

apoio, auxílio e valiosas orientações em todas as etapas deste trabalho;

- Ao Profº. Drº. Pedro Roberto Azambuja Madruga do Curso de Geomática-

UFSM, e Vanderlei Secretti pelo indispensável auxílio no processamento da imagem

termal;

- A Érika Collischonn, pela valiosa conversa sobre processamento de imagens

termais e empréstimos de materiais bibliográficos;

- A Regina Saydelles, Gelson Amarante, Maria Olívia Sá, Antão Rodriguez da

Silva, Adão Pereira, Miraci Pereira, os vigias do Cemitério Municipal de Santa Maria,

os Sargentos e oficiais da 6ª BIA, o amigo Marcelo Hoer Martinez, José Carlos

Bornhort, Nora Dotto, Victor Vanir da Silva do Centro de encomendas dos Correios, o

Tenente Weber e o Sargento Siqueira do Corpo de Bombeiros de Santa Maria, Ângelo

Roberto S. Montero, a vice-diretora da Escola Estadual Coronel Pilar Lis Venturini e os

porteiros Claudir e Everson Freitas, Maria Maciel, Paula Cassol do Cemitério Santa Rita

de Cássia, o Capitão Elton Colussi do Grupamento da Polícia Rodoviária Estadual de

Santa Maria-RS e a dona Marlene do Posto Santa Lúcia em Camobi, que permitiram a

instalação dos mini-abrigos meteorológicos em suas residências e Instituições, bem

como pelas coletas da temperatura do ar, sem os quais a etapa mais importante deste

trabalho não se realizaria.

- Aos colegas do Laboratório de Estudos Ambientais (L.E.A.) do Curso de

Geografia da UFSM.

viii

SUMÁRIO

Mensagem..........................................................................................................................v

Dedicatória.......................................................................................................................vi

Agradecimentos...............................................................................................................vii

Lista de Quadros...............................................................................................................xi

Lista de Figuras...............................................................................................................xii

Lista de Anexos..............................................................................................................xiv

Resumo............................................................................................................................xv

Abstract...........................................................................................................................xvi

CAPÍTULO I:................................................................................................................01

1 – INTRODUÇÃO.......................................................................................................01

2 – OBJETIVOS............................................................................................................08

2.1 - Objetivo Geral...................................................................................................08

2.2 - Objetivos Específicos........................................................................................08

CAPÍTULO II:...............................................................................................................10

3 – REVISÃO DA LITERATURA...............................................................................10

3.1 - Do Sítio e do Espaço Urbano............................................................................10

3.2 - Do Clima Urbano..............................................................................................15

3.3 - Das Características do Clima Urbano...............................................................22

3.4 - Das Características das Ilhas de Calor Urbano.................................................27

3.5 - Das Escalas de Abordagens do Clima...............................................................40

3.6 - Da Dinâmica Atmosférica.................................................................................50

3.6.1 - A Circulação Atmosférica da América do Sul na Escala Zonal.....................51

3.6.2 - A Dinâmica Atmosférica Secundária na Região Sul do Brasil......................53

3.7 - Do Sensoriamento Remoto................................................................................59

3.7.1 - Do Sensoriamento Remoto aplicado aos estudos Climáticos........................62

ix

3.7.2 - Do Sensoriamento Remoto Aplicado aos estudos de Campo Térmico e das

Ilhas de Calor Urbano......................................................................................................64

CAPÍTULO III:.............................................................................................................73

4 – PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS..........................................................73

4.1 - Primeira Fase.....................................................................................................74

4.2 - Segunda Fase.....................................................................................................76

4.2.1 - A análise espacial...........................................................................................77

4.2.2 - A análise do campo térmico e das condições atmosféricas............................79

4.2.2.1 - O emprego de imagens de satélite na identificação do campo térmico e da(s) ilha(s) de calor urbano............................................................................................81

4.2.2.2 - Os levantamentos de campo das temperaturas do ar...................................85

4.3 - Terceira Fase.....................................................................................................96

CAPÍTULO IV:.............................................................................................................97

5 - CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA..........................................................................97

5.1 - Aspectos históricos e funcionais.......................................................................97

5.2 - Os sistemas atmosféricos regionais e o clima da região de Santa Maria........100

5.3 - Os condicionantes na configuração do campo térmico e da(s) ilha(s) de calor

urbano em Santa Maria..................................................................................................111

5.3.1 - Os Condicionantes Geoecológicos...............................................................111

5.3.2 - Os condicionantes Geourbanos....................................................................117

CAPÍTULO V:.............................................................................................................125

6 – ANÁLISE DOS RESULTADOS..........................................................................125

6.1 - Análise das condições atmosféricas: Tipos de Tempo dos dias que antecederam

o imageamento termal no dia 19/06/2002.....................................................................125

6.2 - O Campo Térmico de Superfície no dia 19/06/2002: Níveis Mesoclimático e

Topoclimático................................................................................................................130

6.2.1- Identificação e Análise do Campo Térmico de Superfície a nível

Mesoclimático...............................................................................................................131

6.2.2- Identificação e Análise do Campo Térmico de Superfície a nível

Topoclimático................................................................................................................136

6.3 - Análise dos Experimentos de Campo..............................................................149

x

6.3.1 - Experimentos de campo no dia 04/08/2004: Análise das Condições

Atmosféricas..................................................................................................................149

6.3.2 - Experimentos de Campo do dia 04/08/2004: Análise do Campo Térmico e

das Ilhas de Calor Urbano sob condições de Tempo de fase Pré-Frontal.....................154

6.3.3 - Experimentos de Campo do dia 10/08/2004: Análise das Condições

Atmosféricas..................................................................................................................168

6.3.4 - Experimentos de Campo do dia 10/04/2004: Análise do Campo Térmico e

das Ilhas de Calor Urbano sob Condições de Tempo de Domínio Polar......................173

CAPÍTULO VI:...........................................................................................................187

7 – CONSIDERAÇÕES FINAIS................................................................................187

CAPÍTULO VII:..........................................................................................................194

8 – BIBLIOGRAFIA...................................................................................................194

ANEXOS.......................................................................................................................219

xi

LISTA DE QUADROS

QUADRO 01: Mudanças climáticas produzidas pela cidade..........................................25

QUADRO 02: Exemplos de ilhas de calor urbano de forte intensidade.........................36

QUADRO 03: Aplicações do sensoriamento remoto em estudos de clima urbano........67

xii

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 01: Localização da área de estudo e situação da cidade no RS.........................7

FIGURA 02: Representação da atmosfera urbana...........................................................27

FIGURA 03: Perfil da Ilha de calor urbana.....................................................................28

FIGURA 04: Secção Transversal de uma Ilha de Calor Urbano.....................................32

FIGURA 05: Circulação atmosférica na América do Sul: Centros de Ação...................52

FIGURA 06: Sistemas de Circulação Atmosférica Perturbada na Região Sul...............57

FIGURA 07: Princípio físico do Sensoriamento Remoto...............................................61

FIGURA 08: Albedos dos Materiais Urbanos.................................................................70

FIGURA 09: Dimensão do pixel TM e seu recobrimento em ambiente urbano e

rural..................................................................................................................................71

FIGURA 10: Fotografia do mini-abrigo meteorológico..................................................87

FIGURA 11: Localização dos Pontos na Rede Fixa de Observação na Malha Urbana de

Santa Maria-RS................................................................................................................89

FIGURA 12: Histogramas representativos da participação dos Sistemas atmosféricos na

região de Santa Maria, RS.............................................................................................103

FIGURA 13: Mapa hipsométrico de Santa Maria e municípios vizinhos.....................113

FIGURA 14: Quadro Geoecológico de Santa Maria-RS...............................................115

FIGURA 15: Mapa da Densidade Populacional Urbana de Santa Maria......................119

FIGURA 16: Mapa de Uso e Ocupação do Solo Urbano de Santa Maria.....................120

FIGURA 17: Análise das condições meteorológicas na semana que antecedeu e no dia

do imageamento realizado pelo satélite (dias 13 à 19/06/2002)....................................127

FIGURA 18: Imagem do Satélite GOES-8, Infravermelho, do dia 19/06/2002 às 9hs

local (horário aproximado do imageamento termal do Landsat 7ETM+).....................129

FIGURA 19: O campo térmico de superfície da área de estudo ao nível Mesoclimático:

estimado a partir da Banda Termal do Satélite Landsat 7 ETM, do dia 19/06/2002.....132

xiii

FIGURA 20: O campo térmico de superfície da área de estudo ao nível Topoclimático:

estimado a partir da Banda Termal do Satélite Landsat 7 ETM+, do dia

19/06/2002.....................................................................................................................138

FIGURA 21: Divisão Administrativa dos bairros de Santa Maria-RS..........................138

FIGURA 22: Condições atmosféricas entre os dias 01 e 04/08/2004...........................151

FIGURA 23: Imagem do Satélite GOES-12, infravermelho, do dia 04/08/2004 às 18h

(GMT)............................................................................................................................153

FIGURA 24: O campo térmico de Santa Maria-RS, do dia 04/08/2004 (A: 9h, B: 12h e

C: 15h)...........................................................................................................................155

FIGURA 25: O campo térmico de Santa Maria-RS, do dia 04/08/2004 (A: 18, B:

21h)................................................................................................................................164

FIGURA 26: Análise das condições atmosféricas nos dias 05 a 10/08/2004...............169

FIGURA 27: Imagem do Satélite GOES-12, no infravermelho, do dia 10/08/2004 às

16h (GMT).....................................................................................................................172

FIGURA 28: O campo térmico de Santa Maria-RS, do dia 10/08/2004 (A: 09h, B: 12h,

C: 15h)...........................................................................................................................174

FIGURA 29: O campo térmico de Santa Maria-RS, do dia 10/08/2004 (A: 18h, B:

21h)................................................................................................................................182

xiv

LISTA DE ANEXOS

ANEXO I - Temperaturas do Ar do dia 10/08/2004 – a partir da Rede Fixa de

Observação....................................................................................................................220

ANEXO II - Temperaturas do Ar do dia 10/08/2004 – a partir da Rede Fixa de

Observação....................................................................................................................221

xv

RESUMO Dissertação de Mestrado

Programa de Pós-Graduação em Geografia e Geociências Universidade Federal de Santa Maria

ESTUDO DO CAMPO TÉRMICO E DAS ILHAS DE CALOR URBANO EM SANTA MARIA-RS

Autor: Alexandre Pistoia Saydelles Orientadora: Prof.ª Dr.ª Maria da Graça Barros Sartori

Data e Local da Defesa: Santa Maria, 29 de Março de 2005.

Este trabalho tem como objetivo analisar o campo térmico e as ilhas de calor urbano de Santa Maria e seu entorno, relacionando seus comportamentos térmicos e espaciais através da interação das variáveis urbanas e naturais, frente à imposição de tipos de tempos oriundos de condições sinóticas de fase Pré-Frontal e de Domínio Polar, no inverno. O canal de percepção climática termodinâmico do Sistema Clima Urbano proposto por Monteiro (1976) serviu de embasamento teórico-metodológico preliminar e na tentativa de se alcançarem os objetivos propostos o trabalho foi desenvolvido em três fases. A primeira consistiu na elaboração dos objetivos da pesquisa. A segunda subdivide-se em dois momentos, que consistem na análise espacial, através da elaboração de cartas temáticas, que caracterizaram as variáveis geoecológicas e geourbanas da área estudada. E a análise do campo térmico, a meso e topoclima na qual empregou-se a imagem do Satélite Landsat 7 ETM, do dia 19/06/2002. No estudo das ilhas de calor urbano foram realizados experimentos de campo junto à malha urbana, onde foram distribuídos 19 mini-abrigos meteorológicos para a mensuração das temperaturas do ar nos horários das 09, 12h, 15h, 18 e 21h, nos dias 04/08/2004 e 10/08/2004. As informações sobre a temperatura do ar foram espacializadas em cartogramas isotermais através do programa Surfer6. Na definição dos tipos de tempo nos dias da imagem termal e das observações de campo foram elaborados gráficos de análise rítmica com dados meteorológicos diários obtidos na Estação Meteorológica de Santa Maria e imagens do Satélite GOES-E. A terceira fase deste trabalho consistiu na análise dos resultados a partir da interpretação da cartografia térmica digital de superfície, onde se constatou que os fatores de ordem geográfica (relevo, vegetação e altimetria) aliado aos usos dos solos rurais controlam as respostas térmicas mesoclimáticas. A maior diversificação das respostas térmicas deu-se a topoclima em virtude dos fatores naturais e urbanos e pelo posicionamento do Sol no horário do imageamento, que definiram quatros situações térmicas distintas sendo: Áreas mais aquecidas, com temperaturas entre 17° e 19°C; Áreas com temperaturas moderadas, entre 15° e 18°C; Áreas com temperaturas mais brandas, entre 13° e 17°C; e Áreas com temperaturas baixas, entre 10° e 16°C. Na análise dos experimentos de campo, constatou-se que no primeiro momento em virtude da atuação do “Vento Norte” na dissipação das respostas térmicas não houve a formação de significativas “Ilhas de Calor Urbano” (ICU). No entanto, no segundo dia sob condições sinóticas de domínio de Polar, a cidade registrou a formação de (ICU) de elevada magnitude em todos os horários de observação, bem como a maior amplitude térmica centro-periferia de 10°C às 12h. Assim, pode-se afirmar que a imposição dos sistemas atmosféricos regional atua diretamente na definição do campo térmico e na formação das (ICU), devendo ser considerado para efeito de um melhor planejamento urbano e no maior entendimento das variáveis climáticas locais.

xvi

ABSTRACT Dissertação de Mestrado

Programa de Pós-Graduação em Geografia e Geociências Universidade Federal de Santa Maria

THERMAL FIELD AND URBAN HEAT ISLANDS ESTUDY IN SANTA MARIA-RS Autor: Alexandre Pistoia Saydelles

Orientadora: Prof.ª Dr.ª Maria da Graça Barros Sartori Data e Local da Defesa: Santa Maria, 29 de Março de 2005.

The objective of this work was to analyze the thermal field and the urban heat islands in Santa Maria and its surroundings, relating their thermal and spatial behaviors throughout both urban and natural interaction, facing the imposition of types of weather originated from Prefrontal Phase and Polar Domain atmospheric conditions, during the winter. The Thermal Dynamic Urban Weather System climatic perception channel, indicated by Monteiro (1976), was used as preliminary theoretical-methodological foundation. The study was developed in three phases. The first one was centered in elaborating the research goals. The second one was divided into two parts that consisted in the spatial analysis by elaborating thematic mapper, with the objective of making it possible to characterize geo-ecological and geo-urban variants inside the area in study, also in the analysis of the thermal field, in the MESO and TOPO weather scales, using image from the Landsat 7 ETM Satellite, on 06/19/2002. Field experiments inside the city were made in order to study the urban heat islands, in which 19 mini meteorological shelters were distributed with the objective of measuring the air temperature at 09h, 12h, 15h, 18h and 21h, on 08/04/2004 e 08/10/2004. Information on the air temperature was spatialized in isothermal cartograms over the Surfer6 program. Rhythmical analysis charts with daily meteorological data taken from the Santa Maria Meteorological Station, plus images from the GOES-E Satellite were elaborated to defined the types of weather traced in the days of the thermal image and from field observation. The third phase of this work consisted in the analysis of the results from the interpretation of the digital thermal cartography of surface, in which was possible to discern that the factors relief, vegetation, altimetry and use of rural soils control the mesoclimatic thermal responses. The greatest diversification in thermal responses detected concerned the topoclimate, due to the natural and urban factors, also to the Sun position during the imaging time, which have defined four distinct thermal situations: Warmer areas, with temperatures between 17° and 19°C; Moderate temperature areas, between 15° and 18°C; Mild temperature areas, between 13° and 17°C; and Lower temperature areas, between 10° and 16°C. Analysing the field experiments, it was possible to discern that on 08/04, due to the “North Wind” action in the dissipation of the thermal responses, there was no significant formation of “Urban Heat Islands” (UHI). Although, on the second day (08/10), under summarized Polar Domain conditions, the city registered UHI formation of high magnitude at every hour of observation, as well as the highest center-periphery thermal amplitude (10°C, at 12h). This way, it is possible to assert that the imposition of regional atmospheric systems acts directly in the definition of the thermal field and in the UHI formation, therefore being considered to effectuate a better urban planning and a greater understanding of the local climatic variants.

CAPÍTULO I

1 - INTRODUÇÃO

A partir da Revolução Industrial ocorrida na Europa no século XVIII,

evidenciou-se no mundo inteiro o processo de urbanização e crescimento

das cidades.

No entanto, a intensidade do adensamento urbano e populacional

atingiu seu auge somente do século XX, caracterizando-se como o século

da urbanização, através do desenvolvimento do capitalismo financeiro,

onde as cidades apresentam o fenômeno da formação das metrópoles e

megalópoles, responsáveis pela interligação de um conjunto de cidades

através da expansão de suas malhas urbanas.

Segundo dados do relatório do desenvolvimento humano (ONU,

1995), a taxa de urbanização no início da Revolução Industrial não passava

de 2%, em 1960 a população que vivia em cidades atingiu 34% e 44% em

1992, sendo que já no início do século XXI a população urbana mundial

deverá superar os 50%.

O processo de urbanização ocorrido nos países desenvolvidos deu-se

de forma lenta, gradual e planejada, porém, nos países subdesenvolvidos

ocorreu de forma rápida e em geral sem nenhuma orientação.

No caso do Brasil, este acelerado crescimento urbano ocorreu não

apenas pelo crescimento vegetativo da população, mas principalmente pelo

êxodo rural, responsável tanto pela expansão das grandes cidades, quanto

pelo surgimento e evolução de inúmeras outras cidades de médio e pequeno

Capítulo I - Introdução 2

porte. Para Santos (1991, p.42) “das vinte e seis cidades mundiais com

mais de cinco milhões de habitantes em 1980, dezesseis estão nos países

subdesenvolvidos e por volta do ano 2000 das sessenta cidades com essa

população no mundo inteiro, quarenta e cinco estarão no terceiro mundo.”

Assim, pode-se afirmar que, no decorrer do processo da evolução

humana como sociedade, as cidades vieram a se constituir nos principais

centros das atividades humanas. Tornaram-se palco de intensas relações

políticas, econômicas e comerciais, as quais proporcionaram o

desenvolvimento de extensos aglomerados humanos e urbanos, com

formas, funções e estruturas condizentes a estas atividades.

No entanto, os fluxos de pessoas, bens, capitais e mercadorias

existentes e originadas através das relações de produção e reprodução

econômica, transformaram e degradaram o espaço ambiental-natural e

urbano. Assim, conforme Lombardo (1985, p.17), “a cidade caracteriza-se,

por ser a maior expressão social do espaço produzido, transformada e

adaptada para atender as necessidades dos seres humanos”.

Desta forma, a acelerada urbanização engendrou consideráveis

alterações na atmosfera urbana, o que levou inúmeros pesquisadores a

observar que o ambiente das cidades torna-se menos sadio numa proporção

diretamente oposta a intensificação da expansão urbana.

Neste aspecto, segundo Mendonça (1994, p.7):

Ao construir cidades os homens engendram enorme quantidade de novos materiais, equipamentos e seres vivos no ambiente natural originando um novo ambiente, e que a intensidade das alterações imprimidas no ambiente precedente será razão direta da


qualidade e quantidade dos elementos nele introduzidos.

Sendo assim, os efeitos resultantes destas transformações no meio

ambiente afetarão diretamente a população local causando-lhes sensação de

desconforto ambiental, pois conforme observa Santos (1981,p.43) “as

condições ambientais das cidades quando são ultrajadas, criam uma

natureza hostil”.

Estas alterações causadas no espaço natural pelas cidades

proporcionam a formação de um clima urbano e de vários microclimas

urbanos, derivados, principalmente, das seguintes alterações no ambiente

físico-natural: retirada da cobertura vegetal e substituição por áreas

construídas; introdução de novas formas no relevo; concentração de

edificações (verticalização da topografia urbana), que em conjunto

aumentam a rugosidade urbana; concentração de equipamentos e pessoas

que através das atividades diárias liberam calor antropogênico na atmosfera

aumentando a temperatura do ar; impermeabilização do solo; canalização

do escoamento superficial; lançamento concentrado e acumulado de

partículas e gases na atmosfera pela combustão dos veículos e indústrias; e

produção de energia artificial (Geiger, 1961; Mendonça, 1994; Sant’anna

Neto & Zavatini, 2000).

Assim, estas transformações irão se refletir diretamente no clima

urbano, alterando, sobretudo os níveis de umidade do ar e precipitações, o

balanço térmico urbano e na formação de ilha(s) de calor. As trocas de

energia entre o centro e a periferia das cidades alteram a circulação dos

ventos, dando origem a um ambiente muitas vezes insalubre e inóspito ao

pleno desenvolvimento das atividades humanas, comprometendo a


sensação de bem–estar e o conforto térmico da população, bem como a

qualidade do ar.

A maior importância atribuída ao estudo da(s) ilha(s) de calor urbano

pode ser compreendida quando se observa, conforme Oke (1978, p.254),

que “o ar na camada urbana é usualmente mais quente que nas áreas

vizinhas. Este efeito de ilha de calor urbano é o mais bem documentado

exemplo de modificação climática involuntária”.

Em locais de latitudes médias ou de clima temperado, a ilha de calor

urbano pode ter um efeito benéfico, uma vez que reduz a sensação de

desconforto térmico gerado pelas baixas temperaturas no inverno, bem

como o consumo de energia utilizada na geração de aquecimento artificial.

Mas, segundo Oliveira (1991, p.37), “constitui-se em ameaça à saúde

humana nos climas tropicais, porque a temperatura média do ar pode

atingir valores insuportáveis”.

Assim, no tocante a estas alterações no ambiente natural das cidades,

o presente trabalho traz como proposta a análise das oscilações das

temperaturas da superfície e do ar e das ilhas de calor urbano em Santa

Maria-RS, frente à imposição de dois tipos de tempos típicos do período de

inverno na região, porém contrastantes quanto às características de seus

elementos meteorológicos. O primeiro sob condições sinóticas de domínio

Pré-Frontal, com o estabelecimento de um “vento norte” de forte

intensidade, e o segundo sob domínio de uma Massa Polar Atlântica

(M.P.A.), que conferiu a região central do RS, tempo bom, céu limpo,

calmaria e máxima insolação.

Desta forma, na tentativa de se analisar o ajustamento da cidade em

estudo através de suas respostas térmicas frente à atuação dos sistemas


atmosféricos regionais, esta dissertação foi estruturada através de cinco

capítulos seqüenciais.

O capítulo I consistiu na elaboração dos objetivos a serem alcançados

pelo estudo, os quais nortearam todo o desenvolvimento do mesmo, muitos

dos quais construídos a partir da vivência na realidade local.

No capítulo II, realizou-se um amplo levantamento bibliográfico a

cerca da temática em questão, onde se buscou tanto na literatura nacional

como na internacional as bases e argumentações sólidas a respeito dos

conceitos sobre todos os temas envolvidos no estudo, entre eles: o clima

urbano, o campo térmico das cidades e as ilhas de calor e a utilização da

termografia infravermelha na climatologia urbana.

O capítulo III consistiu na elaboração dos procedimentos

metodológicos empregados no desenvolvimento da pesquisa. Nesta etapa,

foram definidas as técnicas empregadas no processamento da imagem

termal utilizada na interpretação do campo térmico de superfície, bem

como na elaboração dos métodos utilizados nos experimentos de campo

junto à malha urbana, na obtenção das informações sobre o comportamento

das temperaturas do ar.

O capítulo IV correspondeu à caracterização geográfica da área em

estudo, a partir da qual foram enquadradas às características geourbanas e

geoecológicas da cidade e parte de seu entorno, indispensáveis ao

entendimento de seu campo térmico.

O capítulo V correspondeu às análises e discussões dos resultados

propriamente dito, onde se procurou sintetizar as informações do campo

térmico com seus condicionantes espaciais, a partir de duas etapas lógicas e

seqüenciais. A primeira consistiu na análise e interpretação do campo


térmico de superfície ao nível mesoclimático e topoclimático, através de

uma imagem termal do satélite Landsat 7 ETM + do dia 19/06/2002 (banda

6); A segunda, no estudo do campo térmico e das ilhas de calor urbano,

frente à imposição de dois sistemas atmosféricos na região, através de

dados obtidos em experimentos de campo. Estes, por sua vez, realizados a

partir de uma rede fixa de observação, onde foram instalados 19 mini-

abrigos meteorológicos por toda a área urbana em estudo.

O capítulo VI consistiu nas considerações finais sobre o estudo

realizado, buscando sistematizar os resultados obtidos, enfatizando as

principais características e configurações do campo térmico e das ilhas de

calor urbano, sob a atuação dos dois sistemas atmosféricos estudados, na

tentativa de gerar subsídios que auxiliem no planejamento urbano e

ambiental da cidade.

A realização desta pesquisa foi motivada pelo fato de Santa Maria

ainda carecer de investigações desta natureza, salvo os experimentos

realizados por Sartori (1979), que atestaram a ocorrência deste fenômeno

em situações sinóticas pré-frontais, e também porque os efeitos da(s) ilha(s)

de calor, entre outros fatores, são considerados responsáveis pela qualidade

da vida e, principalmente, pelo conforto térmico de seus habitantes.

A cidade de Santa Maria, objeto deste estudo, está situada na região

central do Estado do Rio Grande do Sul, na denominada Depressão

Periférica Sul-rio-grandense, delimitada pelas coordenadas geográficas

29°39’53” a 29°43’56” de Latitude Sul e 53°50’22” a 53°45’ de Longitude

Oeste (Figura 1).


54°15’20” 52’20” 42’30”

0 50 100 300 500 metros

50’ 47’30” 45’

228 0 228 456 684KmEscala aproximada

N

N

40’00”

42’30”

29°45’00”

Elaborador: Alexandre Pistoia Saydelles

FIGURA 1: Localização da área de estudo e situação da cidade no RS.

Capítulo I – Introdução 8

2- OBJETIVOS

Diante das considerações já mencionadas sobre as alterações impostas

ao ambiente natural pelo desenvolvimento das atividades humanas nas

cidades, bem como da importância de se considerar a imposição dos

sistemas atmosféricos de atuação regional nas respostas térmicas das áreas

urbanas, traçaram-se os seguintes objetivos que permitiram desenvolver as

diretrizes necessárias ao pleno desenvolvimento desta pesquisa.

2.1- OBJETIVO GERAL

Analisar o campo térmico e o fenômeno das ilhas de calor urbano de

Santa Maria-RS e seu entorno, relacionando suas oscilações térmicas e

espaciais a partir da interação das variáveis urbanas e naturais, frente à

imposição de tipos de tempos oriundos de condições sinóticas de fase Pré-

Frontal e de Domínio Polar, no inverno.

2.2- OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Espacializar os valores de temperaturas do ar intra-urbano, obtidos

em experimentos de campo, através de cartas isotérmicas;

- Analisar e interpretar o campo térmico da superfície urbana e seu

entorno, através do emprego da termografia infravermelha termal;

Capítulo I – Introdução 9

- Relacionar as oscilações do campo térmico da(s) ilha(s) de calor

urbano com a dinâmica atmosférica regional, através da análise das

condições atmosféricas regionais no período correspondente à imagem de

satélite e às observações de campo, no inverno.

CAPÍTULO II

3. REVISÃO DA LITERATURA

3.1 – Do Sítio e do Espaço Urbano

Através do processo da urbanização, as cidades constituíram-se no

principal cenário do desenvolvimento das relações humanas. Ambiente em

que se processam as relações sociais, econômicas e culturais de uma

determinada época e sociedade, onde os processos de produção provocam

constantes modificações no espaço urbano e por conseqüência no clima

urbano.

Assim, para melhor compreender o ambiente climático interno das

cidades, é indispensável o entendimento das complexas relações existentes

entre seu sítio urbano e as diversas funções desenvolvidas no espaço

urbano (expressas através do uso e ocupação do solo urbano), na análise

climática local e no planejamento urbano.

A maioria dos estudos relacionados ao clima urbano desenvolveram-

se sem considerar as diferentes características do espaço urbano, sendo que

na identificação das diferenças termo-higrométricas eram traçadas isolinhas

considerando a cidade como um todo. Mendonça (1994, p. 24) afirma que

“poucos estudos se basearam no detalhamento prévio das diferenças do

sítio e do uso do solo urbano como suporte para a compreensão da

formação do clima derivado dos diferentes arranjos espaciais da cidade”.

Capítulo II – Revisão da Literatura 11

Monteiro (1990) também enfatiza a importância do conhecimento das

particularidades do sítio e do espaço urbano decorrente na compreensão da

análise climática intra-urbana, bem como a detalhada representação

cartográfica como suporte ao estudo do clima urbano.

A caracterização e identificação dos elementos que compõem o

cenário das relações do ambiente urbano revestem-se de extrema

importância, uma vez que, quanto mais detalhada for, mais subsídios

fornecerá para a definição dos agentes causadores e/ou modificadores do

clima da cidade, o que possibilitará uma intervenção no ambiente urbano o

mais consciente possível.

Conforme Mendonça (1994, p. 24):

A formação de condições climáticas intra-urbanas, derivadas diretamente da heterogeneidade tanto do sítio quanto da estruturação e funcionalidade urbanas, gerando paralelamente ao clima da cidade (clima local/urbano), bolsões climáticos intra-urbanos diferenciados (ilhas de calor, ilhas de frio, mesoclimas, topoclimas e microclimas) carece ainda de mais atenção dos estudiosos do clima das cidades.

Neste sentido, inúmeros pesquisadores demonstraram esta

preocupação com o detalhamento do embasamento geográfico para o

estudo do clima urbano no Brasil, sendo os mais expressivos os trabalhos

realizados por Monteiro (1976, 1990), Lombardo (1985), Sampaio (1981),

Mendonça (1994), Sartori (1979, 2000). No entanto, com exceção de

Sartori (Op. Cit.) e Mendonça (Op. Cit), que estudaram o clima de cidades

de porte médio, Santa Maria-RS e Londrina-PR respectivamente, os demais


traçaram diretrizes e considerações sobre o detalhamento do ambiente

interno de áreas metropolitanas, onde os fenômenos e elementos do espaço

urbano adquirem grandes dimensões, que ao serem transferidos para os

estudos do clima urbano de cidades de médio e pequeno porte, propiciam

uma interpretação na maioria das vezes não condizentes com a realidade

das mesmas. Dai a importância do conhecimento específico da realidade

intra-urbana e regional de cada cidade, uma vez que cada ambiente, em

decorrência do sítio e das diversas funções desenvolvidas pelo espaço

urbano, gera um clima local não idêntico a outras situações.

Conforme Geiger (1961, p. 508):

De maneira geral pode dizer-se que o clima da cidade depende em grande parte da situação topográfica da mesma (...). É evidente que, numa situação fechada e abrigada dos ventos, num vale, o clima de dentro e de fora da cidade apresentará naturalmente maiores diferenças do que se a cidade estiver situada num planalto exposto ao vento. Situações de encosta ou à beira-mar favorecem determinadas características do clima urbano. Quando se alargam as cidades e ainda mais quando se criam novas cidades, dever-se-ão de antemão tomarem linha de conta, mais do que tem acontecido até hoje, as leis da climatologia urbana que atualmente conhecemos.

Assim, o estudo e o conhecimento do sítio em que o espaço urbano

está assentado é pré-requisito para toda e qualquer ação para efeito de

planejamento urbano e análise climática das cidades, uma vez que o sítio

urbano assume importante papel nas diversas funções que o espaço urbano

apresenta.


Neste sentido o sítio urbano, segundo Mayer (1975, p. 81):

Refere-se à área ocupada pela cidade. Dentre as características de particular importância do sítio contam-se: o relevo, a inclinação e a configuração das áreas caracterizadas, ou não, por água e das regiões costeiras; sua vulnerabilidade a terremotos, deslizamentos de terra, inundações e outras condições catastróficas; sua capacidade de sustentação e sobrecarga, em relação ao leito de rocha firme, à drenagem e as condições microclimáticas.

Para Monteiro (1990), no entendimento das condições climáticas

intra-urbana a compreensão das características do sítio torna-se muito

peculiar, pois o mesmo acaba por influenciar tanto no que diz respeito aos

aspectos biológicos, como principalmente na atmosfera.

O conhecimento das feições topográficas do sítio é de extrema

importância nos estudos climáticos, porque em pequenas distâncias dentro

da própria estrutura interna das cidades existem significativas diferenças de

microclima, oriundos da morfologia do solo, presença ou não de vegetação

e principalmente ocasionada pela ocupação e pavimentação do solo,

gerando alterações térmicas que comprometem a qualidade de vida e o

conforto térmico das cidades.

O sítio urbano também é definido, conforme George (1983, p. 37),

“como o quadro topográfico no qual se enraizou a cidade, pelo menos em

suas origens”. Sendo assim, pode-se afirmar que o sítio urbano é o local

preciso da implantação inicial da cidade, tornando-se rapidamente herança

do passado.


Monteiro (1990 b) afirma que qualquer análise de clima urbano

requer, necessariamente, uma observação detalhada tanto da tipologia do

sítio como dos modelos de morfologia urbana, bem como do imenso

espectro de relações que podem se configurar.

Entende-se que, para se realizar um estudo sistemático das cidades,

bem como de sua estrutura interna, torna-se indispensável o conhecimento

tanto dos aspectos físicos como dos processos conseqüentes das relações

sociais, pois as interações dos aspectos sócio-econômicos com o

embasamento natural produzem um espaço urbano em constante

transformação e dinamismo, tendo que ser entendido ao longo de suas

diferentes fases históricas.

Neste aspecto, a estrutura, a forma e a funcionalidade urbana estão

vinculadas aos aspectos morfológicos e topográficos do espaço urbano.

Assim, não se pode descartar a própria funcionalidade urbana,

desempenhada pelo espaço urbano em detrimento da complexa relação

sítio-edificações. Para Santos (1989, p. 212), “A morfologia do tecido

urbano é reflexo fiel de uma realidade econômica e social definida”.

Para Monteiro (1990), no estudo do clima de uma cidade é

indispensável penetrar no seu interior no sentido de compreendê-la sob o

aspecto social, agente produtor de uma acentuada gama de derivações

progressivas, a ponto de criar um novo ambiente, “edificando” um novo

contexto topográfico em decorrência do complexo e dinâmico caldo

cultural de uma determinada sociedade.

A cidade como forma materializada do trabalho social e do processo

de produção é também uma forma de apropriação do espaço urbano

produzido, que se expressa através do uso e ocupação do solo. Assim, para


Carlos (1992, p. 122), “O processo de produção do espaço urbano é

desigual, e isto aparece claramente na paisagem através do uso do solo,

decorrente do acesso diferenciado da sociedade à propriedade privada da

terra”. Dentro dessa premissa, o espaço de uma cidade capitalista,

conforme Corrêa (1999, p. 7), “constitui-se de diferentes usos da terra

justapostos entre si”. Estes diferentes níveis de utilização do espaço intra-

urbano geram, conforme Santos (1981, p. 173), “duas ou diversas cidades

dentro da cidade”.

Assim, as diversas funcionalidades urbanas, expressas através do uso

do solo urbano, refletem as condições sócio-econômicas e culturais de uma

determinada sociedade, que aliadas à morfologia do sítio urbano, atua

decisivamente no processo gerador e modificador das condições climáticas

intra-urbanas, proporcionando a formação de um clima urbano e de vários

microclimas. Neste sentido, as características geo-ecológicas e urbanas não

podem passar desapercebidas no estudo do clima das cidades, pois,

conforme Monteiro (1990 b), o geógrafo pesquisador do clima urbano, ao

penetrar na trama urbana, deverá observar tanto a morfologia quanto os

diversos aspectos resultantes dos diferentes dinamismos da vida urbana.

3.2- Do Clima Urbano

Conforme já mencionado no sub-item anterior, através da expansão

das malhas urbanas, do adensamento populacional e urbano e da queima de

combustíveis fósseis entre outras atividades humanas oriundas do processo

de urbanização evidenciado no mundo inteiro, os seres humanos alteraram


o ambiente natural e o clima das cidades, tornando-as, na maioria dos

casos, difíceis ao pleno desenvolvimento das atividades humanas nestas

áreas.

Assim, observa-se que, no intuito de expandir as áreas urbanas, os

seres humanos alicerçaram o desenvolvimento e o crescimento das mesmas

no emprego maciço de novos materiais e equipamentos, além do

adensamento populacional, contribuindo para a transformação do espaço

natural.

Conforme Spirn (1995, p.29), “À medida que as cidades crescem em

tamanho e densidade, as mudanças que produzem no ar, no solo, na água e

na vida, em seu interior e a sua volta, agravam os problemas ambientais

que afetam o bem-estar de cada morador”.

Diante destas situações, após a 2ª Guerra Mundial, surgiram inúmeros

estudos voltados à qualidade ambiental das cidades, na busca de sugerir

melhores condições de conforto e qualidade de vida a toda população.

Todos os trabalhos desenvolvidos sobre o clima urbano atestam que as

condições climáticas da cidade são extremamente diferenciadas em

comparação com o ambiente atmosférico do meio rural.

Oke (1978, p.247) afirma que “(...) em comparação com a paisagem

circunvizinha a cidade usualmente provoca um enrugamento, aquecimento,

e talvez ressecamento das condições de superfície”.

De acordo com Geiger (1961) e Chorley & Barry (1972), o contraste

térmico entre cidades e seu entorno rural se devem em decorrência da

maior produção direta de calor por combustão.

Os autores afirmam, também, que a partir do consumo de carvão as

grandes cidades alemães produziam um fornecimento médio de calor na


faixa de 40 cal/cm²/dia, segundo as medições de radiação em Hamburgo,

antes de 1956. A radiação solar direta e a radiação difusa fornecem em

conjunto, num dia de dezembro ou janeiro, entre 34 a 50 cal/cm²/dia, e

estes cálculos atestam que a produção de calor doméstico liberado no

inverno é da mesma ordem de grandeza da radiação solar, e que mesmo no

verão não pode ser desprezado.

As más qualidades do ambiente atmosférico nas cidades são relatadas,

segundo Spirn (1995), desde o período romano, em que os odores de

cozinhas enfumaçadas, liberavam uma mescla de vapor e fuligem, gerando

desconforto e mal-estar.

No entanto, os primeiros estudos sobre o clima das cidades ou clima

urbano, foram realizados em Londres, em 1661, onde se constatou que a

poluição produzida pela queima de carvão provocava alterações na

temperatura do ar da cidade. Segundo Spirn (1995), desde 852 d.C.,

Londres já era conhecida pelo ar contaminado. Em 1787, também já se

falava do odor da cidade de Munique e sobre as condições de poluição do

ar, e após a Revolução Industrial foram constatadas modificações do clima,

devido à urbanização e a maior concentração de poluentes.

Em 1833, o químico Howard, em seu livro sobre o clima em Londres,

em três volumes, descreve a contaminação do ar e a ocorrência de

temperaturas mais elevadas na cidade do que nos arredores.

No entanto, a atmosfera urbana só foi mais detalhadamente estudada

no século XX, sobretudo por geógrafos e meteorologistas, em função da

acelerada urbanização e aumento da industrialização ocorrida no mundo

todo e, principalmente, após a 2ª Guerra Mundial. A partir daí,

intensificaram-se e multiplicaram-se os estudos sobre clima urbano,


primeiramente na Europa Ocidental e posteriormente na América do Norte,

em especial sobre a evidente contaminação da atmosfera das cidades.

Em 1937, foi publicada a primeira obra intitulada de “O Clima da

Cidade”. Após pioneiros estudos realizados em Londres, várias pesquisas

foram empreendidas, principalmente em regiões de clima temperado e com

enfoque meramente meteorológico (Monteiro, 1976).

Conforme Geiger (1961), os métodos utilizados, antigamente, pelos

pesquisadores centravam-se na caracterização do clima urbano a partir de

uma série de observações simultâneas no ambiente intra-urbano e no

espaço rural circundante. Este tipo de observação dificilmente conseguia

eliminar a influência adicional da situação topográfica e da vegetação,

mesmo quando era possível homogeneizar as séries de observação.

O autor ainda afirma que somente a partir de 1929 os estudos

ganharam corpo, quando em Viena, com Wilhelm Schimdt, e em

Karlsruche, com Peppler, começaram a se realizar, concomitantemente,

trajetos, no intuito de mensurar os índices de temperatura do ar na cidade

por meio de automóveis, conseguindo-se voltar várias vezes pelo mesmo

ponto do campo de observação e eliminando-se a variação do tempo.

De modo geral, os estudos relacionados ao clima urbano, até

recentemente, foram colocados sob a perspectiva centrada na investigação

dos aspectos meteorológicos, constituindo-se fundamentalmente em avaliar

o índice de degradação do ambiente atmosférico gerado pela atividade

antrópica no espaço urbano (Monteiro,1976).

A exemplo desta vasta produção bibliográfica, tem-se a obra de

Chandler (1965), intitulada “The Climate of London”, que analisou

separadamente os elementos atmosféricos sobre pressão, tipos de tempo,


ventos, insolação, massas de ar e frentes, não estabelecendo nenhuma

relação entre eles, e sob o viés meteorológico, o que em nenhum momento

desmerece sua obra, pois a mesma constitui-se num clássico da

climatologia urbana, a partir da qual desenvolveram-se inúmeros trabalhos.

Neste aspecto, várias críticas foram levantadas, sobretudo por

geógrafos e climatologistas, pois havia a necessidade de se caracterizar os

elementos constituintes do clima urbano. Entre eles Monteiro (1976, 1990),

que advoga a necessidade de paralelamente às análises meteorológicas

sobre a atmosfera da cidade, penetrar no interior da estrutura urbana,

tomando-a como um “fato geográfico”, altamente derivado das alterações

impostas pelas atividades antrópicas, e conduzida pelos processos

dinâmico-funcionais condicionados pelos aspectos de ordem econômica e

cultural de uma determinada época em que a sociedade está inserida.

Ao aplicar os princípios da teoria da representatividade sistêmica,

preconizada por Ludwig Von Bertalanffy, alicerçada na análise rítmica da

circulação atmosférica regional, através da identificação dos tipos de

tempo1, Monteiro (1976) propôs uma metodologia específica para o estudo

do clima das cidades, definindo-o de Sistema Clima Urbano (SCU).

A partir desta proposição teórico-metodológica, o clima urbano pode

ser definido, segundo Monteiro (1990, p.11), “como um sistema complexo,

aberto, adaptativo que, ao receber energia do ambiente maior no qual se

insere, a transforma substancialmente a ponto de gerar uma produção

exportada ao ambiente”.

O Sistema Clima Urbano – SCU, subdivide-se em três subsistemas: o

Termodinâmico, o Físico-Químico e o Hidrodinâmico, sendo que cada um

1 Apoiado na perspectiva do ritmo climático proposto por SORRE (1943).


desses subsistemas corresponde, respectivamente, a um canal de percepção

climática: o Conforto Térmico, a Qualidade do Ar e o Impacto Meteórico.

Assim, ao lançar sua proposta teórico-metodológica, através de uma

abordagem geográfica, enfocando a circulação atmosférica regional para o

estudo do clima urbano, Monteiro (1976) proporcionou um novo rumo à

climatologia geográfica.

Neste aspecto, Mendonça (1994, p.10) afirma que “foi a partir da

concepção de dinâmica atmosférica e de sua inter-relação com as atividades

humanas, enquanto fator de causa e efeito de sua alteração, que o clima em

geral, e o urbano em particular, passaram a ser tratados sob um enfoque

mais geográfico”.

Outros importantes conceitos surgiram para a análise do clima urbano.

Oke (1978) introduziu o conceito do “Sky View Factor” (configuração de

céu ou fator céu visível), inicialmente utilizado na biologia para estudos da

radiação em áreas florestadas, e também utilizados por Olgyay (1973) para

estudos em ambientes arquitetônicos.

A adoção deste conceito em climatologia urbana serve para

caracterizar a chamada “geometria urbana”. O “Sky View Factor”,

constitui-se na quantificação do índice de “abertura” ou “fechamento” para

o céu de determinados pontos da superfície terrestres (neste caso áreas

urbanas), para que se realizem as trocas de energia naquele ponto. De

acordo com Mendonça (1994), o conceito de “Sky View Factor”,

relacionado com a cobertura da superfície urbana pelas edificações e

vegetação urbana, o efeito-oásis ou frescor, derivado de áreas verdes

urbanas e o papel da mistura dos solos, atua decisivamente na formação das

ilhas de calor.


Neste sentido, Sakamoto (2001) afirma que as variações da

temperatura junto à superfície estão relacionadas com as variações na

disponibilidade de céu, as quais podem determinar variações térmicas

significativas, influenciando principalmente na intensidade da “ilha de

calor”.

No Brasil, também despontaram alguns estudos nesta perspectiva,

após a década de sessenta, quando a degradação da qualidade ambiental das

cidades já se fazia sentir na qualidade de vida de seus habitantes.

No entanto, somente a partir da década de setenta que as pesquisas

voltadas ao clima urbano no Brasil registram os primeiros trabalhos, entre

eles pode-se destacar os pioneiros desenvolvidos sob o enfoque da

climatologia geográfica: Sartori (1979), em Santa Maria-RS, Sampaio

(1981) em Salvador-BA, Lombardo (1985) em São Paulo-SP, Hasenack

(1986) em Porto Alegre-RS e Danni-Oliveira (1987) entre outros.

Porém, apesar de quase três décadas de estudos sobre a temática do

clima urbano, ainda é incipiente o conhecimento sobre a realidade climática

da maioria das cidades brasileiras, bem como o número de proposições

teórico-metodológicas para o estudo do clima urbano de cidades tropicais e

equatoriais ainda é muito pequeno.

Neste caso, um levantamento de dados realizados por Mendonça

(1994), com base em Monteiro (1976, 1984 e 1991), Lombardo (1985),

Imamura-Bornstein (1992), evidencia a baixa representatividade

bibliográfica da climatologia brasileira, frente à climatologia internacional.


3.3 – Das Características do Clima Urbano

Os processos derivados da urbanização alteram as propriedades

térmicas e hidrológicas da superfície terrestre, que, por conseqüência,

modificam também o balanço de radiação na superfície das áreas urbanas.

Vários são os fatores que influenciam nas diferenças térmico-

higrométricas entre o urbano e as áreas rurais circunvizinhas, propiciando a

formação de um clima “tipicamente” urbano.

O aumento da temperatura do ar e formação do clima urbano se deve,

em grande parte, ao desenvolvimento das atividades humanas, como:

retirada da cobertura vegetal; aumento do fluxo de pessoas que liberam à

atmosfera calor antropogênico; adensamento das edificações e

pavimentação do solo, que aumentam o escoamento superficial diminuindo

a infiltração; alteração e introdução de novas formas de relevo;

concentração de veículos e indústrias que aumentam a produção artificial

de calor e o lançamento concentrado e acumulado de partículas e gases na

atmosfera, que criam profundas alterações na atmosfera local (Monteiro,

1976; Oke, 1982; Lombardo, 1985 , Mendonça, 1994, entre outros).

Como conseqüência destas alterações no meio natural, têm-se como

resultados os seguintes aspectos, conforme Ayoade (1991, p.300):

A radiação em ondas longas e as de ondas curtas são reduzidas sobre as áreas urbanas. As temperaturas elevam-se, mesmo quando diminui a duração da insolação. A umidade é reduzida, mas há um certo aumento na precipitação e também na quantidade de nebulosidade. Os nevoeiros e neblinas são mais espessos, ocorrendo com mais freqüência e persistência, prejudicando a


visibilidade. A turbulência cresce. Os ventos fortes são desacelerados e os ventos fracos são acelerados à medida que se movimentam nas áreas urbanas.

Entre outros efeitos meteorológicos gerados pelas alterações do

espaço natural, há também os problemas da poluição do ar e do desconforto

térmico e ambiental decorrente. O adensamento das edificações oferece

resistência a livre circulação dos ventos, não permitindo que os mesmos

dispersem as sujeiras e os poluentes, bem como o calor.

Spirn (1995) afirma que na cidade, principalmente nas áreas centrais

que apresentam edificações mais elevadas e maior adensamento das

estruturas urbanas, é mais quente e menos ventilado que nas áreas

periféricas, que se apresentam geralmente com maior presença de

vegetação, sem edificações muito altas e menor adensamento urbano e

populacional. Em decorrência disto há um aumento da temperatura do ar

nessas áreas centrais, e como conseqüência um maior desconforto térmico

nos meses de verão e de consumo de energia, em virtude do uso diário do

ar-condicionado.

A autora ainda afirma que durante ondas prolongadas de calor há,

como conseqüência direta, um maior números de mortes nas áreas centrais

mais quentes do que nas áreas mais frescas dos subúrbios.

Conforme observa Chandler (1976), apud (Lombardo, 1996, p. 32):

Com a substituição das superfícies e formas naturais pelas “artificiais”, o ser humano vem modificando as propriedades físicas e químicas, e os processos aerodinâmicos, térmicos, hidrológicos e de intercâmbio de massa que ocorre na camada limite atmosférica. Em


conseqüência, as propriedades meteorológicas do ar dentro e imediatamente acima das áreas urbanas ficam profundamente modificadas criando um distinto tipo climático, o clima urbano.

As alterações climáticas produzidas pelas áreas urbanas variam de

cidade para cidade, em função da intensidade do uso do solo, do tamanho e

da densidade populacional e também das características geoecológicas,

estando sintetizadas no Quadro 1.

Através da taxonomia proposta por Oke (1976 e 1978), o clima urbano

pode estar compreendido dentro de duas escalas de ocorrência: a da “Urban

Boundary Layer” (Camada Limite Urbana), também denominada por

Givoni (1998) como “Urban Air Plume”. Esta Camada Limite Urbana é

definida, segundo Oke (1976), como sendo a parcela da atmosfera que se

encontra sobre uma área da superfície terrestre urbanizada, governada por

processo de escala local ou meso-escala.

Esta camada desenvolve-se acima do teto máximo dos elementos

urbanos, ou seja, das edificações, das estruturas viárias, representando a

interação da atmosfera com o conjunto da cidade. Sua localização e

características vão depender, principalmente, do vento regional e sua

espessura depende dos processos de aquecimento diário, aliado com as

condições de estabilidade da atmosfera.

Esta camada, conforme Givoni (1998, p. 242):

“(...) is more homogeneous in its properties over the urban area at large. It is defined as that portion of the Planetary Bondary Layer whose


characteristics are affected by the presence of na urban area at is lower bondary”.

Quadro 1: Mudanças climáticas produzidas pela cidade.

Elementos Comparação com a Zona Rural Poluentes

- partículas sólidas 10 vezes mais - bióxido de enxofre 5 vezes mais - bióxido de carbono 10 vezes mais

- monóxido de carbono 25 vezes mais Radiação

- total sobre a superfície horizontal

15 a 20% menos

- ultravioleta, no inverno 30% menos - ultravioleta, no verão 5% menos - duração da radiação 5 a 15% menos

Nebulosidade - cobertura de nuvens 5 a 10% a mais - nevoeiro, no inverno 100% a mais - nevoeiro, no verão 30% a mais

Precipitação - quantidade total 5 a 10% a mais

- dias de chuva com 5 mm 10% a mais - queda de neve 5% menos - dias com neve 14% menos Temperatura - média anual 0,5 a 1,0ºC a mais

- mínimas de inverno 1,0 a 2,0ºC a mais - aquecimento de graus-dia 10% menos

Umidade relativa - média anual 6% menos

- inverno 2% menos - verão 8% menos

Velocidade do vento - média anual 20 a 30% menos

- movimentos extremos 10 a 20% menos - Calmarias 5 a 20% a mais

Fonte: Landsberg (1970) In: Ayoade (1991, p. 301). Adaptação: Saydelles, A.P.


A outra escala de ocorrência é denominada de “Urban Canopy Layer”

(Camada de Cobertura Urbana ou “Dossel” urbano), situada abaixo da

Camada Limite Urbana, no interior da cidade, e desenvolve-se sob

determinadas condições meteorológicas.

A Camada de Cobertura Urbana é governada, segundo Oke (1976, p.

274), “por processos de micro-escala”, e abrange o ar que se encontra entre

a superfície do solo e o teto máximo dos elementos urbanos,

principalmente das edificações, podendo não ser encontrado sobre amplas

áreas verdes e abertas da cidade.

As características desta camada, conforme Oke (1976, p. 274),

“dependem principalmente dos materiais de construção e da geometria

urbana (disposição e dimensões – altura e largura das edificações e vias de

circulação em relação ao movimento aparente do sol.)”, representando,

dessa forma, as interações entre a atmosfera e os elementos urbanos.

Neste sentido, Givoni (1998, p. 242) afirma que:

The specific climatic conditions at any given point within the canopy are determined by the nature of the immediate surrondings. In particular, the materials, geometry, and surface properties of the structures around a given place modify the local ambiente climate. Therefore the meteorological conditions within the urban canopy are very localized.

No entanto, sobre as áreas rurais circunvizinhas se forma, segundo

Sellers & Robinson (1986), a “Urban Plume”, resultante da área urbana

(Figura 2). Porém a precisa localização e dimensões desta camada

divergem em relação a Boundary e a Canopy Layer.


Neste sentido, pode-se afirmar que a qualidade de vida no ambiente

urbano está diretamente vinculada aos processos que ocorrem dentro da

Camada de Cobertura Urbana, sendo estes dependentes da concentração

dos materiais introduzidos no espaço natural das cidades.

A camada atmosférica próxima à superfície terrestre apresenta, como

características, o resultado das interações entre estes dois meios.

Assim, é por meio deste complexo conjunto de inter-relações que o

clima urbano e suas derivações, como o fenômeno da ilha de calor, são

produzidos.

FIGURA 2: Representação da atmosfera urbana. Fonte: Sellers, A.H. & Robinson, P.J. (1986, p. 291).

3.4 – Das Características das Ilhas de Calor Urbano

Considerada por muitos autores como “anomalia térmica”, o

fenômeno das ilhas de calor urbano constitui-se numa das mais notáveis

expressões climáticas, resultante das alterações impostas ao ambiente

urbano.


Diversos estudos sobre o campo térmico das cidades, entre eles os de

Landsberg 1970, Oke 1978, Sampaio 1981, Jauregui 1984, Lombardo

1985, Danni-Oliveira 1987, Martinez 1991, Magee & Wendler 1999, têm

demonstrado que, independentemente da zona climática, nas áreas urbanas

a temperatura do ar é mais elevada do que nas áreas rurais circunvizinhas.

As intensas interações entre a atmosfera e a superfície terrestre

provocam particularidades nas características climáticas do centro da

cidade para a periferia. Segundo Oliveira (1987, p. 314), “as diferenças de

temperatura existentes entre a cidade e seu entorno (...), ocasionaram

diferenças de pressão entre zonas urbanas em que ocorrem as maiores

temperaturas e as áreas periféricas, onde ocorrem as menores

temperaturas”.

Em virtude dessas diferenças de pressão e de emissão de calor dentro

da cidade, há uma tendência de aumento da temperatura do ar da periferia

para o centro (Figura 3), bem como a alteração dos demais elementos

meteorológicos, como umidade do ar, velocidade do vento e precipitação.

FIGURA 3: Perfil da Ilha de calor urbana. Fonte: Site da EPA.( Envitonment Protect Agency), 2003.


No entanto, algumas áreas urbanas como um todo, ou em

determinadas partes do espaço intra-urbano, apresentam temperaturas

inferiores em relação às demais áreas, fenômeno denominado por Oke

(1982) de ilhas de frio ou frescor urbano.

Conforme Spirn (1995, p. 69):

A área central da cidade, com seus edifícios altos e próximos uns dos outros, em ruas estreitas com pátios confinados, forma tipicamente o centro da ilha de calor. Ali, a capacidade térmica dos edifícios e da pavimentação é maior, e menor a circulação do ar. Parques ajardinados e vales de rios, por outro lado, são pontos relativamente mais frios dentro da ilha de calor.

Oke (1979) apud Carnahan & Larson (1990, p. 65), apresentou quatro

fatores de ocorrência das ilhas de calor urbano no âmbito da Urban

Boundary Layer (Camada Limite Urbana), que são:

a)- Calor Antropogênico dos telhados e das aglomerações; b)- Entrada do ar quente resultante da ilha de calor na camada de cobertura urbana; c)- Queda do fluxo de calor sensível da camada estável de cobertura pela convecção de penetração; d)- Convergência do fluxo radiativo de ondas curtas no ar poluído urbano. (tradução minha).

Estes aspectos são resultantes das interações que se processam no

âmbito da camada de cobertura ou “dossel” urbano (Canopy Layer), sendo

esta a responsável pela formação e caracterização das ilhas de calor.


Neste sentido, diversos autores, entre eles Myrup (1969), Eriksen

(1978), Oke (1976, 1978, 1979), Ayoade (1991), Givoni (1998), também

apresentaram inúmeros fatores que contribuem para o desenvolvimento da

ilha de calor urbano, sendo:

• Elevação do afluxo de radiação em decorrência da absorção de ondas

longas e reemissão pela atmosfera urbana poluída;

• A capacidade térmica de calor e a condutividade das superfícies

urbanas, que acarretam absorção da radiação durante o dia e sua

liberação na atmosfera, à noite;

• Redução da perda de radiação de ondas longas dos “canyons urbanos”,

devido à redução do seu Sky View Factor;

• Maior absorção da radiação de ondas curtas devido ao efeito da

geometria dos canyons urbanos;

• Secura das superfícies urbanas que implica em pouca energia usada na

evaporação, sendo a maior parte da energia utilizada para aquecer o ar;

• Redução do resfriamento causado pela diminuição da evaporação,

devido à remoção da vegetação e à impermeabilização da superfície da

cidade;

• Produção de calor antropogênico através da emissão de calor pelas

indústrias, trânsito (combustão de combustíveis fósseis), edifícios, e

metabolismo gerado pelo corpo humano;

• Redução da perda de calor sensível devido à queda no fluxo dos ventos

por causa da fricção com as estruturas urbanas, reduzindo as trocas de ar

da cidade com o ar mais frio da zona rural circundante, afetando os

processos evaporativos que podem contribuir para os resfriamentos;


• Efeito de estufa da camada de poluição sobre as cidades. Há redução na

radiação terrestre infravermelha para o espaço à noite, de modo que a

energia fica conservada dentro da atmosfera urbana, abaixo da camada

de poluição;

• Fonte de calor sazonal: calor oriundo das estruturas urbanas (edifícios,

casas...), no inverno, e calor lançado na atmosfera urbana pelos ar-

condicionados no verão.

Assim, a formação do fenômeno das ilhas de calor urbano está

relacionado com as atividades desempenhadas pelos seres humanos e com

a intensidade dos materiais e novos equipamentos empregados na expansão

das malhas urbanas (concreto, asfaltos, telhados,...), os quais absorvem e

conservam o calor proveniente da radiação solar, não utilizando-o para

executar nenhum outro processo e certamente alimentam positivamente o

aumento da temperatura do ar sobre as cidades.

No entanto, os corpos d’água e as superfícies com cobertura vegetal,

ao absorverem esta mesma radiação solar, utilizam sua maior parte nos

processos de fotossíntese e evapotranspiração, o que, obviamente resulta

numa maior perda de calor absorvido durante o dia.

Muitos estudos realizados sobre o fenômeno das ilhas de calor urbano

revelam que a diferença de temperatura do ar entre o centro da cidade e as

áreas periféricas apresenta-se mais pronunciado à noite, sob certas

condições atmosféricas de vento calmo e céu limpo, ou seja, sem a

presença de nuvens.

Neste sentido, Spirn (1995, p. 68) afirma que:

Durante à noite, o campo perde calor rapidamente para o céu sem nuvens. A cidade esfria mais


Ladeira Planície Cume

Parque

Distrito

Comercial

T U - R

UrbanoSuburbanoRural

TE

MPE

RAT

UR

AD

O A

R

lentamente: ela absorveu maior calor, e a irradiação desse calor para o céu é inibido pelas paredes paralelas dos edifícios. Pela manhã, a diferença de temperatura entre a cidade e o campo é mínima e pode mesmo ser eliminada, mas, na metade da tarde, a cidade fica mais quente novamente.

Para Oke (1978), a área central da cidade com presença de edificações

mais altas, próximas umas das outras (canyons urbanos), formando ruas

mais estreitas, onde a circulação do ar é menor, constitui-se no local onde

há maior desenvolvimento e intensidade da ilha de calor, denominado de

“Peak” (Cume), coincidindo, conforme Mendonça (1994), com o CBD2

das cidades ocidentais.

À medida que se estende do centro da cidade em direção à periferia a

temperatura do ar decai, e na fronteira com a área rural tem-se a formação

de ilhas de frescor urbana, também denominadas por Oke (1978) como

“Ladeira” (Cliff), relacionadas às influências da vegetação e da menor

densidade populacional e das edificações (Figura 4).

FIGURA 4: Secção Transversal de uma Ilha de Calor Urbano. Fonte: Oke (1978, p. 255) . Adaptação: Saydelles, A.P.

2 Central Business District.


Para Oke (1982), a ilha de calor urbano é mais pronunciada na

fronteira cidade-campo, a sotavento, acompanhando o contorno da área

urbanizada; no interior da cidade há menor gradiente horizontal de

temperatura, variando conforme as características e heterogeneidade do

ambiente construído.

O autor afirma que um parque ou um lago apresenta temperaturas

relativamente inferiores em relação às áreas industriais, comerciais e

residenciais ou mesmo centrais. A ilha de calor sofre variações diurnas

marcantes e o calor da cidade pode ser deslocado de acordo com a direção

predominante do vento. A intensidade da mesma é influenciada pelas

diferentes velocidades de resfriamento entre o ambiente urbano e seu

entorno rural, que ao pôr-do-sol produzem um aumento da ilha de calor, até

atingir o auge em poucas horas. A influência da ilha de calor ao nível dos

prédios estende-se atmosfera acima, na forma de um domo.

De acordo com Givoni (1998), a diferença de temperatura entre a área

urbana e sua periferia é afetada por dois aspectos principais. O primeiro

está relacionado com os fatores meteorológicos, como a cobertura de

nuvens, umidade e velocidade do vento. O segundo aspecto a ser

considerado condiz com a influência das várias características da estrutura

urbana, como o tamanho da cidade e a densidade de áreas construídas.

Ainda pode ser acrescentada a importante participação da localização

geográfica, da topografia do sítio urbano e da morfologia regional, que

alteram as condições meteorológicas.

Os efeitos da ilha de calor urbano podem apresentar certo benefício

nos invernos das cidades de clima temperado, pois reduz a sensação de


desconforto térmico, provocado pelo frio, bem como as despesas com o

consumo de energia utilizada na geração de calor artificial.

No entanto, em climas tropicais pode apresentar efeitos extremamente

negativos, como o próprio aumento no consumo de energia com ar-

condicionado, que além de produzir mais calor (externo), intensificando as

ilhas de calor, podem causar aumento nos índices de mortalidade.

Conforme Spirn (1995, p. 70), “pessoas com mais de oitenta anos e as

que sofrem de hipertensão, doenças, respiratórias e cardíacas e de diabetes

são as mais sujeitas a morrerem por excesso de calor”.

A autora destaca que as mortes são mais freqüentes entre os pobres,

nas partes mais densas da cidade, e menos freqüentes entre os ricos e nos

subúrbios. Muitos são os fatores que podem justificar esta mortalidade,

entre eles o condicionamento do ar, que é menos freqüente entre os pobres,

e a pavimentação das áreas densamente urbanizadas que pode irradiar 50%

mais calor do que a vegetação. Conforme Spirn (1995, p.71), “As pessoas

nas partes mais densas da cidade estão, assim, sujeitas não apenas a

maiores temperaturas do ar, mas também ao calor adicional que se irradia

dos edifícios e pavimentação circundante”.

No entanto, ainda é comum encontrar na literatura internacional,

alguns autores afirmando que em cidades de clima tropical a ocorrência dos

fenômenos das ilhas de calor é menos pronunciada ou inexistente.

Neste caso, pode-se citar Ayoade (1991, p. 303), ao afirmar que:

1)- Devido à alta temperatura reinante, não há necessidade de aquecimento do espaço; 2)- A maior parte das cidades tropicais não são industrializadas como as das regiões temperadas, supõe-se que o nível de poluição do ar seja menor.


Isso implica que a maior parte da radiação terrestre seja liberada para o espaço; 3)- As superfícies urbanas nos trópicos são menos pavimentadas e a drenagem das águas pluviais é menos eficiente do que a dos países mais desenvolvidos das regiões temperadas. Isto significa que menos energia será armazenada ou irradiada pelas superfícies urbanas tropicais. Do mesmo modo, mais energia será utilizada para a evaporação e transpiração, com menos energia disponível para aquecer o ar; 4)- O tamanho e a intensidade da ilha de calor são determinados pela quantidade de calor, assim como pelo tamanho das cidades. Como o tamanho das cidades tropicais é geralmente menor do que o das regiões temperadas, o fenômeno da ilha de calor será provavelmente menos desenvolvido nos trópicos.

Com base nestas afirmações, fica evidente que o desconhecimento do

autor sobre a realidade climática dos países tropicais se deve, em grande

parte, à baixa produção científica sobre a temática do clima nas cidades

tropicais.

No entanto, nas últimas décadas surgiram inúmeros estudos sobre o

clima de cidades tropicais que merecem destaques.

Jauregui (1979), com o objetivo de determinar o padrão horizontal da

temperatura do ar e o contraste térmico campo-cidade, em Toluca, México,

realizou medidas com um automóvel dotado de psicrômetro e anemômetro,

em condições de céu claro e ventos fracos, e constatou que as temperaturas

mais elevadas encontram-se em áreas de maior concentração de edifícios.

Danni-Oliveira (1980) estudou o comportamento da temperatura do ar

em Porto Alegre, no outono e início do inverno.


Sampaio (1981) investigou as relações existentes entre o uso do solo

na cidade de Salvador, e comprovou a elevação da temperatura do ar no

ambiente intra-urbano.

Lombardo (1985) analisou o comportamento das ilhas de calor na

metrópole de São Paulo através do emprego de imagens de satélite,

constatando diferenças de temperatura da ordem de 10ºC entre diferentes

espaços da área urbana.

Mendonça (1994) empregou uma metodologia para estudos do clima

urbano em cidade de porte médio e pequeno, aplicado à cidade de

Londrina/PR.

Escourou (1991) apud Mendonça (1994), listou uma série de

exemplos de formação de ilhas de calor de diferentes magnitudes,

comprovando que a ocorrência de tal fenômeno se dá tanto em cidades

temperadas como em tropicais, sendo típica das duas zonas climáticas e,

nesta última, com conseqüências mais danosas à saúde da população, pois a

ilha de calor urbano aumenta a intensidade da temperatura do ar causando

ainda mais desconforto térmico à população (Quadro 2).

Quadro 2: Exemplos de ilhas de calor urbano de forte intensidade.

CIDADES TEMPERADAS Tº u – r CIDADES TROPICAIS Tº u – r

Bale (Suíça) 6ºC Nova Dehli (Índia) 10ºC

Berna (Suíça) 6ºC Ibadan (Nigéria) 8ºC

Biel (Suiça) 5ºC México (México) 9ºC

Londres (Reino Unido) 11ºC Porto Alegre (Brasil) 4ºC

Paris (França) 14ºC São Paulo (Brasil) 12ºC

Fribourg (Alemanha) 10ºC Shangai (China) 9ºC (T° u-r : diferença de temperatura urbano-rural).

Fonte: Escourou (1991) apud Mendonça (1994, p. 58). Adaptação: Saydelles, A.P.


Conforme Oke (1982), tais estudos nas cidades tropicais podem ter

alguma importância na compreensão da análise e atenção aos processos; o

maior desafio consiste em explicar os processos relevantes e as escalas de

atividade na atmosfera urbana e fornecer generalizações e síntese para o

desenvolvimento de modelos numéricos.

No intuito de melhor detalhar o conhecimento e análise sobre a

formação e dinâmica das ilhas de calor, surgiram nos últimos anos

inúmeros modelos matemáticos na tentativa de mensurar o fenômeno, com

base nas características de cidades de clima temperado, que ao serem

adaptados para a análise do clima de cidades tropicais, poderão não surtir o

efeito esperado ou mesmo levar a uma compreensão equivocada do

fenômeno, pois as características geoecológicas e principalmente

geourbanas das cidades destas latitudes apresentam-se de forma

diferenciada.

A maioria dos modelos desenvolvidos tem como base a análise

estatística, através da mensuração de alguns elementos meteorológicos,

como temperatura, umidade, ventos, sob uma ótica puramente

meteorológica, através da diferenciação urbano-rural, sem considerar a

cidade como um “fato geográfico”.

No entanto, os trabalhos desenvolvidos por Oke (1978, 1981 e 1982)

merecem destaque, uma vez que foram levados em consideração, a nível de

análise, os aspectos de influência da estrutura urbana.

Assim, Oke (1982) ao correlacionar a intensidade da ilha de calor com

o tamanho da população urbana em cidades da América do Norte, sugeriu a

Equação 1:


dT = P1/4 / (4.U) ½

Equação 1

Onde:

dT = Intensidade da ilha de calor (ºC)

P = População

U = Velocidade do vento regional (m/s)

Outro modelo de representação e análise da ilha de calor urbana,

sugerido por Oke (1981), consiste em correlacionar a intensidade da ilha

com a geometria dos canyons urbanos, expressos através da relação entre

altura dos edifícios (H) e a distância entre eles (W), cujo cálculo sugerido

é:

dTmax = 7,45 + 3.97. (H/W)

Equação 2

A relação entre altura-distância dos edifícios, gerando os chamados

“canyons urbanos”, também suscitou a utilização de outra técnica

denominada de “Sky View Factor” (SVF), mencionada anteriormente,

expressa através da Equação 3:

dTmax = 15,27 – 13,88 . SVF

Equação 3

Através desta fórmula, o autor argumenta que a ilha de calor é causada

ou reduzida em decorrência da perda ou ganho de calor da radiação pelo

índice de obstrução do céu.


Conforme Lee (1993), particularmente, as causas que limitam ou

inviabilizam a descrição quantitativa das áreas urbanas, sobretudo as de

grandes extensões, é a forma como a temperatura do ar apresenta-se

distribuída pelo espaço urbano interno.

O autor ainda afirma que as técnicas comuns empregadas na

mensuração e predição do fenômeno do calor urbano consistem na

comparação da temperatura entre estações meteorológicas urbanos e rurais,

através de auto-diagonais ou transetos e, atualmente, através do emprego de

sensores remotos termais e modelos computacionais.

As coletas de dados em estações meteorológicas da rede de

observação, na maioria das vezes, não representam as condições

meteorológicas urbanas, por estarem situadas em locais que representam as

condições sinópticas ao “ar livre”, não comprometido com a estrutura

urbana e com as atividades humanas. Este aspecto também é enfatizado por

Monteiro (1990).

O método do auto-diagonal ou transetos, ou ainda em estações

móveis, facilitam o entendimento e a mensuração da variabilidade espacial

da ilha de calor urbano. No entanto, ainda persistem os problemas com esta

técnica, conforme Lee (1993, p. 1):

1)-The automobiles are conined to roads; 2)-The tranverses may take several hours, when traffic congestion is heavy, the data of wich require time-estandardizarion, for analysis; 3)-All measurements are acquired ar about sub-roof level, wich may not necessarily be representative exchange occurs.


Entretanto, com o emprego da técnica de Sensoriamento Remoto se

consegue representar as repercussões das condições sinópticas, no conjunto

da superfície de cobertura urbana (Canopy layer), abrangendo a cidade

como um todo.

3.5 – Das Escalas de Abordagens do Clima

As constantes interações existentes entre a dinâmica dos processos

atmosféricos com a superfície terrestre revelam que o clima de um

determinado local nada mais é do que o reflexo da intensidade, extensão e

duração destas inter-relações, estando a elas condicionado.

Estas trocas recíprocas de energia, entre os dois meios, podem ocorrer

tanto numa escala planetária como local; as interações e combinações dos

processos envolvidos nesta dinâmica planetária proporcionam

modificações constantes, sendo responsáveis, também, pelo

comportamento do ambiente atmosférico das escalas inferiores. Portando,

possuem ação limitada nos níveis superiores.

Assim, o dimensionamento destas trocas energéticas se faz necessário,

pois permite o emprego de técnicas e abordagens de análise e mensuração

compatíveis com a escala de observação, relativos aos fins almejados.

Neste sentido, Ribeiro (1993, p. 288) afirma que “a cada nível escalar

deve corresponder uma abordagem específica (...), com técnicas analíticas,

desde a obtenção dos dados, passando pelo seu tratamento estatístico-

matemático, até sua apresentação gráfica e cartográfica”.


Para Mascaró (1996), os processos que se realizam entre a superfície

terrestre e sua atmosfera adjacente ocorrem de acordo com três níveis ou

escalas de abrangências: do macroclima, do mesoclima e do microclima.

O estudo do macroclima diz respeito à compreensão e descrição do

clima geral de uma determinada área ou região, onde os dados são obtidos

junto às estações meteorológicas e correspondem as informações sobre a

insolação, precipitações, nebulosidades, entre outros.

O nível mesoclimático corresponde às alterações do macroclima em

conseqüência da morfologia e da topografia do local. São dados de mais

difícil acesso, uma vez que requer um maior detalhamento da ação dos

vales, das montanhas, das superfícies líquidas, da cobertura vegetal na

formação do clima local.

Segundo Mascaró (1996, p. 37):

O mesoclima é uma sub-unidade entre o clima local e o macroclima (...) e aparece onde a grandeza topográfica permite e devemos aproveitá-la para classificar a organização climática espacial. Ele revela um contexto geográfico preciso, que delimita um comportamento climático, segundo uma organização espacial reconhecível.

No nível microclimático leva-se em consideração a ação humana nas

transformações do seu entorno, o que propicia a alteração e a formação de

um novo ambiente climático, originado de acordo com as atividades e

funções humanas desempenhadas no espaço urbano. Assim, os elementos

atmosféricos, por efeito da morfologia da área, das atividades

desempenhadas pela ação humana, bem como por estarem contidos no


âmbito de atuação das esferas climáticas superiores, sofrem inúmeras

influências e alterações, que lhe conferem um caráter tipicamente local ou

urbano.

As alterações impostas no ambiente natural das cidades pela ação

humana que acrescentou uma série de outras características, como os

diferentes usos do solo, arranjamento urbano, edificações, áreas verdes,

espaços abertos e/ou fechados, densidade demográfica, verticalização,

constantes fluxos de pedestres e veículos, que liberam energia

antropogênica, são capazes de alterar o meso, o topo e, sobretudo, o

microclima de um determinado local.

Na tentativa de classificação dos níveis hierárquicos de abordagem do

clima, destacam-se algumas importantes proposições taxonômicas de

Ribeiro (1993) e Jesus (1995), ambas desenvolvidas a partir das propostas

apresentadas por Monteiro (1976). Assim, no ensejo de auxiliar a

compreensão de tal temática, pois o presente estudo requer tal

consideração, as mesmas passarão ser abordadas.

Desta forma, através da sistematização da proposta de Tricart &

Cailleux (1956) para os estudos em Geomorfologia, Monteiro (1976)

apresentou uma taxonomia escalar voltada aos estudos climáticos,

relacionando-os aos níveis de urbanização e para cada ordem de grandeza

uma estratégia de abordagem específica. Assim, as escalas de abordagem

do clima foram divididas em: Zonal, Regional, Sub-regional e Local, o qual

subdivide-se em Mesoclima, Topoclima e Microclima.

O clima na escala zonal é produzido, segundo Ribeiro (1993, p. 288),

“pela distribuição latitudinal da radiação solar”, que define a circulação

primária ou geral da atmosfera, como, por exemplo, a zona de


convergência dos alísios (CIT), as células de altas pressões subtropicais, as

zonas ciclônicas circumpolares, a circulação dos sistemas de monções, a

Oscilação Sul associada ao fenômeno El-Niño.

Para Jesus (1995), os fenômenos climáticos em escala zonal

correspondem aos grandes anéis que contornam o globo, estendidos

horizontalmente, definindo as faixas climáticas. O autor afirma que a soma

de todos os caracteres climáticos de uma zona inteira constitui-se no seu

clima zonal.

Em virtude da abrangência da escala zonal, que varia entre 1000 e

5000 quilômetros de extensão horizontal, e verticalmente engloba toda a

atmosfera (Ribeiro, 1993; Jesus 1995), Monteiro (1976, 2003) afirma que

as técnicas de análise empregadas neste nível permitirão apenas uma

caracterização geral comparativa.

Neste sentido, segundo Monteiro (2003, p. 34):

No nível zonal, por obra da latitude, decisiva no próprio fenômeno de diversificação, produz-se uma variedade setorial que, se não se afirma em faixas contínuas, organiza-se em grandes células. (...), nesta os centros de ação e os sistemas meteorológicos vinculados faixas zonais diferentes participariam no sentido de produzir uma organização climática, gerada pelos mecanismos da circulação regional, capaz de manter a organização espacial através do ritmo de sucessão temporal dos seus estados.

Por estarem ajustadas em um sistema integrado, as escalas zonais

correspondem a uma espécie de mantenedora das demais escalas inferiores.


O clima na escala regional deriva do comportamento atmosférico,

através do ritmo e das famílias de tipos de tempo (individualizadas na

circulação atmosférica ao nível zonal), que através de seus mecanismos de

movimentação e atuação, acabam por caracterizar o clima de uma

determinada região.

A definição do clima regional no interior de um clima zonal deve-se a

ação modificadora da circulação geral da atmosfera, provocada, segundo

Ribeiro (1993, p.289), “(...) por um conjunto de fatores de superfície, como

a distribuição entre as áreas continentais e oceânicas, forma dos

continentes, correntes marítimas, rugosidade dos continentes (incluindo as

altitudes relativas) e continentalidade/maritimidade”.

Por constituírem-se em fácies do clima zonal, pela individualização da

ciclicidade ou ritmos das cadeias de tipos de tempo, Ribeiro (1993)

apresenta, como estratégias de abordagem para a análise de climas

regionais, a busca da compreensão do ritmo da variação anual, sazonal e

mensal dos elementos do clima, que representam os mecanismos de

atuação dos sistemas atmosféricos da circulação intermediária.

Para tanto, os fatores geográficos de ordem natural, que caracterizam

uma determinada região, devem ser compreendidos com detalhe, pois a

definição da circulação atmosférica regional é resultado deste permanente

feed-back de trocas energéticas.

Como estratégias de abordagem do clima, nesta escala de abrangência

regional, Monteiro (1976) recomenda a utilização de cartas sinóticas como

meios de observação. Atualmente, com o crescente desenvolvimento dos

sistemas de imageamento via satélite, as imagens produzidas vieram a se


constituir em importante ferramenta de observação e análise dos fenômenos

climáticos.

Outra escala de abordagem é a sub-regional e sua inclusão nos

espaços climáticos é apontada por Monteiro (1976) como fácies do clima

regional, com extensão superficial variando em centenas de quilômetros.

Articula-se com espaços urbanos, ao nível de megalópoles e grandes áreas

metropolitanas, relativos às individualizações que estas proporcionam

frente à circulação atmosférica regional e sub-regional.

A partir das derivações causadas no clima regional e sub-regional,

ocorrem os de climas locais e suas respectivas subdivisões: mesoclima,

topoclima e microclima.

A influência da configuração do relevo, através da diferenciação

altimétrica e da sua cobertura vegetal, atua juntamente com a ação

antrópica através da alteração da superfície natural e a substituição por

materiais artificiais, interferindo no balanço energético e na formação dos

climas locais.

De acordo com Monteiro (2003, p. 34):

(...), dentro das regiões, os fatos geográficos, especialmente em suas associações ecológicas, poderiam, por sua vez, produzir nova gama de diversificações secundárias ou intermediárias (variações rítmicas associadas a grandes expressões quantitativas) até atingir os climas locais. Estes seriam graus de organização especializados, pelas íntimas integrações ecológicas no interior dos sistemas climáticos regionais, (...).


É justamente neste nível de abordagem climática que reside o campo

de investigação da climatologia urbana. A combinação das características

fisiográficas, em co-atuação com as transformações impostas pela ação

humana, proporcionam a formação de um clima tipicamente urbano.

Este aspecto também é ressaltado por Ribeiro (1993, p.291), ao

afirmar que:

É sobre as cidades que se, (...) combinam dois grupos de fatores: a extrema artificialização da cobertura do solo, associada à emissão de poluentes das mais diversas origens. Daí o clima urbano estar intimamente ligado à escala mesoclimática ou local, desde que a cidade possua tamanho suficiente para se diferenciar do espaço não urbano circundante, (...).

Com uma abrangência horizontal de dezenas de quilômetros, o espaço

climático local, em relação aos espaços urbanos, constitui-se, conforme a

taxonomia proposta por Monteiro (1976), em uma área metropolitana ou

uma metrópole, tendo como fatores de organização os constituintes

geográficos. Este fato permite o mapeamento sistemático através da

observação das redes meteorológicas de superfície.

Neste aspecto, Lombardo (1985, p. 22) afirma que o clima urbano “é

um mesoclima que está incluído no macroclima e que sofre, na

proximidade do solo, influências microclimáticas derivadas dos espaços

urbanos”. Afirma, também, que a cidade deve ser considerada como parte

integral do espaço regional, bem como suas contradições internas.


Dentre as diversificações do clima local, o mesoclima, de acordo com

Monteiro (1976), possui sua base de identificação na compartimentação

geoecológica.

O mesoclima abrange o clima de uma cidade grande ou até mesmo um

bairro ou subúrbio de uma metrópole, e está condicionado aos aspectos

homogêneos dos fatores geográficos, sobretudo a cobertura vegetal e a

topografia.

Monteiro (2003, p.28) afirma que “os mesoclimas poderiam ser

identificados nos compartimentos básicos da morfologia, em termos de

várzea, espigão central, colinas periféricas, vertentes serranas, etc.”.

Neste aspecto, o autor propõe como estratégia de abordagem para

estudos de clima urbano, a observação através de registros móveis, pois

nesta escala o quadro climático é organizado pelo urbanismo, ou seja, pelas

interações das condições naturais e urbanas, exigindo técnicas especiais de

análise.

Outra subdivisão do clima local, e por extensão no mesoclima, são os

topoclimas, que possuem extensão de algumas dezenas de metros, e

correspondem a espaços urbanos relativos a uma pequena cidade, ou então,

a algumas fácies de bairros. Possui como fatores de organização a própria

configuração arquitetônica (Monteiro, 1976).

Para Ribeiro (1993), o topoclima restringe-se à forma do relevo ou ao

tamanho da vertente que lhe dá origem, podendo variar de 0,5 a 5Km de

extensão e interferir verticalmente em até 50 a 100 metros (limite da

camada superficial).


Neste aspecto, a forma da vertente e sua exposição ao sol, juntamente

com o uso do solo, possuem destacada participação na formação do quadro

climático nesta escala.

Este nível de abordagem, juntamente com o mesoclima, tem sido alvo

de inúmeros estudos, notadamente voltados à compreensão do fenômeno

das ilhas de calor.

De acordo com Monteiro (2002, p. 27):

Se um clima local é um ponto dentro do regional onde uma conjugação de fatores “especializa” uma certa definição climática, nos locais ocupados por cidades, a ocorrência destes “fatores” constitui um espectro bem mais amplo pelas grandes “derivações” introduzidas pelo Homem na edificação urbana. Não apenas pelo “edificado” urbanisticamente, mas pela adição de várias alterações no quadro geoecológico, tais como represas, reservatórios, aterros, desmontes de morros, etc. Assim, os climas urbanos são climas locais muito alterados por ação antrópica (...).

Através desta concepção, Mendonça (1994) apresentou uma

proposição metodológica para estudos de clima urbano em cidades de

pequeno e médio porte, através da setorização da área de estudo,

enfatizando a relação dos materiais urbanos e toda a atividade humana, na

configuração dos topoclimas da cidade de Londrina/PR.

Por fim, tem-se a escala microclimática, que se define, conforme

Ribeiro (1993, p.292), “(...) através da magnitude das trocas gasosas e

energéticas entre as feições ou estruturas particularizadas (inclusive


objetos, plantas e animais) dispostas na superfície da terra e o ar que as

envolve”.

O autor admite que os principais fatores responsáveis pela

diferenciação da magnitude das trocas energéticas e gasosas ficam por

conta das rugosidades, da cor e da textura da superfície. Estas, juntamente

com os abrigos do solo, com as edificações e a vegetação, promovem a

alteração do ar circundante na escala microclimática.

A maior controvérsia, nesta escala, reside na sua precisa delimitação.

No entanto, todos os autores são unânimes em admitir que ela consiste no

ar que circunda os seres humanos.

Geiger (1961), em seu Manual de Microclimatologia, afirma que o

clima nesta escala é todo o ar que não está acima de dois metros da

superfície terrestre.

No entanto, Monteiro (1976), ao propor sua taxonomia da organização

geográfica do clima, apresenta uma hierarquização das escalas de

abordagem, sem estabelecer limites de abrangência precisamente

delimitados, por estarem articuladas com os espaços urbanos, que por sua

vez, variam de extensão se comparados entre si.

Por entender que o clima na microescala é o ar que está em

permanente contato com os seres humanos, Monteiro (1976) admite que os

fatores de sua organização ficam por conta das habitações. Desta forma, os

espaços urbanos nesta escala consistem nas edificações e nos setores de

habitação, e necessitam de instrumentos especiais para sua observação e

registro, por meio de aparelhos de alta sensibilidade e precisão.


3.6 – Da Dinâmica Atmosférica

Em qualquer estudo das variações climáticas urbanas, é de

fundamental importância à caracterização e a compreensão da circulação

atmosférica regional, pois, segundo Monteiro (1963, p. 61), “Se a escala

zonal generaliza (...), e a local diversifica e multiplica, pela influência dos

múltiplos e pequenos fatores (...), a escala regional lhes dá a verdadeira

unidade geográfica”.

Admitindo que o clima de uma cidade está inserido no clima regional,

se faz necessário, a priori, como forma de embasar o enquadramento do

tema, a caracterização da circulação atmosférica zonal no âmbito da

circulação secundária ou regional.

Para Ayoade (1991), a circulação atmosférica pode ser classificada em

três escalas de abrangência que variam de ordem decrescente, quanto à

escala, área e tempo.

A primeira escala, corresponde à circulação primária ou Zonal, que é

responsável pela definição dos padrões de vento e pressão em larga escala,

que se mantém ao longo do ano, determinando os padrões dos climas do

mundo.

Inseridos dentro da circulação Zonal, estão os sistemas circulatórios

secundários, tais como: os centros de ações positivos ou anticiclônicos e as

depressões (centro de ação negativo), bem como as correntes perturbadas

ou grandes descontinuidades que atravessam toda a região.

Os sistemas de circulação terciária ou local, inseridos no âmbito da

circulação regional, são respostas dos sistemas locais aos sistemas

supramencionados.


3.6.1- A Circulação Atmosférica da América do Sul na Escala Zonal

De acordo com Vianello & Alves (1991, p. 424), “Qualquer tentativa

de entendimento da dinâmica atmosférica, sobre uma área, deve iniciar-se

com uma visão mais global, na qual a localidade de interesse esteja

inserida”.

Neste aspecto, o entendimento da dinâmica e circulação atmosférica

do continente sul-americano, é essencial, para posterior compreensão e

enquadramento do cenário climático da Região Sul do Brasil, pois dos setes

centros de ação que definem e controlam a movimentação das massas de ar

e das correntes perturbadas na América do Sul (Figura 5), três deles tem

influência e ação direta sobre a Região Sul: Anticiclone Migratório Polar,

Anticiclone Semifixo do Atlântico, e a Baixa do Chaco.

A compreensão da origem, das características e da movimentação de

cada centro de ação torna-se necessário, para posterior entendimento das

atuações das massas de ar na Região Sul do Brasil.

Os Anticiclones Permanentes e Semifixos Oceânicos (Anticilone do

Atlântico e Anticiclone do Pacífico), são centros de ação de origem

dinâmica, inseridos na zona de altas pressões subtropicais do hemisfério sul

(Monteiro,1963; Nimer, 1989).

No entanto, esses centros de ações positivos, apesar de serem

permanentes, com atuação o ano inteiro, oscilam quanto à pressão e

posição latitudinal, em decorrência das variações de temperatura sazonal.

A atuação destes dois centros de ação são de extrema importância na

configuração climática da América do Sul, pois são os formadores das

principais massas de ar tropicais marítimas. O Anticiclone Semifixo do


Atlântico possui destacada atuação durante o ano inteiro, nas regiões

tropicais e do Brasil Meridional, com exceção do Centro-Oeste e da

Amazônia.

FIGURA 5: Circulação atmosférica na América do Sul: Centros de Ação. Fonte :Nimer (1989, p.202).

Outro centro de ação positivo de notável deslocamento e intensa

participação na formação dos tipos de tempo do continente sul-americano é

o Anticiclone Migratório Polar Marítimo. Tem sua origem na superfície

gelada do continente Antártico e das banquisas fixas da região polar

austral.

De origem térmica e dinâmica, devido à subsidência do ar e a forte

inversão de temperatura, possui ar pouco úmido, frio e estável.


Atraído pelo gradiente térmico para o equador, à medida que avança

absorve calor e umidade da superfície mais aquecida do mar, a ponto que

em latitudes médias a inversão térmica desaparece e o ar torna-se instável.

(Monteiro, 1963; Nimer, 1989).

Este anticiclone, por sua constante e periódica migração para o

continente, torna-se o principal responsável pela formação dos tipos de

tempo da Região Sul, sobretudo no Rio Grande do Sul, em virtude da

atuação das Massas Polares e da ação das Frentes Frias.

Não menos importante que os centros de ação citados, mas de

participação bem mais reduzida é a Baixa ou Depressão do Chaco, centro

de ação negativo localizado no interior do continente sul-americano, que

exerce a atração dos sistemas intertropicais para o Sul.

A Baixa do Mar de Weddel, célula austral das baixas dinâmicas da

faixa subpolar é oriunda, segundo Monteiro (1963) e Nimer (1989), da

ondulação da Frente Polar Atlântica formando profundos ciclones. Os

autores ainda afirmam que esta Baixa é responsável pela atração dos

sistemas intertropicais em direção ao pólo, proporcionando tempo bom e

forte aquecimento Pré-frontal.

3.6.2 – A Dinâmica Atmosférica Secundária na Região Sul do Brasil

No que concerne ao quadro climático do Brasil Meridional, vários

estudos realizados merecem destaque, entre eles os de Monteiro (1963,

1969, 1976), Nimer (1989), Sartori (1979, 1980, 1981, 1993), que

permitiram um melhor conhecimento e compreensão da dinâmica e

circulação dos mecanismos atmosféricos de atuação regional. Também,


demonstraram que a Região Sul possui, pela sua notável homogeneidade e

ritmo dos sistemas atmosféricos, uma caracterização que lhe individualiza

em relação às demais regiões brasileiras, tanto no que se refere aos índices

pluviométricos e umidade, como também ao ritmo sazonal de seu regime.

A Região Sul individualiza-se das demais regiões do Brasil por

apresentar, conforme Monteiro (1963, p. 118):

“(...) posição subtropical, caráter mesotérmico, forte amplitude anual, farta distribuição anual das chuvas sem ocorrência de período seco, são fatores que levam a estabelecer relações de parentesco com outras regiões do globo (...)”.

Quanto à dinâmica atmosférica, como já salientado anteriormente, dos

setes centros de ação formadores dos sistemas atmosféricos da América

Latina, apenas três deles tem atuação direta, que ao interagirem com os

demais fatores geográficos, definem o quadro climático de toda a região.

São eles: o Anticiclone Migratório Polar (que origina as Massas Polares

Atlântica (M.P.A.) e Pacífica (M.P.P.), o Anticiclone Semi-fixo do

Atlântico Sul (que dá origem a Massa Tropical Atlântica (M.T.A.), e a

Baixa do Chaco (que origina a Massa Tropical Continental – M.T.C.), além

das correntes perturbadas de Sul (Frente Polar Atlântica – F.P.A.) e de

Oeste.

As Massas Polares oriundas do Anticiclone Migratório Polar possuem

importante participação na configuração e domínio do ambiente climático

regional. São resultados do acúmulo de ar polar nas baixas pressões polares

cujo fluxo de ventos divergente se desloca em direção às Altas

Subtropicais.


No entanto, em virtude da presença da Cordilheira dos Andes, o

Anticiclone Migratório Polar em seu avanço, bifurca-se dando origem a

duas massas polares, uma de trajetória a leste dos Andes, a Massa Polar

Atlântica (M.P.A.), e a outra a oeste, a Massa Polar Pacífica (M.P.P.), que

ao transpor a Cordilheira em sua parte mais meridional, vem reforçar a de

trajetória atlântica, a qual torna-se mais potente em seu avanço para o

norte. Quando isso acontece, é responsável pelo fenômeno da Friagem no

Centro-Oeste e Norte do país, e também pela intensificação do vento

Minuano no Rio Grande do Sul, de temperatura e umidades muito baixas.

(Monteiro,1963; Nimer, 1989 e Sartori, 1993).

A Massa Polar Atlântica (M.P.A.) tem intensa participação no quadro

climático do Brasil Meridional, durante o ano inteiro, embora sua atuação e

domínio dos tipos de tempo sejam mais acentuados no inverno, pelo menor

gradiente térmico do Hemisfério Austral.

Outra importante massa de ar de forte atuação na configuração

climática regional é a Massa Tropical Atlântica (M.T.A.), que interfere

direta ou indiretamente na circulação atmosférica do Sul do Brasil durante

o ano inteiro.

Sua gênese está ligada ao Anticiclone Semi-fixo do Atlântico Sul, na

região marítima quente, recebendo, desta forma, muito calor e umidade em

sua superfície de contato com o oceano. De ocorrência durante todo o ano,

seus efeitos sobre a região, variam de acordo com a sazonalidade ao longo

do ano.

Neste sentido, Monteiro (1963, p. 126) afirma que:

No verão, a Massa torna-se inferiormente instável pelo aquecimento basal que sofre ao contato com


o continente que é agravado, de início, pelo efeito orográfico do sistema atlântico. Durante o inverno, o resfriamento basal aumenta a estabilidade superior contribuindo mais para a ocorrência de tempo bom.

Também no verão austral tem-se a intensificação da Massa Tropical

Continental (M.T.C.), em conseqüência do grande aquecimento da

superfície, associada à Baixa Pressão do Chaco, que se estende na estreita

zona quente e árida, a leste dos Andes e ao sul do Trópico (Nimer, 1989).

Sua participação na Região Sul do Brasil está restrita de fins da

primavera ao início do outono, quando é individualizada e dinamizada pela

frontólise da Frente Polar Pacífica, que ao transpor a barreira dos Andes

sofre os efeitos da dissecação adiabática. Assim, o ar quente e seco da

planície do Chaco, é reforçado pela subsidência superior desse ar frio e

seco que, dotado de movimento divergente, torna-se a principal responsável

pela formação da Massa Tropical Continental, de elevada temperatura e

baixa umidade (Monteiro, 1963). O autor ainda adverte que muitas vezes,

em outras estações do ano, a Tropical Continental é individualizada nas

cartas sinópticas brasileiras. No entanto, esta sinalização refere-se à Massa

Polar que já sofreu os efeitos do aquecimento do continente, tornando-se

quente e seca, não passando de uma “Massa Polar Velha”.

A constante circulação e dinamismo das massas de ar, que compõe o

quadro climático da Região Sul, proporcionam a formação e atuação de

correntes perturbadas ou grandes descontinuidades, que possuem

importante participação na configuração dos tipos de tempo para toda a

Região. São as Correntes Perturbadas de Sul (Frente Polar) e de Oeste ou

linhas de instabilidades (Figura 6).


FIGURA 6: Sistemas de Circulação Atmosférica Perturbada na Região Sul. Fonte: Nimer (1989. p, 207).

A Corrente Perturbada de Sul ou Frente Polar Atlântica é

conseqüência direta do avanço do Anticiclone Migratório Polar e sua

descontinuidade frontal, que avança sobre o continente deslocando-se de

SW a NE e estendendo-se de NW para SE. Possui intensa participação na

formação dos tipos de tempo na região o ano inteiro, em especial no Rio

Grande do Sul, conforme Sartori (1979). A atuação é mais acentuada no

inverno, pois o maior gradiente de temperatura do hemisfério austral nesta

época do ano lhe favorece a penetração pela intensificação do Anticiclone

Migratório Polar.


Pelas mesmas razões das massas polares, a F.P.A. divide-se em duas

vertentes de deslocamento: uma pelo Pacífico e outra pelo Atlântico. A

mais importante e de atuação mais efetiva na circulação atmosférica do

Estado gaúcho é a de trajetória atlântica, principal responsável pelas

precipitações na região durante todo ano.

As Correntes Perturbadas de W são as Instabilidades de Tropicais (IT)

e têm importância bem mais reduzida para a formação dos tipos de tempo

para o Rio Grande do Sul. Sua origem, segundo Nimer (1989, p.210), “(...)

está ligada ao movimento ondulatório que se verifica na Frente Polar, ao

contato com o ar quente da zona tropical. A partir dessas ondulações,

formam-se ao norte da FPA uma ou mais IT sobre o continente”.

Tais linhas de instabilidades são mais freqüentes de meados da

primavera ao outono, em virtude do maior aquecimento térmico do

continente, estando associada à formação de grandes cúmulos-nimbos, que

na maioria das vezes são responsáveis por intensas precipitações de curta

duração, resultante das correntes convectivas.

Assim, a intensa circulação das massas de ar e das correntes

perturbadas está diretamente relacionada ao dinamismo dos sistemas

atmosféricos e também pelas características geográficas da região.

Todo este jogo de interações que se processam entre atmosfera e

superfície terrestre permite a formação de tipos de tempo associados aos

domínios e atuações dos centros de ações com suas respectivas massas de

ar e correntes perturbadas.

Os tipos de tempo para a região central do Rio Grande do Sul serão

enfocados mais detalhadamente no capítulo da caracterização da área,

quando será analisada a circulação atmosférica na escala de abrangência


terciária ou de nível local. A compreensão dos tipos de tempos oriundos da

movimentação dos sistemas atmosféricos é indispensável ao estudo do

clima de uma determinada cidade, que nada mais é do que respostas

comportamentais dos atributos ecológicos e urbanos, derivados a ação

humana, frente aos mecanismos formadores do tempo para a região.

3.7 – Do Sensoriamento Remoto

Ao longo das últimas décadas, as tecnologias de informações

(informática), bem como os sistemas computacionais como um todo,

passaram por uma ampla evolução, tanto conceituais como

tecnologicamente.

Juntamente com o advento da informática e o crescente emprego de

seus recursos na pesquisa geográfica, o Sensoriamento Remoto tem lugar

de destaque nos estudos de ordem ambiental. A utilização de imagens de

satélite nos estudos relativos a esta temática, principalmente no que se

refere ao seu mapeamento sistemático, tem evoluído cada vez mais nas

últimas décadas.

Para Novo (1998), de 1960 até os dias atuais, o Sensoriamento

Remoto caracteriza-se pelo desenvolvimento de uma multiplicidade de

sistemas sensores, desenvolvidos para vários sistemas de obtenção de

dados orbitais e sub-orbitais em modernos satélites, cujas informações

permitem melhor conhecimento do nosso planeta.

No entanto, diversos obstáculos ainda têm impossibilitado sua maciça

utilização. Apesar dos atuais sensores já possuírem boa resolução espacial


que garantem um melhor detalhamento das informações da superfície,

ainda não possuem uma resolução temporal adequada para determinados

levantamentos, sobretudo de monitoramentos. As condições climáticas

adversas no momento do registro das imagens pelos sensores, também têm

inviabilizado sua utilização, além dos altos custos para a aquisição das

mesmas.

No Brasil, o Sensoriamento Remoto teve seu impulso a partir da

década de 60, através do projeto Radam-Brasil, cujo objetivo era realizar

um amplo mapeamento dos recursos naturais do país (Rosa, 1995).

Para Novo (1998), o sensoriamento remoto pode ser definido como a

tecnologia que utiliza conjuntamente, sensores, equipamentos de

processamento e transmissão de dados, aeronaves e espaçonaves, com o

objetivo de estudar o ambiente terrestre, através do registro e análise das

interações eletromagnéticas com as substâncias componentes do planeta

Terra, em suas mais diferentes manifestações.

As informações em Sensoriamento Remoto dão-se através da captação

pelos sensores da energia, que pode ser oriunda de uma fonte externa aos

alvos (por exemplo, o Sol), interna (como a energia térmica dos mesmos),

ou ainda ser produzida por fontes artificiais, como os pulsos de microondas

do próprio sensor.

O Sensoriamento Remoto também pode ser definido de maneira mais

ampla, conforme Rosa (1995), como sendo a forma de se obter informações

de um objeto ou alvo, sem que haja contato físico ou direto com o mesmo.

Desta forma, o Sensoriamento Remoto consiste em um sistema de

aquisição de informações, podendo ser dividido em dois sistemas: um de

coleta de dados e outro de análise destes dados. O sistema que é


responsável pela coleta dos dados opera na detecção da radiação, que

provém da superfície terrestre (alvos), e na transformação desta radiação,

para sua transmissão e posterior registro das mesmas.

Para que seja possível a detecção da radiação proveniente da

superfície, é necessário que haja uma fonte de radiação eletromagnética

(Sol). No entanto, esta radiação necessita de um meio para se propagar até

atingir a superfície terrestre, este meio é a atmosfera (Figura 7).

Ao incidir na superfície da Terra (alvos), a radiação eletromagnética,

após sofrer inúmeras interações, o que não foi armazenado retorna

(irradiação) pela atmosfera e até atingir o sensor, onde a energia será

detectada, transformada e armazenada. Este procedimento consiste no

princípio físico que opera o sensoriamento remoto.

FIGURA 7: Princípio físico do Sensoriamento Remoto. Fonte: Novo (1998, p.185).


3.7.1 – Do Sensoriamento Remoto aplicado aos estudos climáticos

A partir da década de 60, iniciou-se uma nova era para os estudos

climáticos e meteorológicos, com o lançamento do satélite TIROS-1

(Television and Infra-red Observation on Satellite), primeiro satélite

destinado especificamente a observações meteorológicas.

Desde seu lançamento, sucessivas gerações de outros satélites foram

colocadas em órbitas, fato que permitiu um avanço espetacular nas

observações, pois fornecem uma cobertura objetiva, abrangendo grandes

áreas dos sistemas de tempo (Ayoade, 1991).

A possibilidade de obtenção de imagens seqüenciais da mesma área

do globo permite monitoramento das queimadas, desflorestamentos que

afetam o balanço de energia entre superfície e atmosfera, além, da detecção

de tempestades severas e do acompanhamento das movimentações das

nuvens e de sistemas frontais em tempo real (Cunha, 1997).

Quanto a sua posição em relação a Terra, os satélites meteorológicos

podem ser de órbita polar (Heliossíncronos) e de órbita equatorial

(Geossíncronos).

Os satélites meteorológicos com órbita polar (Heliossíncronos), estão

posicionados a uma altura de aproximadamente 800-900Km (Vianello &

Alves, 1991). Por sua baixa resolução espacial, são capazes de determinar a

posição de plataformas de coletas de dados móveis, como bóias a deriva e

navios. Em virtude de sua órbita quase polar, estes satélites coletam dados

sobre as condições climáticas numa escala zonal, mas, sobretudo sobre as

regiões dos pólos (Vianello & Alves, 1991).


São chamados de heliossíncronos, pelo fato de manterem sua posição

angular constante em relação ao Sol. Seu deslocamento angular é de 1º por

dia, fazendo com que durante o ano passe pelo equador sempre na mesma

hora local (Cunha, 1997).

Os satélites geoestacionários encontram-se a uma altura de 36.000Km

em relação a Terra. Também são utilizados para a previsão do tempo, pois

fornecem, a cada 30 minutos, imagens de uma mesma região, tanto na faixa

do espectro visível (durante o dia), quanto no infravermelho (dia e noite).

Fornecem informações sobre conglomerados de nuvens, distribuições

verticais de temperatura e umidade, temperatura à superfície (mar e terra) e

as regiões cobertas de gelo e neve, frentes fria, ciclones, furacões (Vianello

& Alves, 1991).

De acordo com Cunha, (1997), existem cinco satélites meteorológicos

com órbita geoestacionária e dois de órbita quase polar.

O território brasileiro recebe imagens dos satélites meteorológicos,

GOES (americano) e METEOSAT (europeu), ambos geoestacionários

(Vianello & Alves, 1991; Cunha, 1997).

O satélite GOES E (Geostationary Operational Environmental

Satellites) está posicionado a 75ºW de Greenwich e proporciona uma

cobertura contínua da América do Norte, América do Sul e oceanos

adjacentes. Possui uma resolução espacial de 1Km no canal visível e no

infravermelho termal de 8Km (Sabins, 1999).

O METEOSAT, similar ao GOES, está posicionado na longitude de

0º, com freqüência temporal a cada 30min. Adquire imagens no canal

visível com resolução espacial de 2,5Km e no infravermelho termal de

5Km.


Estes satélites, segundo Bonn et Rochon (1992) apud Mendonça,

(1994, p. 50), “(...) servem evidentemente à meteorologia, mas permitem

também o acompanhamento de certos fenômenos dinâmicos da superfície,

como a desertificação”.

Pelas suas baixas resoluções espaciais, estes satélites são empregados

para os estudos climáticos no âmbito zonal e regional e na configuração

climática de grandes centros urbanos.

3.7.2 – Do Sensoriamento Remoto aplicado aos estudos de Campo

Térmico e das Ilhas de Calor Urbano

De acordo com Mendonça (1994, p. 51), “O campo térmico das

cidades, enquanto subdivisão do clima urbano tem sido aquele no qual mais

se tem empregado as imagens de satélites, notadamente no estudo das ilhas

de calor urbano (...)”. Isto se deve ao desenvolvimento de satélites com alta

resolução espacial.

As imagens provenientes do satélite NOAA/AVHRR (Nacional

Oceanic and Atmosphere Administration/ Advanced Very Higt Resolution

Radionater), com resolução espacial de 1,1Km (no Nadir), são aplicáveis

aos estudos climáticos de grandes centros urbanos e em escala regional. Já

as imagens do satélite Landsat 5 e 7 (banda 6- canal termal infravermelho –

resoluções espaciais de 120 e 60 metros, respectivamente) têm se tornado

importante ferramenta no estudo da configuração e da variação térmica no

ambiente intra-urbano de cidades de médio e pequeno porte.


O emprego de imagens do Landsat no estudo das cidades tem sido

considerado, conforme Mendonça (2003, p.188), “(...) satisfatório para a

identificação e análise do uso e ocupação do solo, da distribuição das

construções, da biodiversidade, da morfologia, da funcionalidade, da

poluição, etc”.

Na literatura internacional, é vasta a aplicabilidade destes recursos,

derivados de satélites, na identificação da termografia infravermelha das

cidades.

Oke & Voogt (2003) afirmam que o advento da tecnologia de

Sensoriamento Remoto Termal, através de satélites e de plataformas em

aeronaves, permitiu novas possibilidades de observações sobre as ilhas de

calor urbano, bem como a compreensão de suas causas e combinações com

os arranjos urbanos.

Sabe-se que o desenvolvimento das ilhas de calor urbano é melhor

definido junto à Camada Cobertura (Urban Canopy Layer), sob o teto

máximo das edificações, e suas observações tradicionais, através de

transetos e redes móveis, permitem apenas uma detecção a nível pontual

das condições térmicas da estrutura urbana. No entanto, com a utilização de

dados de satélites, é possível uma apreensão das condições termográficas

da cidade de forma homogênea, o que permite estabelecer relações entre as

características térmicas dos elementos da superfície com a do ar, através de

dados levantados em trabalhos de campo (Oke & Voogt, 2003).

O estudo pioneiro das ilhas de calor urbano, por meio de imagens

termais, foi realizado, segundo Oke &Voogt (2003), por Rao (1972), o qual

combinou os dados de satélite com medições de temperatura junto à

superfície urbana.


A partir deste, com o desenvolvimento dos satélites NOAA/AVHRR e

do Landsat (no infravermelho termal), muitos estudos sobre o campo

térmico das cidades foram realizados.

Como pode ser visto no Quadro 3, a nível internacional, aplicação do

Sensoriamento Remoto nos estudos de clima urbano, sobretudo nos do

campo térmico, são numerosos e diversificados.

No caso brasileiro, apesar de ser ainda pouco explorado, existem

alguns estudos de grande importância, dos quais pode ser destacado o de

Lombardo (1985), que elaborou um trabalho pioneiro no Brasil, sobre o

fenômeno das ilhas de calor urbano na metrópole de São Paulo. A autora

utilizou para o estudo do campo térmico, imagens do satélite

NOAA/AVHRR, que permitiu a identificação de maiores temperaturas dos

elementos urbanos no centro da cidade, bastante generalizado, em função

da resolução espacial das imagens do satélite NOAA, não permitindo um

detalhamento das características térmicas do ambiente intra-urbano.

Mendonça (1994), ao estudar o clima urbano da cidade de Londrina-

PR, também utilizou imagens do NOAA/AVHRR para individualização

das manchas urbanas e as magnitudes de seus campos térmicos na escala

regional. As imagens do Landsat foram utilizadas para um estudo mais

detalhado das características da paisagem intra-urbana através do uso solo

urbano e, principalmente, no emprego da termografia infravermelha (banda

6) no estudo do comportamento térmico dos materiais urbanos, os quais

serviram de comparação aos dados levantados em mini-estações

meteorológicas, posicionados a 1,5 metros da superfície.

Mais recentemente, a identificação das temperaturas da superfície na

região metropolitana de Porto Alegre-RS, através do emprego de imagens


de satélite no canal termal infravermelho (canal 6), foi realizado por

Collishon (1998).

Quadro 3: Aplicações do sensoriamento remoto em estudos de clima urbano.

Fonte: Oke & Voogt (2003, p. 374). Adapatacão: Saydelles, A. P.

Estudos Plataforma-sensor

Aplicação

Balling e Brazel (1988) AVHRR Relação entre Temperatura da superf. e uso do solo urb. Dousset (1989) AVHRR Conexão entre Temp do ar e da superf. em áreas urbanas Henry (1989) HCMM Análise das ilhas de calor usando sensoriamento remoto

Carnahan e Larson (1990) LandsatTM Diferenças resfriamento e aquecimento urbano-rural Dousset (1991) AVHRR Classif. Multiespectral do uso do solo urb. e temp.superf.

Johnson et. al.(1991) Base-soloIRT

Modelos de ilhas de calor em superfícies urbanas

Eliasson (1992) AGEMA Correlação entre temp. da superf. e fator céu visível Kim (1992) Landsat TM Modelagem do balanço de energia em áreas urbanas

Stoll e Brazel (1992) Aircraft Avaliação da relação temp do ar e superf. em áreas urb. Gallo (1993a, 1993b) AVHRR Uso do NDVI no estudo das ilhas de calor urbano

Lee (1993) AVHRR Avaliação das ICU superf. e do ar nas cidades. Koreanas Quattrochi e Ridd (1994) TIMS Respostas termais diurnas e noturnas das superf. urbanas

Shoshany (1994) Termal Scanner

Extração de temp. no cume das casas na análise da ICU

Aniello (1995) LandsatTM, Distribuição espacial da temp. sup. urb. coberta p/o Veg. Gallo e Tarpley (1996) AVHRR Uso do NDVI no estudo das ilhas de calor urbano Lino e Hoyano (1996) MSS Modelagem de balanço energético usando Sens. Remoto

Lougeay et. al. Landsat TM Padrões de temp. associadas com o uso do solo Nichol (1996) Landsat TM Padrão especial de temperatura da superfície em relação com

a morfologia urbana Lo et.al. (1997) ATLAS Relação entre dados termais e NDVI e cobert. dos solos Nichol (1998) Landsat TM Incorporação das temp. da superf. com sensoriamento

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Hafner e Kidder (1999) AVHRR Padrões SUHI e UHI associado com a inércia termal e disponibilidade de umidade

Hoyano et.al. (1999) Base-solo, termal

Mensuração do fluxo de calor sensível dos edifícios

Parlow (1999) Landsat TM Modelag. Do balanço energia em áreas urb usando métodos multiespectrais

Wald e Baleynaud (2000) Landsat TM Avaliação da qualid. do ar usando sens.remoto termal Quattrochi et. al. (2000) ATLAS Uso do sens remoto termal e SIG na avaliação das ICU

Voogt (2000) AGEMA Modelag. do fluxo de calor sens. e estimação da rugosidade termal da superf. usando sens. remoto termal e observações junto ao solo.

Voogt e Grimmond (2000)

AGEMA Anisotropia termal urbana na escala local


O princípio da identificação das temperaturas da superfície, utilizando

a termografia infravermelha, está expresso pela lei de Plank (1901), que,

em síntese, diz que quanto maior a temperatura para um dado comprimento

de onda, maior será a energia emitida por um corpo negro (Novo, 1998;

Lombardo, 2003).

Assim, torna-se necessário conceituar corpo negro para a compreensão

do princípio da termografia infravermelha e do Sensoriamento Remoto.

O conceito de corpo negro é um modelo que serve para a compreensão

do processo de radiação. Corpo negro, de acordo com Novo (1998, p.17):

(...) é um objeto que irradia energia a uma taxa máxima por unidade de área e por comprimento de onda numa dada temperatura. Assim, o corpo negro emite toda energia que nele incide. (...) o corpo negro em princípio, é um emissor perfeito, ou seja, irradia toda a energia que absorve, (...) em todas as direções. A radiação total emitida por um corpo negro é em função somente de sua temperatura.

Admite-se, para fins de Sensoriamento Remoto, que o Sol radia

energia como se fosse um corpo negro a uma temperatura equivalente a

5.900ºK (Novo, 1998). Juntamente com a Terra, constitui-se nas duas

principais fontes de radiação utilizadas em Sensoriamento Remoto.

A radiação eletromagnética proveniente do Sol tem seu ápice de

emissão na faixa do espectro entre 0,4 a 0,7 µm. (Novo, 1998; Ayoade,

1991). No entanto, a quantidade de radiação solar incidente no topo da

atmosfera depende, principalmente, do período do ano, do período do dia e

da latitude (Ayoade, Op.Cit.).


Estes fatores determinam a altura do Sol em relação à superfície

terrestre. A altura do Sol consiste no ângulo formado entre os raios solares

e uma tangente à superfície no ponto de observação. Para Ayoade (1991,

p.25), “Quanto maior a altura do Sol, tanto mais concentrada será a

intensidade da radiação por unidade de área e tanto menor será o albedo”.

Neste sentido é que reside a importância da altura do Sol, pois aliado

às características estruturais dos objetos irá determinar a quantidade de

albedo por unidade de área da superfície terrestre.

Em estudos do campo térmico das superfícies urbanas, o albedo

adquire importância destacada, pois dependendo da variação dos valores do

albedo mais quantidade de radiação será absorvida e mais calor será

emitido pela superfície. De acordo, com Novo (1998, p.265) “a energia

emitida pela superfície e (...) os níveis de cinza associam-se a variações na

temperatura de brilho dos objetos”, registrada pelo satélite.

Assim, devido a elevada heterogeneidade dos materiais e elementos

utilizados na expansão das malhas urbanas, expressos pelas diversas formas

de uso e ocupação do solo, existem diferentes padrões de reflectividade ou

de albedos, conforme pode ser visto na Figura 8 (Lombardo, 2003).

Ao analisar-se a Figura 8, observa-se que os materiais urbanos que

apresentam maiores albedos correspondem aos mais claros como os

concretos (reflectividade entre 0,10 a 0,35); edificações pintadas de branco,

(0,50 a 0,80) e telhados de alta reflectividade (provavelmente de folhas de

amianto), entre 0,60 a 0,70. Porém, apesar de absorverem menos energia já

é suficiente para o aquecimento do corpo, pois a mesma não é utilizada ou

eliminada em nenhuma atividade, em virtude da natureza do objeto.


As superfícies cobertas por vegetação, como árvores que possuem

baixa reflectividade entre (0,15 – 0,18) e as gramas com albedo entre (0,25

– 0,30), absorvem muita radiação solar. No entanto, esta energia absorvida

é empregada na fotossíntese e eliminada sob forma de evapotranspiração.

FIGURA 8: Albedos dos Materiais Urbanos Fonte: Site da EPA ( Environment Protection Agency), 2003.

A variação do albedo é muito importante, pois aliada às características

internas de cada objeto (condutividade térmica e calor específico), que

permite converterem a radiação incidente em calor, condiciona o diferente

aquecimento das superfícies em iguais condições de recebimento de

energia.

No entanto, a dificuldade de se empregar a termografia em ambientes

urbanos é a sua elevada hetetogeneidade, pois, conforme Collischonn

(1998), a dimensão dos diferentes objetos é freqüentemente bem inferior

àquela apreendida pelo “pixel” da imagem no canal 6 (60m x 60m),

conforme pode ser visto na Figura 9.


Pixels T

M térmico

60m 60m

Pixels TM

30m

30m

240m240m

240m

FIGURA 9: Dimensão do pixel TM e seu recobrimento em ambiente urbano e rural. Fonte: Cantat, O. (1987, p.62). Adaptação: Saydelles, A.P.

Desta forma, de acordo com Novo (1998), a temperatura radiativa

medida, que corresponde a um “pixel” na imagem, é então a soma das

componentes individuais (árvores, vias, edifícios, zonas de sombra, etc.)

ponderada por suas respectivas superfícies e, portanto, reflete

essencialmente o comportamento térmico do elemento mais representativo

que o compõe.

Neste sentido, para Collischonn (1998, p.113-114):

A análise de um meio heterogêneo, como o urbano, estará mais relacionada à resposta térmica das principais estruturas da paisagem (centro-urbano, loteamentos, parques, área industrial, etc.), do que às variações térmicas de detalhe


existentes, mas que o captor não pode registrar em função do limite de resolução espacial.

A intensidade da radiação térmica recebida pelo satélite é o resultado

de três componentes: a emissão própria do solo, a emissão da atmosfera e a

fração de energia térmica refletida (Collischonn, Op. Cit.).

Desta forma, conforme Cantat (1987), o sensor térmico do satélite

registra, a um instante dado, a propriedade da radiação eletromagnética

emitida por diferentes objetos na superfície da terra, que por sua vez resulta

diretamente da temperatura da superfície e de sua emissividade.

Assim, para se obter a temperatura de fato de uma determinada

superfície a partir da termografia infravermelha requer-se a estimativa das

emissividades para cada objeto imageado.

É neste aspecto que divergem a maioria das metodologias empregadas

na conversão das imagens termais, pois quando se trabalha com áreas

urbanas muito heterogêneas torna-se muito difícil estimar todas as

emissividades dos alvos imageados, sendo que na maioria das vezes recai-

se na generalização das áreas e interpretações não condizentes com a

realidade da superfície em estudo.

CAPÍTULO III

4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

O roteiro metodológico para este trabalho foi inspirado no

organograma apresentado por Mendonça (1994), para o estudo do clima da

cidade de Londrina-PR. No entanto, como suporte teórico-metodológico

preliminar, apoiou-se na proposta desenvolvida por Monteiro (1976), do

Sistema Clima Urbano (SCU), o qual é constituído por três canais de

percepção climática ou subsistemas: o Termodinâmico ou do Conforto

Térmico, o Físico-Químico ou da Qualidade do Ar e o Hidrodinâmico ou

do Impacto Meteórico. O último representa o risco causado pelos impactos

climáticos naturais (tempestades, furacões, fortes nevadas etc.) e,

sobretudo, o impacto causado pelas chuvas torrenciais que alteram as

integridades físicas das cidades, principalmente as tropicais. O Físico-

Químico está relacionado com as ações antrópicas que, em co-participação

com os insumos energéticos atmosféricos, alteram a qualidade do ar.

Entretanto, para este estudo o subsistema termodinâmico ou do

conforto térmico constitui-se no canal norteador, pois o campo térmico e as

ilhas de calor urbano (variáveis termodinâmicas), produtos do intercâmbio

entre a atmosfera e a superfícies urbana, atuam diretamente na sensação de

bem-estar e na qualidade de vida da população.

Desta forma, este estudo foi desenvolvido em três fases, divididas de

forma seqüencial, como se verá a seguir. A elaboração de cada uma delas

Capítulo III – Procedimentos Metodológicos 74

forneceu os elementos necessários para o desenvolvimento das fases

posteriores.

4.1- PRIMEIRA FASE

A primeira fase do roteiro metodológico deste trabalho consistiu na

elaboração dos objetivos da pesquisa que se fez a partir da problematização

do objeto a ser estudado.

Tal problematização partiu das seguintes indagações sobre o ambiente

climático santamariense: como se comporta o campo térmico da cidade de

Santa Maria-RS e seu entorno, frente aos tipos de tempos predominantes?

Qual a participação dos elementos urbanos e naturais na intensidade do

campo térmico e na formação de uma provável ilha de calor no ambiente

urbano? Sabe-se que a formação e a intensidade do fenômeno da ilha de

calor urbano se deve ao tamanho da cidade, à densidade urbana e

populacional e às diversas funções desenvolvidas pelo espaço urbano, entre

outras. Neste sentido, Santa Maria já comporta a existência destes

fenômenos climáticos? Se sim, como se processam as trocas energéticas

entre a periferia da cidade e seu entorno (alta pressão) com a área central da

mesma (baixa pressão)?

Diversas inquietações sobre o ambiente climático santamariense

necessitam de respostas, como forma de auxiliar no planejamento urbano

na busca por melhor qualidade de vida para a população.

No entanto, neste estudo, buscou-se sintetizar o comportamento do

campo térmico e das ilhas de calor do ambiente urbano e parte de seu

entorno, frente às condições atmosféricas impostas por tipos de tempo


contrastantes das fases de aquecimento Pré-Frontal e de Domínio Polar,

através do emprego do sensoriamento remoto termal e de levantamentos de

campo na superfície urbana, no inverno.

A problematização se deu, também, a partir da vivência da realidade

local e regional e de levantamentos bibliográficos relativos à área e à

temática em estudo.

A área delimitada para este estudo compõe-se da malha urbana de

Santa Maria e parte de seu entorno. Tal delimitação se deve ao fato de que

o comportamento do campo térmico e das ilhas de calor não se constituem

apenas em ajustamentos dos elementos urbanos e naturais às condições

atmosféricas impostas pelos tipos de tempo predominantes, mas também

estão condicionados à influência do meio natural circunvizinho. Mendonça

(1994), ao estudar o clima urbano de Londrina-PR, destaca a importante

participação dos fatores geográficos circundantes à cidade, entre eles os

solos expostos nos períodos de entressafras, na configuração do ambiente

climático citadino.

Neste sentido, por situar-se numa zona de transição geomorfológica,

Santa Maria apresenta duas situações distintas quanto às unidades de

paisagens predominantes, conforme será melhor destacado no Capítulo IV

da Caracterização da Área.

Ao norte, estendendo no sentido E/W, a cidade é delimitada pela

presença do Rebordo do Planalto da Bacia do Paraná, com altitudes que

variam entre 100 e 500 metros. Esta descontinuidade geomorfológica

apresenta uma topografia muita irregular com vertentes íngremes cobertas

pela Floresta Subcaducifólia Subtropical. Ao sul, sobre a qual está situada a

cidade, aparece outra unidade de paisagem que compõe o quadro


geográfico da região central do Estado, a denominada Depressão Periférica

Sul-rio-grandense, com altitudes que variam entre 40-50 metros, junto às

várzeas dos rios e arroios, e atingindo até 150 metros, no topo das coxilhas.

Em uma topografia suave em forma de coxilhas e interflúvios bem

definidos e alongados, predominam os campos naturais destinados à

pecuária e capões de mato, bem como há intensa ocupação das várzeas e

planícies aluviais para as práticas agrícolas, sobretudo arroz.

Desta forma, a área natural circunvizinha à cidade apresenta

características geográficas distintas e importantes, como na variação

altimétrica, na cobertura vegetal e no uso do solo, que possivelmente

influenciam no comportamento do campo térmico e na formação das ilhas

de calor no ambiente urbano santamariense, através das trocas energéticas

que realizam entre os níveis topo e mesoclimático, conforme será visto no

Capítulo V, da Análise dos Resultados.

4.2- SEGUNDA FASE

A segunda fase deste roteiro metodológico subdivide-se em dois

momentos essenciais ao estudo do campo térmico e das ilhas de calor

urbano de Santa Maria-RS, que foram desenvolvidos de forma paralela.

Consistem na análise espacial e na análise do campo térmico

propriamente dito, bem como das condições atmosféricas (tipos de tempo)

nos dias específicos das imagens termais e das observações de campo.

Esta fase teve por objetivo a produção dos dados e documentos

básicos para o desenvolvimento desta pesquisa. É com base nesta fase que

todo o trabalho foi organizado e desenvolvido, pois foram os documentos e


dados produzidos nesta fase que permitiram a identificação das variáveis

geourbanas e geoecológicas, que controlam e definem o comportamento

térmico da área em estudo nos níveis meso e topoclimático.

4.2.1- A análise espacial

A análise espacial da área de estudo foi um dos encaminhamentos

básicos à compreensão dos elementos que participam na constituição de

seu campo térmico. Através desta etapa, objetivou-se produzir uma

caracterização, o mais detalhada possível, da realidade urbana de Santa

Maria.

A elaboração de uma cartografia detalhada da cidade como

embasamento para o estudo de seu campo térmico e das ilhas de calor é

procedimento fundamental, aspecto também enfatizado por Monteiro

(1976, 1990) ao assinalar a importância do embasamento cartográfico

como suporte ao desenvolvimento de estudos do clima urbano.

Assim, os dados coletados de fontes cartográficas, bibliográficas e

culturais referentes ao município e à cidade (fonte indireta), permitiram a

caracterização do sítio, da morfologia, da estrutura, das funções urbanas e

da densidade populacional.

Neste aspecto, o embasamento cartográfico compõe-se de três cartas

que, complementadas com os dados provenientes do levantamento indireto,

permitiram uma caracterização detalhada da realidade estudada.

Uma parte da representação cartográfica, que documentou a variação

altimétrica e a morfologia do município de Santa Maria-RS e parte dos

municípios vizinhos, foi à carta hipsométrica, elaborada tendo como base


as cartas topográficas de Santa Maria-RS, folha SH.22-V-C, MIR-534, do

ano de 1983, e de Santiago-RS, folha SH.21-X-D, MIR-533, do ano de

1984, ambas na escala de 1:250.000, com eqüidistância das curvas de nível

de 100 metros. Esta escala possibilitou a observação das variações

altimétricas das principais unidades de relevo que compõem a realidade

geográfica no qual o município de Santa Maria está inserido. A necessidade

de se representar o relevo na meso-escala deve-se à influência direta do

mesmo na definição do clima local. A mesma foi digitalizada utilizando-se

o Software Corel Draw 11.

Conforme Mendonça (1994, p.31), os estudos destas variáveis

altimétricas são considerados:

(...) fatores importantíssimos na construção do clima urbano uma vez que os elementos do clima são diretamente influenciados pela variação destes; o estudo de tal influência compõe um dos clássicos campos da climatologia.

O segundo documento da produção cartográfica refere-se ao fato

urbano propriamente dito, através da representação das funções urbanas

expressas na carta do uso e ocupação do solo, a qual teve como base a

elaborada por Bolfe (1997), na escala 1:100.000.

A importância da caracterização do uso do solo nos estudos do clima e

ilhas de calor urbano também foi retratado por Mendonça (1994, p.38), ao

afirmar que “A partir da cartografação do uso do solo é possível identificar

os elementos integrantes do espaço urbano responsáveis pela formação

do(s) clima(s) urbano(s)”.


A terceira carta utilizada na compreensão dos elementos responsáveis

pela formação dos diversos ambientes climáticos intra-urbanos foi a carta

de densidade populacional da cidade, uma vez que a distribuição

populacional sobre o espaço urbano está diretamente relacionada com o uso

do solo, também responsáveis pelas diferentes realidades climáticas na área

em estudo. Foi desenvolvida tendo como base a carta de densidade

populacional de Santa Maria, elaborada por Bolfe (1997), também na

escala de 1:100.000.

A caracterização das feições morfológicas e das variações altimétricas

do sítio urbano foram retratadas a partir de uma compartimentação

geomorfológica e de três perfis geoecológicos, os quais contém a geologia,

declividade e a cobertura do solo, adaptados de Sartori (1979).

4.2.2- A análise do campo térmico e das condições atmosféricas

Neste momento da pesquisa foram elaboradas as estratégias para a

análise do comportamento térmico da área de estudo, ao nível do

processamento digital da imagem termal (banda 6), do desenvolvimento

das observações realizadas em campo, bem como da análise das condições

atmosféricas (tipos de tempos) predominantes nos dias que antecederam o

imageamento via satélite e dos levantamentos de campo.

A análise do campo térmico e identificação da ilha de calor urbano da

área de estudo foi desenvolvida através de duas etapas seqüenciais,

conforme se verá a seguir.

A primeira etapa consistiu no emprego da termografia infravermelha,

que permitiu a identificação e análise do campo térmico de superfície da


cidade de Santa Maria e parte de seu entorno, nas escalas meso e

topoclimática, frente às condições atmosféricas impostas pelo tipo de

tempo no dia da imagem.

A segunda etapa da análise do campo térmico urbano se deu a partir

da coleta de informações obtidas em levantamentos de campo sobre as

variações das temperaturas do ar no ambiente intra-urbano, nos dias

04/08/2004 e 10/08/2004, sob situações sinóticas de fases Pré-Frontal e de

Domínio Polar, respectivamente, com objetivo de se comparar as

informações obtidas nas imagens termais com os levantamentos de campo

no ambiente intra-urbano.

A análise das condições atmosféricas (tipos de tempo), como parte do

estudo do campo térmico e da(s) ilha(s) de calor urbano, envolveu a busca

do conhecimento da dinâmica atmosférica regional, com o objetivo de

compreender as respostas locais urbanas (topo e mesoclima) frente aos

tipos de tempo que habitualmente atuam na área de estudo. A partir do

conhecimento da circulação atmosférica nestas duas escalas climáticas, foi

possível identificar os principais elementos climáticos que entram no

campo térmico e na(s) ilha(s) de calor urbano santa-mariense.

Na identificação do tipo de tempo no dia da imagem de satélite termal

e dos trabalhos de campo, foram utilizados dados meteorológicos diários

para se entender a circulação atmosférica regional, coletados junto à

Estação Meteorológica de Santa Maria (do Instituto Nacional de

Meteorologia) e de imagens do satélite meteorológico GOES E, obtidas no

“site” do INPE (http//: www. cptec.inpe.br).


Os dados da Estação Meteorológica utilizados foram: temperatura do

ar, umidade relativa, pressão atmosférica, precipitação, ventos, insolação e

nebulosidade nos horários das 12hs, 18hs e 24hs GMT.

Com os dados meteorológicos e as imagens do Satélite GOES-E,

foram elaborados gráficos de “análise rítimica” indispensáveis à definição

dos tipos de tempo.

4.2.2.1- O emprego de imagens de satélite na identificação do campo

térmico e da(s) ilha(s) de calor urbano

A análise do campo térmico de superfície da cidade de Santa Maria e

parte de seu entorno, nos níveis meso e topoclimático, deu-se pelo emprego

da termografia infravermelha de superfície, através do processamento

digital da imagem do satélite Landsat 7 ETM+ do canal Termal (Banda 6),

que tem resolução de 60 metros, órbita/ponto 223/81 do dia 19/06/2002, no

horário das 09h e 45min. às 10hs. Os resultados obtidos nesta etapa foram

indispensáveis na seleção dos pontos que compuseram a rede fixa de

observação das temperaturas do ar intra-urbana da etapa seguinte.

O que mais dificulta o emprego sistematizado deste importante

recurso de observação, além dos altos custos de aquisição do mesmo, é a

complexidade da conversão de seus valores digitais em valores de

temperatura da superfície.

Assim, através de intensa busca acerca de uma metodologia mais

apropriada a ser empregada no processamento digital da imagem termal,

constatou-se que, atualmente, tanto na literatura nacional como


internacional, existem dois métodos que permitem a extração dos valores

térmicos de imagens termais.

Um dos procedimentos está baseado em Carnahan & Larson (1990),

Nichol (1994) e Collischonn (1998). Neste procedimento, na conversão dos

valores de radiância das imagens termais em valores térmicos devem ser

feitas correções conforme a emissividade de cada objeto da superfície

terrestre imageada; o cálculo sugerido pelos autores está expresso na

Equação 4:

Equação 4

Onde:

a)- Ts = Temperatura da superfície

b)- Tb = temperatura que emitiria a superfície se fosse um corpo negro

perfeito;

c)- λ = comprimento de onda médio da radiância emitida pela banda 6

(11.5µm);

d)- α = hc/K (1.438x 10-² mK), onde:

d.1)- K = Constante de Stefan-Bolzmann (1.38x10-²³ J/K);

d.2)- h = Constante de Planck (6.28x10-³⁴ J seg), e

d.3)- c = velocidade da luz (2.998x10⁸ m/seg);

e)- lnε = logaritmo natural da emissividade da superfície.

No entanto, quando se trabalha com áreas muito complexas e

heterogêneas como os ambientes urbanos, os problemas de se empregar

esta técnica são enormes e na maioria das vezes inviabilizam sua utilização,

pois na converção dos valores de emissividade em temperatura real para

Ts = Tb/1+(λTb/α)lnε


cada objeto imageado, torna-se indispensável um mapeamento do uso do

solo urbano extremamente detalhado.

Assim, em cidades de pequeno e até mesmo de médio porte, cujas

áreas urbanas não são muito extensas, como no caso de Santa Maria-RS, as

imagens do satélite Landsat 7 ETM+, que possuem resolução espacial de

30 metros (com exceção da banda 8, de 15 metros), são muito limitadas

para um detalhado mapeamento de uso do solo urbano - por razões já

mencionadas no Capítulo II da Revisão da Literatura – e não permitem a

identificação de algumas variáveis intra-urbanas indispensáveis na

configuração e comportamento do campo térmico de superfície, como por

exemplo: áreas verdes (bosques, quintais, ruas); cores das edificações (que

influenciam no albedo da radiação solar); ruas e avenidas pavimentadas

com asfaltos (que absorvem grande parte da radiação solar incidente);

concretos (que possuem maior albedo); ruas com pararalepípedos (que

permitem o desenvolvimento de gramíneas auxiliando no processo de

atenuação do calor) e também ruas ou estradas sem pavimentação;

sombreamento imposto pelas edificações no horário do imageamento (entre

9hs e 10hs) que em qualquer estação do ano influencia sensivelmente no

comportamento das temperaturas da superfície e do ar; variações

altimétricas do sítio urbano, e outros fatores.

Em virtude destas dificuldades que permeiam a utilização desta

técnica, e também por não se possuir outras bandas além da termal (banda

6), optou-se, então, pela utilização de uma metodologia baseada em Bariou,

Lecamus & Le Henaff (1993)3 e Mendonça (1994), a qual consiste na

conversão dos valores de radiância da imagem termal em temperatura

relativa da superfície, usando-se basicamente a Lei de Planck. 3 Dossiers de télédétection (nº8), Centre Régional de Télédétection da Université de Rennes 2 – France.


Esta técnica permite uma observação do comportamento térmico de

todas as variáveis geoecológicas e geourbanas que compõem o ambiente

urbano frente à imposição dos sistemas atmosféricos de atuação regional,

de forma não generalizada e homogênea.

Assim, o primeiro passo no processo de transformação dos valores de

radiância da imagem termal em temperatura relativa, foi submetê-la (banda

6) ao módulo thermal do programa computacional IDRISI 32. Este

módulo, de acordo com Lombardo et.al .(2003), baseia-se nas funções de

calibração dos detetores do sensor termal do satélite e converte os níveis de

cinza da imagem em valores de temperatura, em graus centígrados. Obteve-

se, então, como produto, uma imagem contendo 15 faixas de temperaturas,

sendo: 3,59°C – 5,03°C – 6,47°C – 7,92°C – 9,36°C – 10,81°C – 12,25°C –

13,69°C – 15,14°C – 16,58°C – 18,02°C – 19,47°C – 20,91°C – 22,36°C –

23,80°C, esta imagem foi denominada de temp1.

No passo seguinte, através do módulo reclass do programa IDRISI 32,

fez-se uma reclassificação dessas 15 faixas de temperaturas obtidas na

imagem anterior, obtendo-se, assim, a imagem denominada temp 2, com as

seguintes faixas térmicas: 3° – 4°C; 4° – 5°C; 5° – 6°C; 6° – 7°C; 7° – 8°C;

8° – 9°C; 9° – 10°C; 10° – 11°C; 11° – 12°C; 12° - 13°C; 13° – 14°C; 14°

– 15°C; 15° – 16°C; 16° – 17°C; 17° – 18°C; 18° – 19°C; 19° – 20°C; 20°

– 21°C; 21° – 22°C; 22° – 23°C; 23°- 24°C.

No entanto, como as faixas térmicas inferiores a 8° - 10°C e superiores

a 23°C não apresentaram quantificações relevantes para a análise, as

mesmas foram descartadas.

Assim, para a análise do campo térmico ao nível topoclimático, fez-se

uma reclassificação da imagem temp 2, obtendo-se a imagem denominada


de temptopo com as seguintes distribuições térmicas: 8° – 10°C; 10° –

11°C; 11° – 12°C; 12° – 13°C; 13° – 14°C; 14° – 15°C; 15° – 16°C; 16° –

17°C; 17° – 18°C; 18° – 19°C; 19° – 20°C; 20° – 21°C; 21° – 22°C; 22° –

23°C.

Para a análise do campo térmico no nível mesoclimático, a imagem

temp 2 foi novamente reclassificada, desta fez obedecendo uma variação

térmica de 3 em 3°C, obtendo-se a imagem tempmeso, com 5 faixas: 8° –

11°C; 11° – 14°C; 14° – 17°C; 17° – 20°C; 20° – 23°C.

Na representação das faixas térmicas obtidas na imagem termal foram

utilizadas cores, levando-se em conta o espectro-eletromagnético para a luz

visível. Assim, as temperaturas mais baixas foram representadas pelas

cores frias (ondas curtas): violeta, azul e verde, e as temperaturas mais

elevadas, as cores quentes (ondas longas): amarelo, laranja, vermelho e

marrom.

4.2.2.2- Os levantamentos de campo das temperaturas do ar

Conforme os objetivos propostos para este estudo, o período escolhido

para a análise do campo térmico, tanto da superfície como do ar, foi o de

inverno, pois é justamente nessa época que melhor se destacam e se

individualizam as seqüências mais habituais dos tipos de tempo para a

região em que se localiza a área de estudo.

Conforme Sartori (1979; 1993; 2000), o Rio Grande do Sul

caracteriza-se constante confronto entre os sistemas atmosféricos de

origens extratropicais e intertropicais, bem como por mecanismos


instabilizadores do tempo, que no inverno são mais acentuados pela

intensificação dos sistemas atmosféricos de origem polar, bem como pela

maior diferenciação térmica entre as altas e baixas latitudes. Assim, no

período em que foi realizada a análise (inverno), tem-se sobre a região

seqüências de tipos de tempo bem definidos e individualizados, conforme

discutido no Capítulo IV da Caracterização da Área de estudo.

Assim, para a análise das oscilações das temperaturas do ar no

ambiente urbano santamariense frente às condições atmosféricas regionais,

foram realizados levantamentos de campo junto à malha urbana, através de

uma rede fixa de observação.

A rede fixa de observação consistiu na distribuição pela malha urbana,

de 20 mini-abrigos meteorológicos, cada um deles com um termômetro de

álcool para a medição da temperatura do ar, os quais foram calibrados na

Estação Meteorológica de Santa Maria (no campus da UFSM). No entanto,

devido ao forte “Vento Norte” no primeiro dia de coleta dos valores de

temperaturas, um dos mini-abrigos foi destruído, passando-se a contar com

apenas 19 pontos fixos de observação.

Os mini-abrigos meteorológicos foram construídos tendo como base a

metodologia proposta por Seferino & Monteiro (1990), em folhas duplas de

madeira compensada (espessura de 10mm), com furos desencontrados para

isolar termicamente e ventilar o termômetro no seu interior, suspensos do

chão por haste de 1,5 metro de altura, sobre base em forma de cruz, de

acordo com os quatros pontos cardeais (N, E, S e W) para facilitar seu

posicionamento. Os mesmos foram pintados na cor branca, que

proporciona maior reflexão dos raios solares incidentes, atenuando a

absorção de calor, conforme pode ser visto na Figura 10.


FIGURA 10: Fotografia do mini-abrigo meteorológico Fonte: Saydelles, A.P.

Os mini-abrigos foram posicionados sempre com a abertura frontal

voltada para sul, para proteger o termômetro contra a radiação solar direta.

Na escolha dos pontos para as mensurações das temperaturas do ar

considerou-se, sobretudo, os diversos bairros da cidade, o uso do solo

urbano, a densidade populacional, presença de áreas verdes, as unidades

morfológicas do sítio urbano, o comportamento térmico da superfície

obtido na imagem termal e, principalmente, a disponibilidade de recursos


humanos que auxiliassem nas coletas das temperaturas nos devidos

horários e dias estabelecidos.

Os pontos que compõem a rede fixa de observação, onde foram

instalados os mini-abrigos meteorológicos estão espacializados na Figura

11 e são os seguintes:

1 - Bairro Centro – Área caracterizada por apresentar a maior

densidade populacional da cidade entre 7.413 a 9.555 Hab/Km² (Bolfe,

1997). A presença de cobertura vegetal é muito esparsa, com inúmeros

edifícios acima de 4 pavimentos em seu entorno. Quanto ao uso do solo,

destaca-se pela grande concentração comercial e prestação de serviços,

além do uso residencial (Bolfe, 1997). O fluxo de veículos e pessoas é

muito intenso, o que favorece a liberação de calor antropogênico, todas as

ruas e avenidas possuem pavimentação asfáltica. O mini-abrigo foi

instalado em frente da Brasil Telecom (antiga CRT) numa altitude de 150

metros, área mais elevada do sítio urbano original.

2 - Bairro Centro – Área intensamente urbanizada, porém com

presença de edificações mais baixas, não ultrapassando 4 pavimentos,

situada na vertente leste do “festão colinoso mais elevado” (Sartori, 1979).

A presença de vegetação é maior que no Ponto 1, concentrando-se,

sobretudo, nos pátios e quintais das casas. Quanto ao uso do solo, destina-

se essencialmente ao uso residencial e em menor intensidade à prestação de

serviços. Todas as ruas possuem pavimentação asfáltica, com grande fluxo

de veículos. O mini-abrigo foi instalado no jardim de uma residência na rua

Tuiuti, quase esquina com a rua Riachuelo, a 132 metros de altitude.


Barragem DNOS

2

34

56

7

8

14

13

9

10

15

1617

18

12

11

19

1

2

1

3

4

5

6

7

8

14

13

9

10

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16

17

18

12

11

19

Centro-1Centro-2Centro-3Nsª Srª das DoresNsª Srª de LourdesMedianeiraUrlândia

PatronatoPasso D’areiaNsª Srª do RosárioSalgado FilhoCaturritaPerpétuo SocorroItararé

Km³São JoséCamobiJuscelino KubitschekTancredo Neves

LEGENDA

ESCALA GRÁFICA

Sistema de Coordenadas GeográficasDátum Horizontal: Córrego Alegre - Minas GeraisZona 21.

Elaboração: Alexandre Pistoia Saydelles

N

FIGURA 11: Localização dos Pontos na Rede Fixa de Observação na Malha Urbana de Santa Maria-RS


3 - Bairro Centro – Área densamente construída, com grande presença

de edifícios que não ultrapassam 4 andares, situada na vertente oeste do

“festão colinoso mais elevado”, onde predomina o uso residencial com fraca

concentração comercial, porém apresenta intenso fluxo de veículos. Apesar

da existência de praça bem arborizada ao lado do Grupamento do Corpo de

Bombeiros, onde foi instalado o mini-abrigo, apresenta baixa presença de

vegetação. O mini-abrigo foi instalado a 142 metros de altitude.

4 - Bairro Nossa Senhora das Dores – Área bem urbanizada, destinado

ao uso residencial, com elevada densidade populacional entre 4.770 a 6.412

Hab/km² (Bolfe, 1997), onde predominam as edificações mais baixas, com

exceção da Av. das Dores, onde destacam-se as edificações mais elevadas e

grande concentração comercial com intenso fluxo de veículos. A presença

de vegetação é bem significativa nas ruas e principalmente nos pátios e

quintais das casas. Caracteriza-se por ser um bairro de classe média. O

mini-abrigo foi instalado no pátio da Escola Estadual Coronel Pilar, a 136

metros de altitude.

5- Bairro Nossa Senhora de Lourdes - Área bastante urbanizada,

disposta na vertente sul do “festão colinoso mais elevado”(Sartori, Op.

Cit.). Com densidade populacional variando entre 4.770 a 6.412 Hab/Km²

(Bolfe, 1997), destina-se exclusivamente ao uso residencial com

concentração comercial apenas nas principais vias de circulação (Av.

Medianeira e Fernando Ferrari). Caracteriza-se por ser um bairro de classe

média-alta com predomínio de casas de padrão elevado e significativa

presença de vegetação nas ruas e principalmente nos pátios e quintais das

residências. O mini-abrigo foi instalado no jardim de uma residência na rua

Rigoberto Duarte, a 106 metros de altitude.


6 - Bairro Medianeira – Bem urbanizado apenas na sua parte norte

(entre a Av. Medianeira e o limite norte do bairro), onde predominam as

edificações mais baixas (casas) com grande presença de vegetação do tipo

arbórea, nas ruas e pátios. Destina-se essencialmente ao uso residencial,

com elevada concentração comercial e prestação de serviços apenas ao

longo da Av. Medianeira (Bolfe, 1997). Em sua parte sul (entre a Av.

Medianeira e seu limite sul) predominam as áreas não urbanizadas, com

grande presença de vegetação do tipo arbórea e gramíneas. Apresenta

densidade populacional entre 4.770 a 6.412 Hab/Km² (Bolfe, 1997). O

mini-abrigo foi instalado no pátio de uma residência na rua Daltro Filho, a

97 metros de altitude.

7 - Bairro Urlândia – Área mais ao sul da cidade em que foi instalado o

mini-abrigo, caracteriza-se por ser de classe média-baixa, com uso do solo

essencialmente residencial (Bolfe, 1997), onde predominam as casas com

elevada presença de vegetação e áreas não urbanizadas. Possui uma

densidade populacional de 3.180 a 4.769 Hab/Km² (Bolfe, Op. Cit.). O

mini-abrigo foi instalado numa residência na rua São Carlos, a 79 metros de

altitude.

8 - Bairro Patronato – Área bem urbanizada, com uso do solo

essencialmente residencial, com elevada presença de vegetação do tipo

arbórea e gramíneas nas ruas e pátios das casas. Apresenta densidade

populacional de 3.180 a 4.769 Hab/Km² (Bolfe, 1997), com predomínio de

edificações com apenas 1 pavimento (casas). O mini-abrigo foi instalado

no Cemitério Público Municipal, a 107 metros de altitude.

9 - Bairro Passo D’areia – Destinado exclusivamente ao uso

residencial, com predomínio de casas, em que a densidade populacional


varia em torno de 3.180 a 4.769 Hab/Km² (Bolfe, 1997). Apesar de ser bem

construído, ainda apresenta locais não urbanizados, com elevada presença

de vegetação do tipo arbórea e gramíneas nas ruas e nos pátios das

residências. O mini-abrigo meteorológico foi instalado no pátio de uma

residência na rua Tenente Carrion (próximo ao HGuSM), a 106 metros de

altitude.

10 - Bairro Nossa Senhora do Rosário – Densamente urbanizado, com

significativa presença de ruas com pavimentação asfáltica, apresenta

densidade populacional elevada entre 7.413 a 9.555 Hab/Km² (Bolfe, 1997).

O uso do solo é essencialmente residencial, porém com grande fluxo de

veículos e pessoas, sobretudo nas ruas principais. Possui elevada

concentração de edificações acima de 4 pavimentos. No entanto, a

quantidade de vegetação arbórea é elevada. O mini-abrigo foi instalado no

pátio da garagem dos Correios, a 115 metros de altitude, local com fraca

presença de vegetação e fluxo de veículos.

11 - Bairro Salgado Filho – Bem urbanizado, apresenta elevada

densidade populacional entre 4.770 a 6.412 Hab/Km², e uso do solo

essencialmente residencial (Bolfe, 1997). Caracteriza-se por ser um bairro

de classe baixa, com predomínio de casas e grande presença de vegetação

do tipo arbórea e gramíneas nas ruas e pátios das casas. O mini-abrigo foi

instalado no pátio de uma residência na rua Rafael Real, numa altitude de

79 metros.

12 - Bairro Caturrita – Com pequena urbanização, apresenta densidade

populacional muito baixa entre 225 a 1.589 Hab/Km² (Bolfe, 1997).

Também considerado de classe baixa, destina-se exclusivamente ao uso

residencial, onde predominam as casas. Situa-se no norte da cidade em


contato direto com o Rebordo do Planalto, o que favorece a elevada

concentração de vegetação do tipo arbórea. O mini-abrigo foi instalado no

pátio de uma residência na rua Erwin Rabenschlag, a 125 metros de

altitude.

13 - Bairro Perpétuo Socorro – Também fracamente urbanizado, porém

com densidade populacional mais elevada em relação ao Ponto 12, em torno

de 1.590 a 3.179 Hab/Km², destina-se ao uso essencialmente residencial

(Bolfe, 1997), com elevada presença de vegetação do tipo arbórea devido ao

contato direto com o Rebordo do Planalto ao norte. O fluxo de pessoas e

veículos é baixo. O mini-abrigo foi instalado no interior do regimento da 6ª

BIA, a 111 metros de altitude.

14 - Bairro Itararé – Bem urbanizado, sobretudo em sua parte sul. Ao

norte limita-se com o rebordo do Planalto e a NE com a Barragem do

DNOS. Apresenta densidade populacional entre 3.180 a 4.769 Hab/Km² e

está destinado exclusivamente ao uso residencial (Bolfe, 1997). Possui

elevada presença de vegetação do tipo arbórea e fraco fluxo de veículos e

pessoas. O mini-abrigo meteorológico foi instalado a 137 metros de

altitude, numa residência na rua Visconde de Agne.

15 - Bairro Km3 – Área com baixa urbanização (mais significativa em

sua parte oeste), ao sul predominam as áreas não urbanizadas. Apresenta

uma densidade demográfica entre 1.590 a 3.179 Hab/Km², e destina-se

preferencialmente ao uso residencial, mas com concentração comercial e

prestação de serviços ao longo da Av. Dores e RS- 509 (Bolfe, 1997).

Possui elevada presença de vegetação do tipo arbórea. O mini-abrigo foi

instalado em frente ao posto da Polícia Rodoviária Estadual (Trevo do

Castelinho), local de intenso fluxo de veículos, a 111 metros de altitude.


16 - Bairro São José - Fracamente urbanizado, com baixa densidade

populacional entre 225 a 1.589 Hab/Km², destina-se essencialmente ao uso

residencial (Bolfe, 1997), onde predominam as casas com uso misto

(concentração comercial e prestação de serviços) e elevado fluxo de

veículos apenas ao longo da RS - 509. Apresenta grande concentração de

vegetação do tipo arbórea e gramíneas. O mini-abrigo foi instalado no

Cemitério Santa Rita de Cássia, local com elevada presença de vegetação, a

102 metros de altitude.

17 - Bairro Camobi – Bem urbanizado, porém com baixa densidade

populacional entre 1.590 a 3.179 Hab/Km², destinado preferencialmente ao

uso residencial com predomínio de casas, com concentração comercial e

prestação de serviços apenas ao longo da RS- 509 (Bolfe, 1997). Limita-se

ao norte com o rio Vacacai – Mirim, a leste com a Base-Aérea de Santa

Maria e ao sul com o Campus da Universidade Federal de Santa Maria.

Desta forma, apresenta elevada concentração de vegetação arbórea e de

gramíneas, além de áreas ainda não urbanizadas. Possui elevado fluxo de

veículos ao longo da RS-509. O mini-abrigo foi instalado no

estacionamento do Posto BR na RS-509, a uma altitude de 79 metros.

18 - Bairro Juscelino Kubitschek – O mini-abrigo foi instalado na

Cohab Santa Marta, área bastante urbanizada, com elevada densidade

populacional, entre 4.770 a 6.412 Hab/Km², destinado exclusivamente ao

uso residencial (Bolfe, 1997), com grande presença de vegetação, onde

predominam as casas. O fluxo de veículos e pessoas é muito baixo. O mini-

abrigo foi instalado a uma altitude de 111 metros.

19 - Bairro Cohab Tancredo Neves – Área intensamente urbanizada,

com uma densidade populacional muito alta em torno de 4.770 a 6.412


Hav/Km², destinado essencialmente ao uso residencial (Bolfe, 1997), com

predomínio de casas pintadas em cor branca e telhados com folhas de

amianto e ruas, em sua maioria, com pavimentação asfáltica. A presença de

vegetação é muito baixa. O mini-abrigo foi instalado a uma altitude de 106

metros, no pátio de uma residência na rua Dário Prates.

Observa-se na Figura 11, que no bairro Centro foram instalados três

mini-abrigos meteorológicos, justamente por ser o CBD (Central Business

District) da cidade com as maiores densidades urbanas e populacionais,

necessitando de um melhor detalhamento das informações.

Os dias em que ocorreram os levantamentos de campo, pré-

estabelecidos conforme as condições sinóticas (tipos de tempos) almejadas

para o estudo foram: 04/08/2004, sob o domínio da fase Pré-Frontal com

forte atuação do “Vento Norte”, e no dia 10/08/2004, sob atuação e domínio

das condições atmosféricas de uma Massa Polar Atlântica (M.P.A.).

Os horários em que ocorreram as coletas das temperaturas do ar na

rede fixa de observação foram às 09h, 12h, 15h, 18h e 21h.

Para a obtenção da localização geográfica e altitude dos pontos onde

foram instalados os mini-abrigos meteorológicos contendo os termômetros,

utilizou-se o GPS (Sistema de Posicionamento Global), de marca Garmin-

Etrex, do Departamento de Geociências/UFSM.

De posse dos dados sobre as temperaturas do ar (Anexos I e II),

obtidos nos experimentos de campo, foram elaborados mapas isotérmicos,

utilizando-se o programa computacional Surfer 6, a partir do método da

“krigagem” (Kriging). Na espacialização do comportamento das

temperaturas do ar foram utilizadas cores, considerando o espectro-

eletromagnético para a luz visível e também conforme a disponibilidade no


programa Corel Draw11, onde os mesmos foram editados posteriormente.

Buscou-se estabelecer uma idéia de continuidade ou evolução das

temperaturas no decorrer do dia e entre os dois períodos analisados. No

entanto, por motivos técnicos em alguns momentos isto nem sempre foi

possível, em função da quantidade de classes a serem representadas.

4.3- TERCEIRA FASE

A terceira fase do roteiro metodológico proposto para o estudo do

campo térmico e das ilhas de calor urbano em Santa Maria-RS constituiu-se

no momento em que se buscou a integração geográfica, ao se sintetizar as

características do fato urbano com as climáticas nas escalas regional e local

(mesoclima e topoclima).

CAPITULO IV

5. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA

5.1- Aspectos históricos e funcionais

A cidade de Santa Maria (RS) está localizada no centro do Estado

do Rio grande do Sul, numa área de transição morfológica denominada

de Depressão Periférica Sul-rio-grandense, com altitudes médias de 100

metros.

Santa Maria foi, em seus primeiros dias, área de disputa entre as duas

monarquias ibéricas: Portugal e Espanha (Belém, 1989).

Com seu território ocupado desde os primórdios do século XVII até

meados do Século XVIII, por índios e jesuítas em missões itinerantes, a

história de Santa Maria tem início à época do Brasil colonial. O continente

de São Pedro era, por este tempo, uma área em permanente litígio, face às

disputas que, envolvendo as coroas lusa e espanhola, tinham por objeto a

posse das terras situadas nesta posição mais meridional da América

(Zillmer, 1991).

O constante estado de beligerância a que estavam submetidas estas

terras meridionais começou a esboçar a viabilidade de um quadro mais

diplomático, a partir do momento em que se firmaram as negociações e a

posterior assinatura do Tratado de Santo Ildefonso, no ano de 1777

(Zillmer, 1991).

Capítulo IV – Caracterização da Área 98

Em obediência às clausulas deste Tratado, as duas coroas ibéricas

arcariam com a responsabilidade de devolver áreas que, no passado,

tivessem se apropriado indevidamente.

Assim, o povoamento da cidade teve início por volta de 1789, quando

chegou o grupo de soldados que constituíam a segunda subdivisão da

Comissão Demarcadora dos limites da América Meridional.

Organizando o acampamento, a Comissão Demarcadora começa o

trabalho de abertura de estradas, que posteriormente passariam a ser as

principais artérias de circulação da futura cidade: a rua Pacífica, que descia

a colina em direção ao Passo D’areia e que hoje é a rua Dr. Bozzano, e a rua

São Paulo, atual rua do Acampamento (núcleo urbano inicial), onde se

encontravam instalados o quartel e o escritório da comissão técnica de

demarcação (Belém, 1989).

Já num primeiro momento, o núcleo inicial, que resultou na cidade de

Santa Maria, indicava uma condição militar, representada pelo

acampamento que aí se estabeleceu.

No entanto, a partida da Comissão Demarcadora em direção às

Missões Orientais anexadas não implicou em retrocesso na povoação

incipiente. Pelo contrário, o marco inicial já havia se consolidado, deixando

a área sua condição de acampamento para assumir o papel de povoado em

processo de expansão.

Segundo o IBGE (2000), Santa Maria conta com uma população de

243.396 habitantes, e de acordo com a Fundação de Economia e Estatística

(1990), constitui-se na 5ª maior cidade do Rio Grande do Sul, destacando-se

como importante centro político-econômico regional e grande pólo de

atração populacional.


As características funcionais urbanas atuais de Santa Maria repousam,

principalmente, no setor terciário (prestação de serviços), salientando-se o

setor comercial e educacional.

A importância do setor comercial deve-se, segundo Sartori (1979, p.5):

(...), em primeiro lugar, a sua posição no centro do estado e, já que é bem servida por rodovias, atrai a população de várias cidades da região. Neste setor, Santa Maria destaca-se no comércio varejista, atacadista e no comércio especializado abastecendo os municípios vizinhos com produtos de primeira necessidade, ou mesmo de luxo.

Sua crescente projeção como centro educacional à torna, conforme

observa Sartori (2000), no mais importante centro urbano do interior do Rio

Grande do Sul neste setor, com ampla área de atuação, onde milhares de

jovens de outras localidades (mesmo fora do Estado) se estabelecem à

procura das escolas de Ensino Médio e dos cursos de graduação oferecidos

pela Universidade Federal de Santa Maria, UNIFRA, ULBRA, FAMES,

FADISMA, FAPAS e FASCLA.

A especialização do sistema médico-hospitalar proporcionou que Santa

Maria assumisse importância regional, transformando-se num centro de

serviços médicos para as populações dos municípios vizinhos, devido,

principalmente, a presença do Hospital Universitário da UFSM (público),

do Hospital de Caridade Dr. Astrogildo de Azevedo, Casa de Saúde, entre

outros.

A função de grande centro ferroviário que a cidade já desfrutou, em

relação aos transportes de passageiros, é atualmente inexistente. O setor

rodoviário, devido à passagem por Santa Maria das mais importantes


rodovias do interior do Estado, substituiu praticamente todo o setor

ferroviário, que mantém apenas serviço de transporte de cargas.

Santa Maria ainda desempenha importante função militar, devido à

história de sua ocupação e também pela sua estratégica localização

geográfica, abrigando grande número de unidades do Exército e da Força

Aérea.

Conforme Sartori (1979), o setor secundário ocupa um percentual de

população ativa inferior ao setor primário. A industrialização não tem muita

expressão e é pouco diversificada. No geral, são indústrias de pequeno e

médio porte, voltadas para o beneficiamento de produtos agrícolas ou para

os setores mobiliários, metálicos, calçadistas, de laticínios, de bebidas, entre

outros. A indústria da construção civil tem aumentado cada vez mais sua

importância nos últimos anos e vem promovendo significativas alterações

na t opografia do espaço urbano santamariense, sobretudo nos bairros

centrais da cidade.

5.2- Os sistemas atmosféricos regionais e o clima da região de Santa

Maria

Na tentativa de caracterizar o ambiente climático local, recorreu-se aos

estudos realizados por Sartori (1979, 1981, 1993 e 2000), os quais

forneceram importantes subsídios ao entendimento e compreensão do

dinamismo e atuação dos sistemas atmosféricos, responsáveis pela

formação das famílias dos tipos de tempo para a região de Santa Maria-RS,

e que interferem decisivamente na configuração do espaço climático nas


escalas meso e topoclimáticas e, sobretudo, na definição do campo térmico

intra-urbano.

Desta forma, na análise do comportamento do campo térmico e da(s)

ilha(s) de calor urbano da área em estudo, faz-se necessário, a priori, o

conhecimento dos sistemas atmosféricos regionais responsáveis pela

sucessão habitual dos tipos de tempo para a região. Conforme já

mencionado, o clima urbano, nada mais é do que respostas dos elementos

urbanos frente à imposição da circulação atmosférica nas escalas regional e

local.

Assim, no estudo do quadro climático para a região de Santa Maria,

Sartori (1979), seguindo os postulados da climatologia geográfica brasileira,

discorreu sobre a circulação atmosférica regional, identificando os tipos de

tempo atuantes e predominantes numa escala local ou terciária, associados

às características geográficas intra-urbanas.

O território do Rio Grande do Sul, assim como toda a Região Sul do

Brasil, em virtude de sua posição latitudinal, encontra-se numa posição de

transição no que se refere ao quadro climático, refletindo a participação

tanto dos sistemas atmosféricos de origem extratropical (Massas e Frentes

Polares) como os de gênese intertropical (Massas Tropicais e Correntes

Perturbadas). Neste sentido, Sartori (2000, p. 189) afirma que:

(...), a posição subtropical faz com que a região seja área de confronto periódico entre forças opostas, provocado pelo avanço sistemático dos sistemas atmosféricos de origem polar em direção aos polares tropicalizados (massa polar velha) ou aos sistemas de origem tropical (massa tropical atlântica ou continental), proporcionando a distribuição das chuvas durante todo o ano, motivada pelas sucessivas passagens frontais, sem


ocorrência de estação seca no regime pluviométrico.

Considerando a circulação atmosférica regional e os tipos de tempo

para a região de Santa Maria, a autora afirma que os sistemas extratropicais

controlam a circulação secundária, sendo que estes são representados,

sobretudo, pela Massa Polar Atlântica (M.P.A.) ou Continentalizada

(M.P.A.c.), Massa Polar Velha (M.P.V.) e a Frente Polar Atlântica (F.P.A.),

atuantes durante o ano inteiro.

Os sistemas de origem intertropical possuem uma participação quase

inexpressiva na composição da realidade climática local, sendo

representados pela Massa Tropical Atlântica (M.T.A.), Massa Tropical

Continental (M.T.C.) e Frente Quente de Nordeste, atuantes apenas nas

fases pré-frontais, por no máximo dois dias consecutivos, independente da

época do ano.

Os tipos de tempo originados pela participação dos sistemas

atmosféricos polares são de extrema relevância e ocupam destacada

importância na formação do clima local, uma vez que os mesmos atuam em

cerca de 90% dos dias do ano.

De acordo com Sartori (2000, p.205), “ Na primavera e verão a maior

freqüência é da M.P.V. (43,3% e 48,3%) e no outono e inverno é da M.P.A.

a liderança (47,8% e 61,7%); e F.P.A. atua, em média, em 20% dos dias do

ano. Os 10% restantes são divididos entre os de origem tropical”, conforme

pode ser visto na Figura 12.

Assim, em função da freqüência e atuação destes sistemas

atmosféricos na região, Sartori (1979) identificou quinze tipos de tempos

atuantes na região de Santa Maria, para o ano-padrão de 1973, agrupando-

os em três grandes famílias, sendo:


1ª)- Sistemas extratropicais, com seus mecanismos frontais, sendo os

mesmos responsáveis pela instabilidade do tempo, representados pela

Frente Polar Atlântica, e pelos domínios dos Anticiclones Polares,

responsáveis pela estabilidade do tempo, comandados pela Massa Polar

Atlântica, sendo eles:

- Tempo Anticiclonal Polar Típico

- Tempo Anticiclônico Polar Marítimo

- Tempo Anticiclônico Polar Continental

- Tempo Anticiclônico Polar Pós-Frontal

- Tempo Anticiclônico Polar em Tropicalização

- Tempo Anticiclonal Aquecido

FIGURA 12: Histogramas representativos da participação dos Sistemas

atmosféricos na região de Santa Maria, RS. Fonte : Sartori (2000, p. 205).


2ª)- Sistemas intertropicais, com seus domínios tropicais marítimos

(Massa Tropical Atlântica), estabilizadores do tempo e os domínios

tropicais continentais (Massa Tropical Continental), responsáveis pelos

fluxos de oeste e noroeste, associados em parte aos aquecimentos pré-

frontais, caracterizando-se pelas instabilidades do tempo, são eles:

- Tempo Anticiclônico Tropical Marítimo

- Tempo Anticiclônico Tropical Continentalizado

- Tempo Depressionário Continental

3º)- Correntes perturbadas, associadas aos tipos de tempos frontais,

responsáveis pelas situações de instabilidade do tempo, sendo eles:

- Tempo Frontal de Sudoeste de Atuação Moderada

- Tempo Frontal de Sudoeste de fraca Atuação

- Tempo Frontal Estacionário

- Tempo Frontal de Nordeste

- Tempo Frontal Ciclonal de Atuação Direta

- Tempo Frontal Ciclonal de Atuação Indireta.

Assim, pode-se afirmar que o dinamismo e a freqüência de atuação dos

sistemas atmosféricos regionais geram condições atmosféricas específicas

que, através de suas várias combinações, resultam em diferentes tipos de

tempos predominantes na região de Santa Maria, RS.

Em virtude das variações de atuação e freqüência dos sistemas

atmosféricos regionais ao longo do ano, tem-se, conforme Sartori (1993,

p.71), “situações sazonais específicas que definem várias combinações entre

os tipos de tempo e a circulação do ar.”


Em vista disto, a partir da análise da freqüência e variação têmporo-

espacial dos sistemas atmosféricos, Sartori (1993) identificou as várias

articulações entre os tipos de tempo e seus encadeamentos mais comuns,

relacionados com as variações de ritmo dos sistemas extratropicais e

intertropicais, específico para a situação de inverno na região central do Rio

Grande do Sul.

No entanto, para que seja possível a compreensão da seqüência

habitual dos tipos de tempo para o inverno gaúcho, é necessário o

entendimento do comportamento dos sistemas atmosféricos para este

período sazonal.

Nesta época do ano, as condições climáticas de toda a Região Sul

caracterizam-se pelo confronto mais intenso entre os sistemas atmosféricos

de origem extra e intertropicais. Este fato está condicionado a menor

entrada de energia solar em todo Hemisfério Austral.

Em virtude das temperaturas apresentarem-se mais baixas, há uma

intensificação do Anticiclone Migratório Polar, devido ao grande acúmulo

de ar frio nas latitudes sub-polares, que avança rumo ao continente com

maior força e intensidade. No entanto, nesta época do ano, os Anticiclones

do Pacifico e do Atlântico encontram-se posicionados mais próximos do

continente sul-americano, oferecendo obstáculos à passagem das Frentes e

Massas Polares. Como resultado, têm-se intensas atividades frontogenéticas

que individualizam os tipos de tempo para a região (Monteiro, 1963;

Sartori, 1993).

Esta configuração climática para o período de inverno na Região Sul

também é retratada por Monteiro (1963) apud Sartori (1993, p. 72):


O anticiclone semifixo do Atlântico, em virtude das temperaturas menos elevadas no continente, avança sobre o mesmo, aproximadamente até os meridianos de 50º W Gr, dominando sua face leste (...). Seus avanços e recuos pelo interior são regulados pelos sistemas de depressões reinantes ao longo da FPA. A depressão do Chaco, devido ao processo de resfriamento do continente, a não ser quando agravado dinamicamente pela FG na FPA, permanece, o mais das vezes, como uma simples calha, associando-se a outras que se formam ocasionalmente pelo interior do Brasil. O Anticiclone do Pacifico, também mais próximo do continente, entra em choque, freqüentemente, com o anticiclone migratório polar em seus avanços para o norte, o que implica em grande atividade para a FPP e conseqüente reforço do anticiclone que (...) ficará capacitado a investir com maior pujança e freqüência para o norte, produzindo, no Brasil, as intensas ondas de frio do sul que, agravadas pelos fenômenos frontológicos, dão a nota característica da estação.

Desta forma, tem-se uma sucessão habitual dos estados de tempo no

inverno gaúcho, resultantes das características e intensidade dos confrontos

entre os sistemas atmosféricos atuantes e da permanência e duração dos

mesmos.

Em vista disto, Sartori (1993) identificou como se processam as

sucessões dos tipos de tempo mais habituais no inverno gaúcho,

estabelecidos através de 4 fases específicas, que se manifestam através de

ciclos com duração variável: Pré-Frontal, Frontal, Domínio Polar e

Transicional.


1ª Fase: Pré-Frontal

Também pode ser considerada a última, pois através da noção de

sucessão cíclica as fases constituem –se em elos de ligação às demais.

Esta fase, também denominada por Monteiro (1963) de “Prenúncio”,

antecede a passagem de uma Frente Fria sobre a região, que está sob forte

domínio de uma massa polar que, em contato e permanência com a

superfície continental mais quente, adquiriu suas características, aquecendo-

se.

A pressão atmosférica é baixa e os ventos sopram do quadrante Norte

(N ou NW), com velocidades variáveis de calmas até moderadas (8 a 12

m/s), mas em algumas situações esporádicas as rajadas podem atingir até os

100Km/h, dando origem a um típico vento local, denominado de “Vento

Norte”. Esse vento ao descer a escarpa do Planalto Meridional Brasileiro

sofre o efeito “föhen” (pelo desnível de 400m) aquecendo-se por

compressão adiabática, sendo o principal responsável pelas sensações de

desconforto térmico na população santamariense (Sartori, 2000).

As temperaturas máximas são superiores a 20ºC e a umidade relativa

do ar é geralmente inferior a 50%. Por apresentar estas características

atmosféricas, esta fase Pré-Frontal (sem a ocorrência de “vento norte”, que

atua como dissipador do calor) é, segundo Sartori (1986) em estudos

preliminares sobre a existência de ilha de calor em Santa Maria, o que

apresenta as condições atmosféricas e meteorológicas essenciais à

individualização do fenômeno na cidade, devido ao forte aquecimento basal

do ar sobre o continente.


Esta fase, tem duração média de 1 a 3 dias, até que a Frente Fria

chegue à latitude do Rio Grande do Sul e imponha outro tipo de tempo para

a região.

2ª Fase: Frontal

Corresponde à passagem da Frente Polar Atlântica (Frente Fria) sobre

o Rio Grande do Sul, que na fase anterior encontrava-se sobre a Argentina e

Uruguai. O Estado fica sob domínio desta descontinuidade frontal, que lhe

impõe um tipo de tempo próprio, segundo Sartori (1993, p.75):

(...), não há vento de direção e velocidade bem definidos (variáveis), a pressão atmosférica alcança os valores mínimos do episódio, o céu apresenta-se encoberto com nuvens Sc, Ns e Cb e precipitações (que pode não ocorrer), determinando pequena amplitude térmica pela ausência de insolação direta e fraca radiação.

A intensidade da passagem da Frente Polar dependerá do contínuo

abastecimento de ar frio em sua retaguarda, principalmente pelo reforço da

Polar Pacífica, pois quando isto acontece a passagem frontal ganha mais

força, podendo alcançar latitudes mais baixas.

Segundo Monteiro (1963, p. 136):

O primeiro sinal da chegada da frente fria, logo após o aquecimento Pré-Frontal é uma mudança rápida na direção dos ventos, que passam a soprar de Sul, (...) ocorrem trovoadas antes mesmo da chegada da frente. Quando esta atinge o Rio Grande, praticamente todo o “tempo”(...) é afetado por mecanismo frontal. A chegada da frente as


trovoadas se agravam, mais ainda pelos movimentos convectivos originados pelo aquecimento basal. (...) em geral, é bem intenso no Rio Grande (Campanha, Depressão e Litoral), as trovoadas e aguaceiros(...).

Este é um típico estado de tempo que foi denominado por Sartori

(1981) de Frontal de Sudoeste.

Acredita-se que sob o domínio desta instabilidade frontal sobre a

região, o fenômeno da(s) ilha(s) de calor urbano não se individualize

nitidamente, pois a presença de nebulosidade, bem como de precipitações,

dificulta a incidência solar na superfície, sendo esta de mínima absorção,

não permitindo, desta forma, o armazenamento eficaz de energia pelos

elementos urbanos e naturais.

3ª Fase: Domínio Polar

Logo após a passagem da Frente Fria (F.P.A.), responsável pela

instabilização do tempo, há o domínio absoluto das condições atmosféricas

e meteorológicas pela Massa Polar Atlântica (M.P.A.) sobre o RS.

O domínio da Massa Polar sobre a região é caracterizado pelo intenso

declínio das temperaturas mínimas e máximas, que, se reforçado por ar

polar da vertente pacífica, poderá facilmente atingir valores negativos. O

posicionamento do Anticiclone Polar sobre a região proporciona

significativa elevação da pressão atmosférica, assim como ventos dos

quadrantes sul ou oeste e calmas.

A presença da nebulosidade da fase anterior cede lugar a um céu

totalmente límpido, que permite ampla insolação durante o dia e forte


irradiação à noite, ocasionando inversões de temperatura e favorecendo a

formação de geadas, orvalhos e nevoeiros (Sartori, 1993; Monteiro 1963).

Diversos autores, na literatura nacional e internacional, afirmam que o

fenômeno da(s) ilha(s) de calor urbano se manifesta, com maiores

intensidades, sob estas condições atmosféricas, principalmente à noite,

quando os materiais urbanos liberam toda a energia calorífica armazenada

durante o dia, favorecido pelo céu limpo que proporciona grande insolação.

4ª Fase: Transicional

A massa de ar polar que dominou o tempo sobre a região na fase

anterior, em virtude de seu avanço para latitudes mais baixas e pelo tempo

de permanência em contato com a superfície do continente, modifica-se

pelo aquecimento basal, entrando em processo de Tropicalização (Massa

Polar Velha ou Tropicalizada).

Esta fase representa a transição entre o domínio do tempo pela Massa

Polar e uma nova Frente Fria, que já começa a se definir sobre a Argentina,

pelo acúmulo de ar frio no Anticiclone Migratório Polar, que esta sobre a

Patagônia, gerando a Frontogênese (Sartori, 1993).

Em virtude destas condições atmosféricas, o céu mantém-se limpo, o

que favorece a insolação, permite grandes amplitudes térmicas pela

elevação da temperatura durante o dia, propicia a formação de orvalho

durante a noite, predominando ventos leves de E e NE (Sartori 1993;

Monteiro 1963).

A condição meteorológica imposta por este tipo de tempo favorece a

intensificação da ilha de calor urbano, sobretudo à noite, da mesma forma

que na fase anterior. Porém, favorecido pelas maiores temperaturas há


intensificação do aquecimento basal durante o dia gerando amplitude

térmica junto à superfície.

Assim, esta seqüência de 4 fases, representa o “ciclo” mais habitual

dos tipos de tempo para a região de Santa Maria. Podem, entretanto, ocorrer

variações, dependendo da freqüência, da intensidade e, sobretudo, da

duração de atuação dos sistemas atmosféricos dominantes na região.

5.3- Os condicionantes na configuração do campo térmico e da(s)

ilha(s) de calor urbano em Santa Maria

Como pôde ser visto no Capítulo II da Revisão da Literatura, as

cidades são grandes modificadoras do clima local, através da influência de

inúmeras variáveis geográficas e urbanas.

Dentre as variáveis geográficas responsáveis pela individualização e

caracterização de um clima tipicamente urbano, tem-se dois grupos, que

são: as variáveis geoecológicas (sítio urbano, relevo, vegetação,

hidrografia...) e as geourbanas (estruturas, funções e dimensões), que

associadas aos sistemas atmosféricos atuantes, interagem num constante

feed-back, dando origem ao ambiente climático próprio de Santa Maria.

5.3.1- Os Condicionantes Geoecológicos

A fim de sintetizar as variáveis geoecológicas que podem condicionar

a formação do campo térmico e da(s) ilha(s) de calor urbano de Santa

Maria-RS, ressalta-se a influência do aspecto morfológico regional, em que

a cidade está assentada. Neste aspecto, a região central do Estado, onde está


localizada a cidade de Santa Maria, caracteriza-se pela Depressão Periférica

Sul-rio-grandese ou Depressão Central, correspondendo a uma faixa

deprimida que se estende no sentido Leste/Oeste, entre os compartimentos

geomorfológicos mais elevados: ao norte, o Planalto da Bacia do Paraná e

seu Rebordo, e ao sul, o Escudo Sul-rio-grandense (Figura 13).

O Planalto da Bacia do Paraná constitui-se em duas unidades de

paisagens distintas e bem definidas: o Topo e o Rebordo do Planalto.

O Planalto teve sua origem no vulcanismo fissural, do Cretáceo (Era

Mesozóica), responsável por cinco sucessivos derrames de lava na região,

sendo que o primeiro está assentado diretamente sobre o arenito Botucatu

(Maciel Filho, 1990), de origem eólica, atestando a existência de um clima

seco no passado. O Topo possui uma morfologia fracamente ondulada, em

forma de coxilhas tabulares e arredondada, que reflete à resistência das

rochas aos processos morfoclimáticos, a declividade em média é pequena

entre 8 e 12% e, conforme pode ser visto na Figura 13, apresenta altitudes

entre 400 a 500 metros.

A presença vegetal se dá sob a forma de campos, que eram até pouco

tempo destinados à atividade pastoril e hoje cedem espaço às lavouras de

soja e milho; há ainda presença de matas galerias e capões de matos

associados à área de campo (Sartori, 2000).

A outra unidade de paisagem do Planalto da Bacia do Paraná, é o

Rebordo, também conhecido por Serra Geral, e se constitui num importante

compartimento na configuração do relevo da cidade e também no seu

cenário climático nas escalas meso e topoclimática.

Projeção Universal Transversa de Mercator

Dátum Horizontal: SAD 69 - Minas GeraisOrigem da Quilômetragem UTM “Equador e Meridiano 51º W e 57ºW de Greenwich”.Acrescidas as constantes: 10.000Km e 500Km, respectivamente.

Fusos UTM: 21 e 22.

Fonte: Cartas topográficas de Santa Maria-RS, folha: SH.22-V-C do ano de 1983 e Santiago-RS, folha: SH.21-X-D de 1984, escalas 1:250.000 do DSG.

Execução: Alexandre Pistoia SaydellesOrientação: Profª. Drª. Maria da Graça B. Sartori220000 230000 240000

6750000

6740000

6730000

6720000

6710000

6700000

6690000

6680000

250000

Itaara

Dilermando de Aguiar

Santa Flora

Boca do Monte

São Martinho

Santa Maria

SilveiraMartins

790000780000770000760000

m.N.

> 100 m 100 a 200m200 a 300m300 a 400m400 a 500m< 500mSanta Maria-RS

DistritosRede de DrenagemAçudes

LEGENDA

Cidades

N

04.5 4.5 9 13.5 18 Km

Escala Gráfica

FIGURA 13: Mapa hipsométrico de Santa Maria e municípios vizinhos.


O Rebordo representa zona de transição entre o Planalto e a Depressão

Periférica, constituindo-se em escarpa com desnível de até 400 metros, que

representa a fase atual da evolução do Planalto (Figura 13).

Apresenta uma morfologia irregular com paredões abruptos e vales

encaixados em forma de “V” e “U” resultante de falhamentos e também do

papel da drenagem na dissecação e festonamento da escarpa ou “cuesta”.

Possui alta energia do relevo e declividades de médias (6%) a alta (45%),

conforme pode ser visto na Figura 14. É encoberta pela Floresta

Subcaducifólia Subtropical, mantida pelas condições climáticas nesta

unidade de relevo, com alta umidade do ar, chuvas abundantes e nevoeiros.

Atualmente, encontra-se muito devastada pelas atividades agrícolas e pela

ocupação humana através da expansão urbana, que ocorre sem nenhuma

orientação ou planejamento.

A Depressão Periférica Sul-rio-grandese constitui-se na base na qual a

cidade está assentada, sendo constituída, segundo Bortoluzzi apud Sartori

(1979, p.125), por “Sedimentos gonduânicos que se distribuem ao longo da

região deprimida (...) e onde as formas de relevo são modestas,

representadas por coxilhas baixas e alongadas e por tabuleiros areníticos,

cujas cotas raramente ultrapassam os 150m”.

A morfologia da Depressão caracteriza-se pela pequena amplitude

altimétrica, constituída por colinas suaves, com interflúvios alongados e

vertentes bem definidas, cujas declividades variam entre 6% a 14%

(Sartori, 2000). Sua constituição vegetal é formada por campos em sua

totalidade, com presença de matas ciliares ao longo de arroios e riachos e

por capões de mato, com ampla atividade pastoril e agrícola, sobretudo de

arroz nas extensas várzeas e planícies aluviais dos principais rios.


300 0 600 1200mESCALA N

I e Ia - Planalto e Morros Testemunhos II e - Festão Colinoso mais elevado (Capeamento: Formação Botucatu)IIaIII - Colinas Baixas (Formação Santa Maria)

IV - Várzeas

PERFIS GEOECOLÓGICOS: C’ - C

Cobertura

Declividade

Geologia

CENTRO

Período Formação Simbologia Litologias

CretáceoSerraGeral

Cretáceo

JurássicoTriássicoSuperior

Botucatu

Santa Maria

Arenito Intercalar (Intertrapp)

Granófiro

Basalto

Arenito eólico

Arenitos e Lutitos Fluviais

Folhelhos e Lamitos

COLUNA ESTRATIGRÁFICA

FIGURA 14: Quadro Geoecológico de Santa Maria-RS. Elaborador: Saydelles, A. P. Adaptado de Sartori (1979, p.129).


O sítio urbano de Santa Maria está assentado sobre área sedimentar

com duas características distintas em função de seu embasamento

geológico.

O centro da cidade, que corresponde ainda hoje ao núcleo original,

está assentado sobre a formação Caturrita, constituída por arenitos

intercalados com clásticos finos de origem fluvial e segundo Sartori (2000,

p. 200), “encontra-se o setor mais elevado da área sedimentar (150m), com

declividades entre 6,9% e 8,3% (Figura 14), constituindo-se no divisor

d’água entre as principais mini-bacias do sítio: as dos afluentes do rio

Vacacaí-Mirim (a leste) e as do Arroio Cadena (a oeste)”.

Assim, o núcleo central urbano está concentrado, principalmente, no

compartimento denominado por Sartori (1979) de “festão colinoso mais

elevado”, vindo a constituir-se no setor mais elevado do sítio urbano, com

vertentes alongadas e bem definidas, estendendo-se no sentido das

periferias da cidade (Figura 14).

O centro da cidade também apresenta a maior densidade horizontal e

desenvolvimento vertical das edificações mais altas, vindo a alterar a

topografia natural.

No entanto, a maior parte do perímetro urbano está assentada sobre a

formação Santa Maria, composta por siltitos e arenitos argilosos

estratificados e lamitos, caracterizando-se por uma topografia mais suave

de coxilhas, com declividade inferiores a 6% e altitudes que não

ultrapassam os 100 metros (Maciel Filho, 1990; Sartori 1979).

O crescimento da malha urbana encontra alguns condicionantes

topográficos, como a sudeste do sítio, em que morros testemunhos

resultantes do recuo do Rebordo do Planalto, limitam, em parte, a expansão


nesta direção. Por outro lado, segundo Sartori (2000), nos setores sudoeste,

oeste e noroeste e no extremo leste encontram-se limitantes de outra

natureza, representado pelas instituições militares, que impedem o

desenvolvimento da malha citadina.

Neste sentido, o sítio urbano de Santa Maria, devido as suas

peculiaridades topográficas, caracteriza-se por apresentar, segundo Sartori

(2000, p.200):

(...), uma topografia mais plana e suave , a oeste e sudoeste e “ fechada”, em todo o quadrante norte e a sudeste, o que interfere significativamente nas condições climáticas na escala local e da cidade ( mesoclima), que, por sua vez, são influenciados pelas componentes geourbanos ( topoclima e microclima), frutos do processo de evolução e crescimento do espaço urbanizado.

5.3.2- Os condicionantes Geourbanos

No intuito de melhor compreender o campo térmico e a(s) ilha(s) de

calor urbano de Santa Maria, torna-se necessário o estudo da dimensão,

estrutura e funções desenvolvidas no espaço urbano pelas diversas

atividades humanas.

Sabe-se que as características naturais, assim como as urbanas, estão

intimamente relacionadas entre si, através de constantes trocas energéticas

e materiais, não podendo ser encaradas separadamente. Entretanto, neste

trabalho, para efeito de um melhor entendimento, as mesmas serão


analisadas separadamente, fato que em nenhum momento compromete a

sua interpretação.

De acordo com a literatura nacional e internacional, conforme já

destacado com ênfase no Capítulo II da Revisão da Literatura, as áreas que

registram os valores mais elevados de temperaturas coincidem com os

espaços densamente urbanizados, com pavimentação asfáltica das ruas,

edificações mais altas, maior densidade populacional, fluxo constante de

veículos e pedestres e, principalmente, pela baixa presença de cobertura

vegetal.

Assim, conforme pode ser observado na Figura 15, o Bairro Centro da

cidade de Santa Maria, possui os valores mais elevados em termos de

densidade populacional, variando em torno de 6.419 a 9.555 hab/Km².

Também caracteriza-se por apresentar a maior concentração das edificações

mais altas, destinados à prestação de serviços e uso residencial.

Conforme já mencionado, o bairro está localizado, topograficamente,

no setor de maior altimetria do sítio urbano em torno dos 150m de altitude,

coincidindo com o sítio urbano inicial, onde predomina a área de maior

concentração das atividades comerciais e varejistas, financeiras e de

prestação de serviços e de uso misto, como pode ser visto na Figura 16,

representadas pelas cores marrom e vermelha, respectivamente.

Conforme Saydelles & Sartori (2004), a insolação direta no bairro

Centro é favorecida pela orientação de suas vertentes, as quais em sua

maioria estão voltadas para os quadrantes que recebem intensa incidência

solar direta, durante o período da tarde (N e W), podendo comprometer o

conforto térmico da população durante os meses de verão.


225 - 1.589

1.590 - 3.179

3.180 - 4.769

4.770 - 6.412

7.413 - 9.555

Áreas não urbanizadas

LEGENDA Fonte: SARTORI (2000).

Execução: SAYDELLES, A.P., Adapatado de BOLFE (1997).

Número de habitantes/Km²

Barragem DNOS

Escala Gráfica

N

FIGURA 15: Mapa da Densidade Populacional Urbana de Santa Maria.

Quanto ao arranjamento das ruas, o Bairro destaca-se por apresentar

duas situações distintas, conforme Sartori (2000) e Saydelles & Sartori

(2004). Uma com presença de ruas largas, arborizadas e com edificações

mais baixas, como no caso da Av. Rio Branco, situação determina

temperaturas mais elevadas no início do inverno e na primavera, com

grande amplitude térmica diária, em conseqüência do maior ângulo de céu

visível, ocasionado pela presença das edificações mais baixas, permitindo

maior insolação durante o dia. A outra, é de ruas mais estreitas, sem

vegetação, delimitados por edifícios mais altos que são, segundo Mascaró

(1996), quentes no verão e início de outono, devido ao pequeno ângulo de

visão de céu, representado pela maior proporção das edificações. Neste

caso, pode-se citar as ruas Floriano Peixoto e Acampamento.


FIGURA 16: Mapa de Uso e Ocupação do Solo Urbano de Santa Maria.

Estas condições, aliadas ao fato de que, neste bairro, todas as ruas

possuem pavimentação asfáltica e intenso fluxo de pessoas e veículos com

baixa presença de vegetação (salvo na praça Saldanha Marinho, na parte

mais central), fruto de um crescimento urbano desordenado e sem

planejamento (a partir do núcleo original), certamente influencia nas

temperaturas do ar e na definição da(s) ilha(s) de calor urbano, alterando o

clima da cidade e o conforto ambiental.

A partir do Centro da cidade, em direção aos bairros que se situam no

seu entorno, tem-se uma gradativa diminuição das cotas altimétricas,

decrescendo dos 150m até 100-90 metros de altitude, em direção às várzeas

dos arroios que circundam a cidade. Estas áreas possuem densidade

populacional que varia de 6.412 a 4.770 hab/Km², representados pela cor


vermelha, na Figura 15 (bairros Nossa Senhora das Dores, Nossa Senhora

de Lourdes, Medianeira e Salgado Filho), e de 4.789 a 3.180 hab/Km²,

representados pela cor laranja (bairros Passo d’areia, Patronato e Itararé).

Os três primeiros bairros citados, anteriormente, possuem, segundo

Saydelles & Sartori (2004), a maioria de suas vertentes inclinadas para os

quadrantes N e W, os quais recebem intensa incidência solar direta nos

horários em que as temperaturas são mais elevadas (à tarde), podendo

comprometer o conforto térmico no verão e favorecer a intensificação das

temperaturas da(s) ilha(s) de calor. No entanto, estes bairros são destinados

basicamente ao uso residencial, com boa presença de vegetação, maioria

das ruas mais estreitas e sem edificações muito altas, propiciando o

sombreamento. Conforme Mascaró (1996), essas condições favorecem a

formação de brisas locais geradas no interior do ambiente urbano,

amenizando de certa forma os efeitos do desconforto térmico gerado pelo

excesso de insolação recebida.

Em meio a estes bairros alongam-se eixos comerciais (varejistas e

atacadistas) e de prestações de serviços, representados em roxo na Figura

16, que coincidem com as principais vias de circulação de veículos, fora do

Centro (Sartori, 2000).

A expansão da malha urbana de Santa Maria foi favorecida no sentido

leste/oeste, pelo relevo, conforme já visto, mas também pelas principais

rodovias que circundam a cidade, ao longo das quais desenvolveram-se

eixos de prestação de serviços e uso misto, representado pelas cores roxo e

vermelho na Figura 16, bem como amplas áreas destinadas ao uso

residencial, com densidade populacional mais baixa, em torno de 3.179 a


1.590 hab/Km², e de 1.589 a 225 hab/Km², representados em amarelo e

verde, respectivamente, na Figura 15.

No entanto, nestas áreas existem alguns obstáculos à expansão urbana

nessas direções, representados pelas instituições militares e educacionais

(em cinza na Figura 16): a sudoeste da cidade tem-se amplo campo de

instrução militar do Exército e no extremo leste a Base-Aérea e a

Universidade Federal de Santa Maria-UFSM.

Nos setores sul e sudoeste da cidade, entre dois morros testemunhos e

a UFSM, apresentam-se amplas áreas não urbanizadas, mas com alguns

loteamentos.

A maior concentração de vegetação (áreas verdes) da cidade, de

acordo com a Figura 16, está restrita ao rebordo do Planalto (Floresta

Subcaducifólia Subtropical) e aos morros testemunhos. No entanto, a

intensa ocupação urbana destas áreas vem favorecendo a gradativa

diminuição das mesmas.

No âmbito do espaço intra-urbano, ainda inexistem parques urbanos,

que atuariam tanto como interceptadores do escoamento superficial em dias

de chuvas e como espaço de lazer para a população, mas principalmente

amenizando os elevados índices térmicos, visto que a vegetação absorve a

radiação solar e a libera para a atmosfera sob forma de calor latente contido

na evapotranspiração, e não sob forma de calor sensível.

Apesar de algumas avenidas e ruas possuírem arborização, segundo

Sartori (2000), ainda são inexpressivas como moderadoras das

temperaturas nas escalas topoclimáticas e microclimáticas. Entretanto,

conforme a mesma autora, nas áreas residenciais a existência de jardins e


quintais, com gramados e árvores, podem auxiliar na diminuição do efeito

da absorção da energia solar.

A soma destas variáveis oriundas das atividades humanas com aquelas

de natureza ecológica propicia a formação de um clima urbano específico, e

uma de suas mais notáveis manifestações é a ilha de calor urbano, a qual

geralmente está localizada no CBD das cidades. No entanto, sua

localização e intensidade certamente poderão sofrer alteração ou dissipação

pelo efeito da ventilação a nível regional e local, dependendo da

intensidade do vento.

Em Santa Maria, os ventos predominantes são, de acordo com Sartori

(1979), de direção leste, secundados pelos de sudeste; os ventos de maior

velocidade e mais quentes são de norte a noroeste; e os mais frios são de

sul e sudoeste.

No entanto, ao penetrar na área urbana a ventilação é grandemente

alterada pela estrutura urbana, como também pela topografia do sítio sobre

a qual a cidade está assentada.

No caso de Santa Maria, esta alteração é retratada por Sartori (1979, p.

154) ao afirmar que:

A topografia mais elevada da área urbana, representada pelo Planalto e seus morros testemunhos, são responsáveis pela canalização do vento em direção à cidade, auxiliando na predominância dos ventos de leste. Estes são secundados pelos ventos de sudeste, em parte freados pelos morros testemunhos.

A autora ainda afirma que a disposição das ruas na malha urbana da

cidade nos sentidos ENE-WSW e SSE-NNW, favorece a ventilação


natural, canalizando os ventos predominantes de leste e sudeste, associados

aos domínios das Massas Polares, bem como os mais intensos e quente do

norte e noroeste, das fases Pré-Frontais, e os mais frios de sul e sudoeste.

Assim, a ilha de calor urbano de Santa Maria certamente será

influenciada, quanto ao seu posicionamento, pela ventilação local

predominante de leste/sudeste, estando deslocada para oeste da área central

da cidade (Sartori, 1979), fato que só será comprovado através das análises

realizadas neste trabalho.

Além do mais, a autora também afirma que o alinhamento das

edificações, associado ao nível topográfico mais elevado, à existência de

ilha de calor (baixa pressão) na zona central e à orientação das ruas,

propiciam excessos de ventilação ao longo das ruas, causando desconforto

à população em situações de ventos regionais de maior velocidade.

Certamente, outras interações se processam nas escalas meso, topo e

microclimáticas, que interferem na configuração do campo térmico e por

conseqüência na intensidade das ilhas de calor urbano. Porém, ao se

considerar as principais variáveis urbanas e naturais que compõem a

realidade geográfica da cidade, pode-se conseguir o embasamento

suficiente para o entendimento e análise dos efeitos resultantes destas

trocas energéticas na atmosfera urbana de Santa Maria.

CAPÍTULO V

6 – ANÁLISE DOS RESULTADOS

A análise do campo térmico de Santa Maria-RS foi desenvolvida,

conforme mencionado no Capítulo III dos Procedimentos Metodológicos,

através de duas etapas seqüenciais.

Na primeira etapa, foi empregada a termografia infravermelha na

identificação e análise do comportamento das temperaturas da superfície da

área em estudo, através da imagem termal (Banda 6) do satélite Landsat 7

ETM+, órbita/ponto 223/81, do dia 19/06/2002, entre 09h e 45min e 10h.

As informações obtidas na imagem termal foram comparadas aos

dados de temperatura do ar coletados em experimentos de campo junto à

malha urbana, na segunda etapa.

6.1- Análise das condições atmosféricas: Tipos de Tempo dos dias que

antecederam o imageamento termal de 19/06/2002.

Quando se analisa o comportamento térmico da superfície através do

emprego da termografia infravermelha, é de fundamental importância o

entendimento das condições atmosféricas dos dias precedentes ao

imageamento, pois, de acordo com Cantat (1987), o aquecimento das

superfícies não é resultado unicamente de um só momento, mas do

acúmulo de trocas energéticas entre a superfície e a atmosfera dos dias

precedentes.

Capítulo V – Análise dos Resultados

126

Assim, na tentativa de melhor compreender as condições atmosféricas

que ocorreram no dia do imageamento (19/06/2002), foram coletados

dados diários de pressão atmosférica, umidade relativa, temperatura,

insolação, pluviosidade, direção e velocidade dos ventos e nebulosidade,

nos horários das 12h, 18h e 24h GMT, da semana que o antecedeu (dias 13

a 19/06/2002), junto a Estação Meteorológica de Santa Maria-RS (do

Instituto Nacional de Meteorologia – INMET). Estes dados foram

utilizados na montagem dos gráficos de “análise rítmica” necessários à

definição dos tipos de tempo, conforme pode ser visto na Figura 17.

Assim, ao se analisar os gráficos da Figura 17, observa-se que no dia

13/06/2002, apesar de não terem ocorrido precipitações na área de estudo, a

Região encontrava-se sob condições sinóticas de domínio frontal (Frente

Fria), demonstrado pelo comportamento dos elementos meteorológicos,

pois a pressão atmosférica para as 12h estava baixa em torno dos 1010mb,

e a umidade relativa do ar para as 12h em torno dos 85%. A temperatura do

ar apresentou pequena amplitude térmica, variando entre os 8,8ºC (mínima)

a 14,2ºC (máxima), a direção dos ventos era do quadrante leste e

apresentavam fraca intensidade.

No dia 14/06, o sistema frontal já havia se deslocado para os estados

de Santa Catarina e Paraná. O Rio Grande do Sul já estava sob o forte

domínio da Massa Polar Atlântica, que impôs à região suas condições

atmosféricas características. A pressão atmosférica encontrava-se em 1016

mb, as temperaturas baixaram significativamente (mínima de 3,9°C e

máxima de 15ºC), o céu permaneceu limpo (sem nebulosidade), com

calmaria ou ventos de fraca intensidade.


127

Fonte: Estação Meteorológica do INMET de Santa Maria-RS.

Elaborador: Alexandre P. Saydelles

Nebulosidade

0 / 2

3 / 4

5 / 6

7 / 8

9 / 10

Calma

Direção

0,5 - 2,5 m/s

2,6 - 5 m/s

5,1 - 7,5 m/s

16 17 18 19/06/200213 14 15

Neb

ulos

idad

e

VEN

TOS

Dire

ção/

Velo

cida

de (m

/s)

1000

1010

1020

0

20

40

0

5

10

0

10

20

40

60

80

100

FIGURA 17: Análise das condições meteorológicas na semana que antecedeu e no

dia do imageamento realizado via satélite (dias 13 à 19/06/2002).

Este cenário atmosférico da Região não sofreu alterações nos dias 15 e

16/06. As temperaturas do ar variam entre 3,2°C de mínima, no dia 15/06, e

17°C de máxima, no dia 16/06. A pressão atmosférica atingiu os 1017mb


128

No dia 17/06 as condições sinóticas alteraram-se significativamente

com a entrada de um novo sistema frontal no RS (Frente Polar Atlântica),

impondo seu tipo de tempo característico, de instabilidade. A pressão

baixou sensivelmente e atingiu 1005mb, as temperaturas do ar subiram e

variaram entre 13,4ºC e 16,4ºC, o céu estava completamente encoberto por

nuvens, com nebulosidade de 10/10, a umidade relativa do ar era de 98% e

os ventos sopravam predominantemente de NW/SW. As precipitações

ficaram em torno de 22mm (Figura 17).

Para o dia 18/06, o quadro atmosférico não se inverteu no período

matutino, pois o sistema frontal ainda controlava as condições atmosféricas

da Região. As precipitações persistiam e atingiram a marca 24,8mm. A

pressão atmosférica registrada às 12h (GMT) era de 1008,3mb e as

temperaturas do ar variaram entre 10ºC e 17,4ºC (Figura 17). No período

da tarde, as condições sinóticas alteraram-se, pois o sistema frontal já havia

se deslocado para o N/NE da Região, atingindo as latitudes de Santa

Catarina e norte do Estado. Assim, as condições atmosféricas para a área de

estudo eram determinadas pelo domínio da Massa Polar Atlântica

(M.P.A.); o céu não apresentava mais nebulosidade, a umidade relativa

registrada para às 18h (GMT) era de 64% e os ventos apresentavam direção

W/SW, com fraca intensidade.

No dia 19/06/2002, data do imageamento realizado pelo satélite

Landsat 7 ETM na área de estudo, os dados meteorológicos registrados

para a região central do Estado, bem como a imagem do satélite GOES-8,

atestavam o total domínio e controle das condições atmosféricas pela

Massa Polar Atlântica (M.P.A), pois a F.P.A. já havia se deslocado para

Santa Catarina e Paraná, conforme pode ser visto na Figura 18. A pressão


129

atmosférica às 12h (GMT) era alta e estava em torno dos 1013,9 mb, a

umidade relativa do ar às 12h (GMT) era de 95%. No entanto, conforme

pôde ser visto nos gráficos da Figura 17, o céu manteve-se limpo, sem

presença de nuvens, com nebulosidade em torno de 0/10 durante todo o dia,

condição essencial para um bom imageamento via satélite. A insolação foi

de aproximadamente 9hs, o que possibilitou uma grande amplitude térmica,

pois a temperatura variou entre os 5,2ºC e 19ºC. As condições dos ventos

no horário próximo ao registro da imagem (12hs GMT- 9hs da manhã

local) era de 1,6 m/s, fraca intensidade e soprava de NW.

FIGURA 18: Imagem do Satélite GOES-8, Infravermelho, do dia 19/06/2002 às

9hs local (horário aproximado do imageamento termal do Landsat 7ETM+) Fonte: “Sítio Virtual” do INPE/CPTEC. (www.cptec.inpe.br).


130

6.2- O Campo Térmico de Superfície no dia 19/06/2002: Níveis

Mesoclimático e Topoclimático.

A identificação e análise do campo térmico de superfície da cidade

Santa Maria e seu entorno, tendo como base a termografia infravermelha,

deu-se a partir de duas escalas de abordagem: a mesoclimática e a

topoclimática.

No entanto, ao se estruturar a análise e o enquadramento das respostas

térmicas de superfície na área em estudo a partir da noção de escalas, não

se pretendeu estabelecer uma organização hierárquica no sentido de

“degraus” ou “escada”, onde os elementos que definem o comportamento

entre os níveis superiores e inferiores não possuam nenhuma relação entre

si, mas sim associá-la a uma concepção hierárquica de acordo com

Monteiro (2003, p. 31):

(...) uma árvore viva: um multinivelado, estratificado e esgalhado padrão de organização, (...) a idéia de árvore é mais dinâmica, mais rica, por revelar as relações entre as partes e, sobretudo por admitir implicitamente a noção de crescimento e evolução do sistema.

Um sistema aberto em constante dinamismo e múltiplas conexões

entre si, responsável pelos diversos arranjos e padrões nos comportamentos

dos campos térmicos da superfície e do ar, tanto ao nível de meso quanto

de topoclima.


131

6.2.1 – Identificação e Análise do Campo Térmico de Superfície a Nível

Mesoclimático.

A Figura 19 representa a cartografia térmica digital da área de estudo,

obtida através do processamento da imagem termal (banda 6) do satélite

Landsat 7ETM+ do dia 19/06/2002, no horário das 09:45min à 10h, cujos

valores de temperaturas relativas foram classificados obedecendo uma

variação de 3ºC, conforme já mencionado no Capítulo III, correspondendo

ao campo térmico da superfície da cidade de Santa Maria e parte de seu

entorno, na escala de abordagem mesoclimática.

Ao analisar-se a Figura 19, constata-se que os fatores de ordem

geográfica se impõem de forma mais imperativa na definição do campo

térmico da superfície do que a própria estrutura urbana, proporcionando

uma variação térmica urbano-rural na ordem de 15ºC, mesmo valor

encontrado por Mendonça (1994), quando empregou a termografia

infravermelha no estudo do campo térmico da cidade de Londrina-PR.

As áreas em que as superfícies apresentaram as maiores temperaturas

relativas entre 17° e 23ºC (representadas pelas cores vermelha e marrom na

Figura 19), estão situadas predominantemente a W/SW e S/SE, no entorno

rural da cidade. Isto se deve ao período do imageamento (fim do outono e

início do inverno), que, de acordo com o calendário agrícola do município

e da região, corresponde à entressafra dos cultivos de milho, mandioca e

predominantemente soja.

8º - 11ºC11º - 14ºC14º - 17ºC17º - 20ºC20º - 23ºC

LEGENDA

100 0 100 200 300 400Escala aproximada

Imagem de Satélite Landsat 7 ETM+órbita/ponto 223/81, obtida em 19/06/2002entre 09h45min e 10h.

53°25’38”

29°4

3’23

”

29°49’23”

53°0

9’30

”

N Sistema de Coordenadas GeográficasZona 21, Dátum SAD 69.

Elaborador: Alexandre Pistoia SaydellesOrientadora: Profª. Drª. Maria da Graça B. Sartori

FIGURA 19: O campo térmico da superfície da área de estudo ao nível Mesoclimático, estimado a partir da Banda Termal do Satélite Landsat 7 ETM, do dia

19/06/2002.


133

Neste período de entressafra, os solos rurais estão desnudos ou

expostos e secos, a espera dos cultivos de inverno, como aveia e azevém

(pastagens utilizadas na alimentação do gado).

Solos com estas características apresentam baixa inércia termal, se

comparados às áreas urbanas, ou seja, se aquecem mais rápido, pois toda

radiação solar incidente sobre eles é utilizada apenas para o seu

aquecimento, já que inexiste vegetação para atuar na absorção de parte

desta radiação incidente e também no sombreamento desta superfície.

O papel da mistura dos solos (secos ou úmidos; desnudos ou

cobertos), é um elemento de grande importância na definição do campo

térmico de áreas urbanizadas, sobretudo quando circundadas por solos

“secos e nus”, pois estes, conforme Mendonça (2002, p. 180):

Em tais condições, exercem uma influência determinante na formação de condições climáticas intra-urbanas, uma vez que o processo de calor sensível que se desenvolve sobre eles intensifica o aquecimento atmosférico, sendo esse transportado pelos ventos para a cidade; ainda a cidade estoca calor devido às diferentes propriedades dos materiais que a constituem.

Obviamente que nas cidades circundadas por extensos cinturões

agrícolas, sobretudo de soja, comum no norte do estado gaúcho, no período

de entressafra os solos estão secos e desnudos, e sob determinadas

situações de aquecimento atmosférico intensificam o aquecimento da

camada de ar sobrejacente, promovendo a elevação das temperaturas nas

áreas urbanas vizinhas. Nestes casos, há necessidade de uma reorientação

no uso desses solos, principalmente no período de entressafra.


134

Nestas áreas situadas a W/SW e S/SE do entorno rural de Santa Maria,

além da existência de áreas agrícolas, há também grande predomínio de

campos, que encobrem a morfologia mais baixa e suave da Depressão

Periférica, o que favorece ainda mais a incidência da radiação solar direta

na superfície, pois as matas-galerias e capões de matos (vegetação do tipo

arbórea), que são os obstáculos naturais a esta insolação proporcionando

sombreamento, não dominam a paisagem local.

Estes fatores integrados por si só justificam o registro de elevadas

temperaturas superficiais nesses locais do entorno da cidade, neste período

do ano e sob estas condições sinóticas de domínio polar, com céu limpo e

máxima insolação durante o dia.

As diferentes características do relevo, da cobertura vegetal e do uso

dos solos no entorno da cidade impõem diferentes comportamentos do

campo térmico de superfície a nível mesoclimático, que certamente reflete

e controla os padrões térmicos na escala de topoclima.

Neste aspecto, ao analisar-se a Figura 19, observa-se que no norte da

área urbana, estendido na direção leste/oeste, há o registro das menores

temperaturas relativas (superfícies), variando entre 8° e 11°C e entre 11° e

14°C. Estas superfícies correspondem ao Rebordo e Topo do Planalto,

unidades geomorfológicas de importante participação na definição do

quadro climático da cidade.

Em parte, pode-se justificar o aparecimento de superfícies com

temperaturas mais baixas neste setor do entorno da cidade pela união de

três elementos: a altimetria, a cobertura vegetal e a morfologia desta

unidade geomorfológica.


135

A altimetria, de aproximadamente 350 metros (Figura 13), impõe um

efeito atenuador sobre a temperatura, pois, segundo Ayoade (1991), a

temperatura do ar diminui a uma taxa média de 0,6ºC a cada 100 metros de

altitude crescente. Este elemento (altitude), por si só, já seria responsável

pelo decréscimo dos valores médios das temperaturas do ar nestas áreas em

relação à urbana, uma vez que o desnível altimétrico é de aproximadamente

300 metros (Figura 13).

Por outro lado, a presença de uma densa cobertura vegetal

(remanescentes da Mata Atlântica Subtropical), que encobre toda esta

unidade, conforme pôde ser visto na Figura 16, favorece a diminuição dos

valores térmicos, pois proporciona o sombreamento da superfície, bem

como utiliza a maior parte da radiação incidente não para o aquecimento da

superfície ou do ar, mas no processo de fotossíntese, liberando-o

posteriormente sob forma de evapotranspiração, o que favorece o declínio

térmico.

Além destes fatores, soma-se o intenso festonamento de sua escarpa,

causado pela incisão fluvial, que permite o estabelecimento de encostas

íngremes e paredões abruptos, com declividades em média de 45,5%

(Figura 14), com vales profundos e encaixados na forma de “V”, o que

proporciona maior sombreamento, sobretudo nos fundos destes vales e nas

vertentes com orientações opostas à radiação solar.

Ao sul e sudeste da cidade, também por mérito da altitude (em torno

dos 250 metros) e pela densa cobertura vegetal do tipo arbórea (áreas de

conservação permanente), conforme pôde ser visto nas Figuras 14 e 16,

espectivamente, os morros testemunhos do Cerrito e Cardoso (Mariano da

Rocha) registraram baixas temperaturas superficiais, entre 11° a 14°C.


136

Pode-se constatar também, pela análise da Figura 19, que os cursos

d’água como o arroio Ferreira, a oeste, e a várzea do rio Vacacaí-Mirim, a

E/NE da malha urbana, apresentaram temperaturas com valores

intermediários, ou seja, entre 14° e 17°C (representados pela cor laranja na

Figura 19). Devem-se, em parte, à umidade dos solos, à presença de matas

ciliares e ao próprio espelho d’água, que pelo seu elevado calor específico,

demoram mais para se aquecerem.

A malha urbana como um todo também apresentou temperaturas

relativas intermediárias, oscilando entre os 14° a 17°C. No entanto, esta é

analisada no nível topoclimático, a seguir.

Assim, observa-se que a imposição dos fatores relevo, cobertura

vegetal, altimetria e uso dos solos rurais circunvizinhos imperam na

definição e no comportamento do campo térmico de superfície

santamariense no nível mesoclimático, fato que certamente influencia na

diversificação do cenário topoclimático.

6.2.2- Identificação e Análise do Campo Térmico de Superfície a Nível

Topoclimático.

Ao se analisar o campo térmico da superfície da área em estudo,

através da termografia infravermelha, na escala de abordagem

topoclimática, além de proporcionar um melhor enquadramento das

variáveis geoecológicas e geourbanas, que interferem no comportamento

das temperaturas da superfície e por conseqüência do ar, permite responder

aos questionamentos levantados por Monteiro (2003, p. 27) “– o que está


137

contido dentro de que?”, pois os elementos que estão contidos na escala

superior (mesoclimática) interferem diretamente nos que estão contidos na

escala inferior (topoclimática).

Conforme o discutido no sub-item anterior, os fatores de ordem

geográfica e a utilização dos solos rurais controlam o comportamento

térmico da área de estudo no nível mesoclimático, associados ao período de

inverno, à latitude do local e, principalmente, ao horário em que ocorreu o

imageamento via satélite (entre 09h e 45min e 10h).

No entanto, no nível topoclimático, além destes fatores, somam-se

também os padrões e estruturas urbanas expressas através do uso e

ocupação do solo da cidade, as densidades demográficas, a altimetria do

sítio urbano e a presença de vegetação, que diversificam ainda mais e

individualizam cada bairro ou área citadina.

A Figura 20 representa a cartografia térmica digital da área de estudo,

obtida através do processamento da imagem termal (banda 6) do satélite

Landsat 7ETM+ do dia 19/06/2002, cujos valores de temperaturas relativas

foram classificados obedecendo uma variação de 1ºC, conforme já

mencionado no Capítulo III, correspondendo ao campo térmico da

superfície da cidade de Santa Maria e parte de seu entorno na escala de

abordagem topoclimática.

Assim, ao sobrepor-se a lâmina transparente contendo a divisão

administrativa dos bairros de Santa Maria-RS (Figura 21) à cartografia

térmica digital de superfície (Figura 20), constata-se que a cidade apresenta

quatro situações distintas quanto ao comportamento térmico de sua

superfície, que caracterizam a influência dos fatores geográficos, bem

como das variáveis geoecológicas e geourbanas.

100 0 100 200 300 400

Escala aproximada

8º - 10ºC

10º - 11ºC

11º - 12ºC

12º - 13ºC

13º - 14ºC

14º - 15ºC

15º - 16ºC

16º - 17ºC

17º - 18ºC

18º - 19ºC

19º - 20ºC

20º - 21ºC

21º - 22ºC

22º - 23ºC

LEGENDA

N

53°25’38”

29°4

3’23

”

29°49’23”

53°0

9’30

”

Imagem de Satélite Landsat 7 ETM+órbita/ponto 223/81, obtida em 19/06/2002entre 09h45min e 10h.

Sistema de Coordenadas GeográficasZona 21, Dátum SAD 69.

Elaborador: Alexandre Pistoia SaydellesOrientadora: Profª. Drª. Maria da Graça B. Sartori

FIGURA 20: O campo térmico de superfície da área de estudo ao nível Topoclimático, estimado a partir da Banda Termal do Satélite Landsat 7 ETM+ , do

dia 19/06/2002.


139

A terminologia empregada na denominação de cada uma destas

situações deu-se em função da variação térmica das mesmas. Assim, as

áreas mais aquecidas, apresentam superfícies com temperaturas entre 17° e

19ºC; as áreas com temperaturas moderadas entre 15° e 18°C; as áreas com

temperaturas brandas entre 13° e 17°C; as áreas com temperaturas de

superfície mais baixas entre 10° a 16°C.

- Áreas mais aquecidas: bairros situados no extremo oeste da cidade,

identificados pelas letras W, X e R na Figura 21, correspondendo aos

bairros Cohab Tancredo Neves, Parque Pinheiro Machado e Juscelino

Kubitschek, respectivamente.

Apresentam predomínio de superfícies com temperaturas em torno de

17° e 19ºC, apesar de em algumas partes, como no norte do bairro Parque

Pinheiro Machado e no oeste do bairro Juscelino Kubitschek (este último

correspondendo a Cohab Santa Marta), apresentarem temperaturas mais

amenas em torno dos 14° e 17ºC (Figura 20), em virtude da maior presença

de cobertura vegetal do tipo arbórea.

Estes bairros estão destinados essencialmente ao uso residencial, com

exceção da BR – 287, que os divide e que apresenta função mista

(residencial, prestação de serviços e comércio), conforme pôde ser visto na

Figura 16. Têm densidade populacional elevada entre 4.770 e 6.412

hab/km², com exceção do bairro Pq. Pinheiro Machado, que possui

densidade populacional entre 1.590 e 3.179 hab/km², conforme a Figura 15

anteriormente apresentada.

Estão assentados sobre uma morfologia mais suave, denominadas

“coxilhas”, com vertentes amplas e alongadas e interflúvios bem definidos,


140

cujas cotas altimétricas não ultrapassam os 120 metros de altitudes, onde

predominam os campos. Além disso, as áreas residenciais são constituídas,

em sua maioria, por casas térreas. Estes fatores favorecem a incidência

solar direta em suas superfícies, já que quase inexistem obstáculos à

insolação, que possibilitem o sombreamento das superfícies, contribuindo

para a elevação das temperaturas.

A presença de solos rurais secos e desnudos próximos a estes bairros,

conforme visto anteriormente, certamente contribui para a elevação dos

valores térmicos da superfície e, por conseqüência, do ar, durante a manhã

e tarde, pois estes solos, pelas suas características neste período de

entressafra, aquecem-se mais do que em relação às outras áreas. Assim, nos

dias de intenso frio, podem ser favoráveis ao conforto térmico. No entanto,

em situações de maior aquecimento atmosférico, como nas fases Pré-

Frontais, certamente intensificam ainda mais o desconforto térmico gerado

pelas altas temperaturas nestas áreas da cidade.

Aliado a estas variáveis juntam-se as de ordem arquitetônica e urbana,

as quais refletem a falta de planejamento urbano e o “pensar ambiental” na

maioria das cidades de países subdesenvolvidos.

É o caso específico do Conjunto Habitacional (Cohab) Tancredo

Neves, “construída” (e não planejada) para atender as necessidades de

moradia dos trabalhadores que serviriam de mão-de-obra para as indústrias

que, por ventura, viessem a se instalar no Distrito Industrial de Santa

Maria, registrando as temperaturas de superfícies mais altas da cidade, em

média entre 18° e 19ºC, conforme a Figura 20.

Isto se deve, em parte, à baixa presença de áreas verdes e pelo próprio

padrão urbano e arquitetônico do bairro, pois a maioria das casas são


141

brancas com telhados em folhas de amianto, péssimos para o conforto

térmico, uma vez que se aquecem muito rápido e conservam o calor. Estes

elementos apresentam uma elevada reflectividade, conforme pôde ser visto

na Figura 8, intensificando o aquecimento no ambiente externo, pois a

maior parte dos raios solares refletidos são absorvidos pelos demais

elementos urbanos, como as ruas que em suas maiorias são asfaltadas, fato

que certamente deve ser ainda mais intensificado nos dias de verão.

- Áreas com temperaturas moderadas: bairros situados à leste da

cidade, identificados na Figura 21, que contém a divisão administrativa dos

bairros, pelas letras: J, K, L, T, V e U, correspondentes aos bairros

Presidente João Goulart, Km3, São José, Pé-de-Plátano, Cohab Fernando

Ferrari e Camobi, respectivamente.

Apresentaram superfícies com temperaturas mais amenas se

comparados aos bairros citados anteriormente, variando entre os 15° e 18ºC

(Figura 20). No entanto, em alguns locais isolados houve registro de

superfícies com temperaturas relativas mais altas, entre 18° e 20ºC. É o

caso da pista de pouso e decolagem da Base-Aérea de Santa Maria, que

apresentou temperatura de 20°C.

Estes bairros, a exemplo dos anteriores, também são destinados

basicamente ao uso residencial, com função mista (residencial, prestação de

serviços e comércio) apenas ao longo da rodovia RS – 509 (Faixa Velha de

Camobi). A leste e sul do bairro Camobi existem áreas destinadas ao uso

exclusivamente institucional (Base-Aérea de Santa Maria) e de serviços

(Campus da Universidade Federal de Santa Maria), respectivamente,

conforme pôde ser visto anteriormente na Figura 16.


142

Apesar de estarem destinados essencialmente ao uso residencial,

alguns desses bairros apresentam as menores taxas de densidade

populacional, entre 225 e 1.589 hab/Km² nos bairros São José e Pé-de-

Plátano. Já os bairros Camobi e Km3, a densidade varia entre 1.590 e 3.179

hab/Km². No entanto, os bairros João Goulart e Cohab Fernando Ferrari

apresentam elevada densidade populacional, entre 3.180 e 4.769 hab/km² e

4.770 a 6.412 hab/km², respectivamente, conforme pôde ser visto na Figura

15.

Apesar da zona leste da cidade ter evidenciado um crescimento urbano

e populacional vertiginoso nos últimos anos, principalmente ao longo das

rodovias RS – 509 e BR – 287, ainda apresenta-se como a área menos

urbanizada da cidade, fato observado nas baixas densidades populacionais

supramencionadas.

Morfologicamente, estes bairros estão assentados em uma área de

topografia suave, cujas cotas altimétricas não ultrapassam os 115 metros de

altitude, sem desníveis acentuados no relevo, o que favorece a insolação

direta em suas superfícies.

No entanto, aliado às baixas densidades populacionais e urbana, cujas

edificações são em suas maiorias em forma de casas térreas, tem-se

também uma elevada concentração de áreas verdes (vegetação do tipo

arbórea), que absorvem grande parte da radiação incidente, proporcionando

sombreamento e liberação de umidade através da evapotranspiração, o que

justifica, em parte, as temperaturas mais moderadas registradas na

termografia infravermelha de superfície, no horário do dia da imagem e sob

o domínio de uma Massa Polar Atlântica.


143

A presença do rio Vacacaí-Mirim a N/NE da cidade também merece

destaque, pois certamente influencia na configuração térmica e climática

destes bairros circunvizinhos, ao proporcionar maior umidade tanto no solo

quanto no ar, o que favorece a atenuação das temperaturas da superfície e

do ar, bem como o desenvolvimento de uma vegetação arbórea abundante,

que auxilia no processo de resfriamento térmico, sobretudo à noite e início

da manhã.

As várzeas dos rios Vacacaí-Mirim e Arroio do Meio a E/NE (figura

21) dos bairros, utilizadas para o plantio do arroz, também se destacam na

Figura 20 com temperaturas relativas entre 14° e 17ºC. Apesar de desnudos

neste período de entressafras, os solos destas várzeas permanecem úmidos,

influenciando também na configuração do campo térmico destes bairros

mais próximos, pois a água pelo seu elevado calor específico, segundo

Ayoade (1991, p. 53) “(...) absorve cinco vezes mais calor a fim de

aumentar a sua temperatura (...)”. Assim, os solos úmidos apresentam

temperaturas mais amenas durante o dia.

Desta forma, através da inter-relação entre estas variáveis

geoecológicas e geourbanas, estes bairros apresentam temperaturas

relativas mais moderadas neste horário do dia, nesta época do ano e sob

estas condições atmosféricas, se comparadas a outras áreas da cidade.

- Áreas com temperaturas brandas: Bairros situados na área central e

sul da cidade, identificados na Figura 21, que contém a divisão

administrativa dos bairros, pelas letras F, E, Q, P, A, B, C, D, N, O e M e

que correspondem, respectivamente, aos bairros Salgado Filho, Nossa

Senhora do Rosário, Passo D’areia, Patronato, Centro, Nossa Senhora das


144

Dores, Nossa Senhora de Lourdes, Medianeira, Urlândia, Tomazetti e

Cerrito.

Apresentam predomínio de superfícies com temperaturas, em média,

entre 13° e 17ºC (Figura 20), apesar de alguns pontos isolados

apresentarem temperaturas mais elevadas, entre 17° e 20ºC.

A altitude do Sol em relação a um ponto qualquer da superfície

terrestre, segundo Ayoade (1991), consiste no ângulo formado entre os

raios solares e uma tangente à superfície no ponto de observação, podendo

variar de acordo com a época do ano (declinação do Sol) e o período do dia

(trajetória diária do Sol de leste para oeste).

Assim, em virtude do movimento aparente diário que o Sol realiza de

leste para oeste, e anual no sentido norte/sul, a altitude do mesmo em

relação a um ponto qualquer na superfície é menor ao nascer e ao pôr-do-

sol e no solstício de inverno, e maior ao meio-dia local e no solstício de

verão.

Desta forma, a altitude do Sol em relação à área de estudo (no

momento do imageamento), bem como às demais superfícies situadas

nestas latitudes do Hemisfério Austral, é baixa, motivada por dois fatores: o

horário em que se deu o imageamento realizado pelo satélite (entre 09h e

45min e 10h da manhã) e pelo período de inverno.

A importância da altitude do Sol na configuração do campo térmico

de uma determinada localidade também foi enfatizada por Ayoade (1991,

p.25), ao afirmar que “Quanto maior a altitude do Sol, mais concentrada

será a intensidade da radiação por unidade de área (...). Ela é elevada à

tarde, porém baixa pela manhã e ao entardecer. Do mesmo modo é mais

elevada no verão que no inverno”.


145

Assim, em decorrência desta baixa altitude diária (manhã) e hibernal

do Sol em relação à superfície em estudo, há a intensificação do

sombreamento, principalmente no bairro Centro (identificado pela letra

“A” na Figura 21), sobretudo nas ruas mais centrais, justamente por

apresentar uma maior densidade de edificações mais altas, que atuam como

obstáculo à incidência solar direta no início da manhã, favorecendo o

aparecimento de temperaturas mais baixas.

Este fato também foi evidenciado por Tarifa & Armani (2001) ao

estabelecerem as unidades topoclimáticas para a cidade de São Paulo,

através do emprego de imagens termais, onde a área mais central da mesma

não registrou as temperaturas mais elevadas como se esperava.

No entanto, deve-se destacar que é somente no período da manhã que

a área central irá apresentar as temperaturas mais brandas, pois no decorrer

do dia com o gradativo aumento da incidência da insolação, esta área irá

corresponder ao centro da ilha de calor urbana, sobretudo à noite, conforme

o modelo proposto por Oke (1982) e como será visto no decorrer desta

análise.

Com exceção do bairro Centro, que apresenta a maior densidade

populacional entre 7.413 e 9.555 hab/km² (Figura 15) e urbana da cidade,

com as edificações mais altas, menor presença de vegetação, maior fluxo

de veículos e pessoas (liberam calor antropogênico), funções residencial,

prestação de serviços e concentração comercial (Figura 16), os demais

bairros que compõem esta área de temperaturas mais brandas estão

destinados preferencialmente ao uso residencial. Têm densidades

populacionais variando entre 4.770 e 6.412 hab/Km² nos bairros Salgado

Filho, Nossa Senhora das Dores, Nossa Senhora de Lourdes e Medianeira,


146

de 3.180 a 4.769 hab/km² nos bairros Passo D’areia, Patronato e Urlândia,

de 1.590 a 3.179 hab/km² no bairro Tomazzeti e de 225 a 1.589 hab/km² no

bairro Cerrito (Figura 15). Possuem boa presença de vegetação (do tipo

arbórea e gramíneas), tanto nas ruas como nos pátios e quintais das casas,

proporcionando o sombreamento e resfriamento das superfícies.

A estes fatores soma-se, também, o papel da morfologia e altimetria

do sítio urbano na configuração do campo térmico destes bairros.

Neste sentido, conforme já mencionado no Capítulo IV, o bairro

Centro está assentado na área de maior altimetria da cidade, em torno dos

160 metros (festão colinoso mais elevado), o que favorece a boa ventilação

no bairro, uma vez que a maioria de suas ruas principais estão dispostas no

sentido ENE-WSW e NNW-SSE e a direção predominante dos ventos na

cidade é de leste/sudeste (Sartori 1979 e 2000).

Aliado a esta altitude natural do “festão colinoso”, acrescenta-se

também o papel da verticalidade urbana, pois a densa presença de

edificações mais altas eleva a altimetria desta área mais central da cidade,

proporcionando um maior sombreamento da superfície, influenciando

também no campo térmico dos bairros vizinhos, cujas cotas altimétricas são

mais baixas, pelas trocas térmicas que realizam.

Os morros testemunhos a sul e sudeste da cidade (Cerrito e Cardoso),

que apresentaram temperaturas mais baixas (entre 10° e 14ºC), também

merecem destaque, pois influenciam diretamente no comportamento

térmico dos bairros próximos a eles, não apenas pelas trocas energéticas

que certamente realizam com os mesmos, mas também por serem

obstáculos naturais parciais, tanto para os ventos vindos de sul e sudeste

(mais frios), que atingem o bairro Nossa Senhora de Lourdes, quanto à


147

insolação direta, sobretudo no bairro Tomazetti (no período da manhã)

situado a oeste dos morros.

O papel da orientação das vertentes também deve ser salientado na

tentativa de justificar o registro de temperaturas mais brandas nos bairros

mais centrais (Nossa Senhora do Rosário, Centro, Nossa Senhora das

Dores, Nossa Senhora de Lourdes e Medianeira), pois de acordo com

Saydelles & Sartori (2004) caracterizam-se por apresentarem a maioria de

suas vertentes orientadas para os quadrantes que recebem intensa insolação

direta ao meio-dia local e à tarde (N e W, respectivamente), fato que

favorece o predomínio de superfícies com temperaturas mais baixas no

horário do imageamento, que recebe intensa insolação no quadrante leste.

- Áreas com temperaturas mais baixas: bairros situados a norte da

cidade, identificados pelas letras S, G, H e I na Figura 21, correspondendo

aos bairros Caturrita, Chácara das Flores, Perpétuo Socorro e Itararé,

respectivamente.

Apresentam superfícies com temperaturas relativas, em média, entre

10° e 16ºC (Figura 20), com exceção do norte e sul do bairro Itararé que

apresentam temperaturas mais elevadas, entre 17° e 20ºC.

Estes bairros estão destinados basicamente ao uso residencial (Figura

16), com densidade populacional que varia entre 225 e 1.589 hab/Km² no

Caturrita, entre 1.590 e 3.179 hab/Km² no Chácara das Flores e Perpétuo

Socorro e entre 3.180 e 4.769 hab/km² no Itararé (Figura 15).

A presença do Rebordo do Planalto, ao norte destes bairros, é o

principal responsável pelas temperaturas relativas mais baixas, entre 8° e


148

14ºC, em virtude da densa cobertura vegetal e da altimetria, conforme já

mencionado anteriormente.

Grande parte das famílias pobres e desfavorecidas de poder aquisitivo

da cidade ocupam estas áreas mais elevadas do perímetro urbano, as quais

registraram os valores térmicos mais baixos. Estas pessoas estão mais

sujeitas aos riscos de saúde (problemas respiratórios e pulmonares), devido

à exposição às temperaturas mais baixas no inverno, sobretudo crianças e

idosos que são mais sensíveis aos rigores climáticos.

No entanto, o centro-sul destes bairros apresentam temperaturas mais

elevadas, similares aos bairros citados no enquadramento anterior (entre

14° e 17ºC), resultado do intenso processo de urbanização e substituição da

cobertura vegetal por novos materiais e equipamentos que alicerçam a

expansão da malha urbana, que ocorre sem nenhuma orientação ou

planejamento.

Desta forma, pode-se afirmar que a configuração do campo térmico da

superfície de Santa Maria, a nível topoclimático, é influenciado tanto pelos

fatores geográficos de meso-escala (relevo, topografia do sítio, cobertura

vegetal e formas de utilização dos solos rurais circunvizinhos),

diversificados ainda mais pela própria estrutura e função desempenhada

pelo espaço urbano.

Deve-se destacar, também, que, em virtude do horário, época do ano e

condições atmosféricas (tipo de tempo) no momento do imageamento via

satélite, a área de estudo registra um campo térmico específico,

necessitando ser estudado sob a atuação de outros sistemas atmosféricos e

outras estações do ano na busca de um melhor entendimento das oscilações

das temperaturas em Santa Maria e seu entorno.


149

6.3 – Análise dos Experimentos de Campo.

A análise das informações e dados coletados nos experimentos de

campo, junto à superfície urbana de Santa Maria-RS, consistem na segunda

etapa desta pesquisa, conforme mencionado no Capítulo III dos

Procedimentos Metodológicos, desenvolvida através da instalação de uma

rede fixa de observação das temperaturas. Para tal, foram distribuídos 19

mini-abrigos meteorológicos na malha urbana, de acordo com os diferentes

padrões de uso do solo urbano, características do sítio e disponibilidade de

recursos humanos, que auxiliaram nas coletas das informações, realizadas

nos seguintes horários: 09h, 12h, 15h, 18h e 21h. Este método possibilitou

a observação das respostas térmicas dos elementos urbanos, abrangendo a

malha citadina como um todo, na tentativa de uma melhor compreensão de

seu campo térmico frente à imposição dos sistemas atmosféricos regionais.

6.3.1 – Experimentos de Campo no dia 04/08/2004: Análise das

Condições Atmosféricas.

O clima de uma determinada cidade está condicionado, em grande

parte, pela atuação dos sistemas atmosféricos regionais e seus mecanismos

formadores dos tipos de tempo, pois estes controlam a entrada de energia

solar ao nível da superfície. Torna-se indispensável, no estudo do campo

térmico, principalmente em cidades de médio e pequeno porte, como no

caso de Santa Maria-RS, o entendimento das condições atmosféricas locais,


150

na busca de uma melhor compreensão das respostas térmicas das variáveis

urbanas e naturais que compõem a área em estudo.

Desta forma, com base na interpretação do gráfico de análise rítmica

contido na Figura 22 e nas imagens do Satélite GOES – 12, obtidas no

“sítio virtual” do CPTEC/INPE (www. cptec.inpe. br), observa-se que no

dia 01/08/2004, a Região Sul estava sob o domínio de uma Massa Polar

Atlântica (M.P.A), a qual proporcionava tempo estável, com céu limpo e

boa insolação. Os ventos eram da direção SE de fraca intensidade. A

pressão atmosférica das 12h GMT era de 1008mb e a temperatura do ar

variou entre 12°C e 19,2°C.

No dia 02/08/2004, o quadro climático não se alterou muito, pois a

Região ainda estava sob a influência e domínio da Massa Polar Atlântica

(M.P.A.), mantendo a estabilidade do tempo. O céu estava limpo,

proporcionando uma boa insolação e ganho de calor pela superfície

terrestre. A pressão atmosférica das 12h GMT era de 1006mb e as

temperaturas do ar variaram entre 7,9°C e 19,8°C. A umidade relativa do

ar, às 18h GMT, era de 72%, e os ventos de fraca intensidade sopravam de

direção SE. (Figura 22).

No dia 03/08/2004, que antecedeu os experimentos de campo, o estado

gaúcho ainda mantinha-se sob o domínio da Massa Polar Atlântica

(M.P.A.).

No entanto, na fronteira com o Uruguai e norte da Argentina, já se

aproximava uma Frente Polar Atlântica (F.P.A.), alterando

significativamente o cenário climático da região. A pressão atmosférica

baixou sensivelmente e atingiu 1003mb, e as temperaturas do ar

registraram ligeiro aumento, variando entre 11,3°C e 22,4°C.


151

Nebulosidade

0 / 2

3 / 4

5 / 6

7 / 8

9 / 10

Calma

Direção

0,5 - 2,5 m/s

2,6 - 5 m/s

5,1 - 7,5 m/s



Neb

ulos

idad

e

1000

1010

1020

0

5

10

40

60

80

100

0

20

40

VEN

TOS

Dir e

ção/

Velo

cida

de (m

/s)

10

20

30

40

04/08/200401 02 03

FIGURA 22: Condições atmosféricas entre os dias 01 e 04/08/2004.


152

A umidade relativa do ar era de 86%, às 12h GMT, e 57%, às 18h

GMT. Os ventos ainda eram do quadrante E, de fraca intensidade (Figura

22).

No dia 04/08/2004 foram realizados os primeiros experimentos de

campo através da rede fixa de observação. A massa de ar que dominava a

Região Sul já havia adquirido as características da superfície e aqueceu-se,

dando origem a uma Massa Polar Velha (M.P.V.). A instabilidade frontal

(F.P.A.), que no dia anterior estava na divisa do RS com o Uruguai, agora

se situava na metade sul do Estado e estendia-se desde o norte da Argentina

até o Oceano Atlântico (Figura 23), influenciando diretamente nas

características meteorológicas de toda a região. No restante do território

brasileiro o céu mantinha-se limpo, com pouca presença de nuvens. A

pressão atmosférica registrada às 12h GMT na região central do Estado era

de 1004mb. Em conseqüência do aquecimento Pré-Frontal, as temperaturas

do ar elevaram-se significativamente e variaram entre 25°C e 30,6°C e a

umidade relativa do ar decaiu sensivelmente para 48%, às 12h GMT e

44%, às 18h (Figura 22).

O domínio das condições sinóticas no Estado da fase Pré-Frontal

proporcionava o aquecimento da superfície e do ar e deu origem a

instalação de um sistema de ventilação de forte intensidade oriundo do

quadrante norte. Conforme pode ser visto na Figura 22, os ventos atingiram

as velocidades de 3,3; 3,8 e 3,3m/s para os horários GMT das 12h, 18h e

21h, respectivamente, com rajadas de maior velociodade.

Este vento oriundo do quadrante norte, denominado regionalmente de

“Vento Norte”, típico de situações Pré-Frontais no inverno gaúcho, ao

descer a escarpa do Planalto da bacia do Paraná, adquire características


153

tipicamente locais, pois se aquece por compressão adiabática, ressecando-

se ainda mais, e intensificando a sua velocidade, que ao adentrar na malha

urbana assume direções variadas devido ao arranjamento urbano.

Este, segundo Sartori (2000), constitui-se no principal responsável

pela incômoda sensação de desconforto sentido pela população

santamariense.

FIGURA 23: Imagem do Satélite GOES-12, infravermelho, do dia 04/08/2004 às

18h GMT. Fonte: “Sítio Virtual” do CPTEC/NPE. (www.cptec.inpe.br).


154

6.3.2 – Experimentos de Campo do dia 04/08/2004: Análise do Campo

Térmico e das Ilhas de Calor Urbano sob Condições de Tempo de Fase

Pré-Frontal.

Com base nas condições atmosféricas regional e local (fase Pré-

Frontal), bem como nas características geourbanas e geoecológicas da

cidade em estudo, se fez as considerações sobre o comportamento das

temperaturas do ar, obtidos nos experimentos de campo, as quais

encontram-se espacializadas nos cartogramas e gráficos a seguir

apresentados.

Os cartogramas das Figuras 24 (A, B e C) e 25 (A e B) representam a

espacialização das temperaturas do ar em Santa Maria sob condições de

aquecimento Pré-Frontal, no dia 04/08/2004, obtidas nos experimentos de

campo junto à malha urbana, a partir da rede fixa de observação (mini-

abrigos meteorológicos).

Ao se analisar o cartograma da Figura 24A, que representa o campo

térmico da cidade às 09horas da manhã, constata-se que neste horário foi

registrada a maior amplitude térmica intra-urbana do dia (5ºC) devido as

diferentes formas de uso do solo, bem como pela altimetria e morfologia do

sítio.

Neste aspecto, observa-se que na área central da cidade estabeleceu-se

uma “faixa térmica” estendida no sentido Norte/Sul, onde se registraram as

temperaturas mais baixas do dia, variando entre 23° e 25ºC.

Esta “faixa térmica”, de menores temperaturas, abrangeu inteiramente

os bairros Nossa Senhora das Dores (ponto 4), Itararé (ponto14), Nossa

Senhora de Lourdes (ponto 5) e o setor leste do Medianeira (ponto 6), estes

224000 226000 228000 230000 232000 234000

6710000

6712000

6714000

26°C

25°C

25°C

26°C

24°C25.5°C1

23

4

56

7

8

910

11

1213

14

15 16

17

18

19

24° a 24.5°C23° a 24°C 24.5° a 25°C 25° a 25.5°C 25.5° a 26°C 26° a 27°C 27° a 28°C

(A)

224000 226000 228000 230000 232000 234000

6710000

6712000

6714000

30°C

29°C

28.5

° C

28°C

29°C

12

34

56

7

8

9

1011

12

13

14

15 16

17

18

19

27° a 28°C 28° a 28.5°C 28.5° a 29°C 29° a 29.5°C 29.5° a 30°C 30° a 31°C

(B)

224000 226000 228000 230000 232000 234000

6710000

6712000

6714000

31°C 31.5

°C

31°C

12

34

56

7

8

910

11

1213

14

15 16

17

18

19

29° a 30°C 30° a 30.5°C 30.5° a 31°C 31° a 31.5°C 31.5° a 32°C 32° a 32.5°C

(C)

N

0 2 4Km

Escala Gráfica

1 3

LEGENDA123456789

10

CentroCentroCentroNsa Sra das DoresNsa Sra de LourdesMedianeiraUrlândiaPatronatoPasso D’areiaNsa Sra do Rosário

111213141516171819

Salgado FilhoCaturritaPerpétuo SocorroItararéKm3São JoséCamobiCohab Sta MartaCohab T. NevesDivisão Adm. dos bairros

Elaborador: Alexandre Pistoia SaydellesOrientação: Profª. Drª. Maria da Graça B. Sartori

Fonte: experimentos de campo do dia 04/08/2004, a partir da rede fixa de observação.


Dátum Horizontal: SAD 69 - Minas Gerais.Origem da Quilômetragem UTM “Equador e Meridiano 51º W e 57ºW de Greenwich”.Acrescidas as constantes: 10.000Km e 500Km, respectivamente.

Fusos UTM: 22.

FIGURA 24: O campo térmico de Santa Maria-RS, do dia 04/08/2004 (A: 9h, B: 12h e C: 15h).


156

dois últimos favorecidos por situarem-se na vertente sul do “festão colinoso

mais elevado”, parcialmente protegidos da insolação direta e da ação do

“Vento Norte” durante a maior parte do dia. O centro-leste do bairro Centro

(pontos 1 e 2), onde predominam as edificações mais altas da cidade, que

atuam como obstáculos a insolação direta e favorecem o sombreamento

neste horário (9h), contribuíram para a amenização térmica nesta área.

Esta configuração térmica é, em grande parte, favorecida pela maior

densidade de edificações mais elevadas (na área mais central da cidade) e

pela presença de cobertura vegetal do tipo arbórea nos bairros situados no

entorno do bairro Centro, que atuam como obstáculos não só à insolação

direta, proporcionando sombreamento, mas também ao vento quente

(Vento Norte).

A presença de temperaturas mais baixas na área central da cidade,

neste horário do dia (9h), embora corresponda ao que foi registrado pela

imagem termal (banda 6) do Satélite Landsat 7 ETM+, analisada

anteriormente, e também aos resultados obtidos por Tarifa & Armani

(2001) no estudo das unidades topoclimáticas para a cidade de São Paulo,

contraria todos os enunciados básicos sobre as ilhas de calor urbano, tanto

na literatura nacional como na internacional (Oke, 1982; Lombardo, 1985;

Mendonça, 1994; Spirn, 1995; entre outros). Estes estudos revelaram que a

área central das cidades, onde predominam as edificações mais elevadas,

menor presença de vegetação e maior fluxo de veículos e pessoas, é mais

quente e menos ventilado, do que as áreas periféricas. Entretanto, nos

demais horários em que foram realizadas as análises evidenciou-se inversão

destes valores térmicos, conforme será visto a seguir.


157

Ao analisar-se o alinhamento das isolinhas do cartograma apresentado

na Figura 24A, constata-se que as mesmas estão deslocadas no sentido

norte/sul da cidade, com gradativo aumento dos valores térmicos na mesma

direção. Certamente deve-se ao efeito do “Vento Norte”, que por mais que

se aqueça ao descer a escarpa do Planalto, por compressão adiabática,

transporta para a cidade o ar do Topo e do Rebordo do Planalto, que neste

horário do dia encontra-se mais ameno e umedecido por causa da densa

cobertura vegetal nestas unidades geomorfológicas, deslocando, assim, o ar

mais aquecido para o quadrante sul da cidade.

Embora, não seja o objetivo desta pesquisa, nem tampouco possível de

ser comprovado pela precariedade dos materiais utilizados nas coletas de

temperaturas do ar, bem como dos poucos dias de levantamentos, é

inegável que existe uma importante relação de trocas energéticas entre o

Rebordo do Planalto e a área central, mais alta da cidade, pelos diferentes

comportamentos térmicos que apresentam, conforme pôde ser evidenciado

nos cartogramas apresentados e na imagem termal analisada anteriormente.

Por isso deve ser mais profundamente estudado em futuros trabalhos, na

busca de um melhor entendimento do clima urbano santamariense.

Em virtude das variáveis geoecológicas (relevo, sítio urbano e

cobertura vegetal) que constituem o espaço natural e controlam o

mesoclima da área em estudo, bem como dos diferentes padrões de uso e

das funções desempenhadas pelo espaço urbano, que diversificam o topo e

o microclima (Monteiro, 1976; Ribeiro, 1993; Mascaró, 1996), tem-se o

estabelecimento de áreas mais aquecidas a oeste e leste da cidade (Figura

24A). Estas áreas correspondem aos locais em que a topografia do sítio


158

urbano é mais baixa e a morfologia mais suave, permitindo a incidência da

insolação e da ventilação aquecida (Vento Norte) diretamente na superfície.

Neste caso, têm-se os bairros Km3 (ponto 15), a leste, e Cohab

Tancredo Neves (ponto 19), a oeste, com temperaturas mais elevadas entre

27° e 28ºC (representados pela cor laranja-escuro na Figura 24A), seguidos

dos bairros Parque Pinheiro, Juscelino Kubitschek (ponto 18), sul do

Patronato (ponto 8), Urlândia (ponto 7), leste do bairro João Goulart, São

José (ponto 16), Pé-de-Plátano e Camobi (ponto 17), todos com

temperaturas entre 25,5° e 27ºC ( representados pelas cores amarelo-escuro

e laranja-claro na Figura 24A).

Aliado aos efeitos oriundos das características do sítio urbano no

estabelecimento de temperaturas mais elevadas, nos bairros Km3 e

Tancredo Neves têm-se também os de natureza inteiramente urbana.

Assim, a Cohab Tancredo Neves, além de situar-se numa área de

extensas “coxilhas”, onde predominam os campos e a baixa presença de

vegetação do tipo arbórea que atuariam como obstáculo natural à insolação

direta, tem a maioria das casas pintadas na cor branca e com telhados em

folhas de amianto, os quais refletem a maior parte da radiação solar

incidente, sendo esta absorvida em grande parte por outros materiais

utilizados na expansão urbana.

No bairro Km3, o mini-abrigo meteorológico foi instalado em frente

ao posto da Polícia Rodoviária Estadual, no cruzamento da Av. das Dores

com a BR-158 e a RS-509 (Trevo do Castelinho), local amplo e aberto, de

pavimentação asfáltica e intenso fluxo de veículos durante todo o dia, o que

favorece a elevação da temperatura do ar, mesmo apresentando

significativa presença de cobertura vegetal.


159

Além disso, deve-se considerar a presença dos solos desnudos e secos,

próximos aos bairros situados a oeste da malha urbana, conforme

mencionado anteriormente na análise do campo térmico de superfície.

Estes solos, conforme Mendonça (1994), transportam o ar sobrejacente

mais aquecido para as áreas urbanas, intensificando o calor sensível.

Os demais bairros localizados entre as áreas mais aquecidas a oeste e a

“faixa térmica” central menos aquecida, apresentaram temperaturas

intermediárias entre 25° e 25,5ºC (na cor amarelo na Figura 24A), sendo

eles: bairro Patronato (ponto 8), Passo d’areia (ponto 9), Nossa Senhora do

Rosário (ponto 10), JK (Ponto 18) e sul e oeste dos bairros Caturrita e

Salgado Filho, respectivamente.

No entanto, observa-se que os bairros Perpétuo Socorro (ponto 13),

centro-leste do Salgado Filho (ponto 11) e oeste do Centro (ponto 3),

registraram temperaturas mais elevadas (25,5° a 26°C, representados pela

cor amarelo-escuro na Figura 24A) do que os bairros anteriormente citados,

provavelmente em virtude da maior exposição dos mini-abrigos à insolação

direta, já que nestes pontos os mesmos estavam instalados em locais mais

abertos.

Observa-se que os condicionantes geourbanos (áreas mais amplas e

abertas sem edificações elevadas, com menor presença de vegetação do

tipo arbórea e expressivo fluxo de veículos) são mais imperativos no

registro de temperaturas mais elevadas do que os geoecológicos (topografia

e morfologia do sítio urbano), para este horário do dia (9h) e sob domínio

de fase Pré-Frontal.

Este fato pode ser evidenciado pela expressiva diferença térmica entre

os bairros Tancredo Neves (ponto 19) com 28°C e Juscelino Kubitschek –


160

Cohab Santa Marta (ponto 18) com 25°C (Figura 24A). Estes bairros,

mesmo apresentando características naturais muito semelhantes

(morfologia suave e altimetria do sítio em torno dos 110 metros de

altitude), apresentaram amplitude térmica de 3ºC. Esta significativa

diferença térmica se deve, em grande parte, aos diferentes padrões urbanos

das duas Cohab.

Na Santa Marta, onde foi registrada a menor temperatura (25°C), as

casas são pintadas em cores mais escuras e possuem coberturas de telhas

(cerâmicas), que absorvem a maior parte da radiação solar incidente, e é

expressiva a presença de vegetação, que favorece a amenização térmica.

Além disso, o mini-abrigo foi instalado num local mais abrigado quanto à

ventilação direta.

Já na Cohab Tancredo Neves (ponto 19), a vegetação é muito esparsa

e a maioria das casas são pintadas na cor branca com telhados em folhas de

amianto, que proporcionam maior albedo e intensificação do calor externo.

Além disso, o mini-abrigo foi instalado num local mais amplo e aberto à

insolação direta.

O mesmo foi registrado entre os bairros Km3 (ponto 15) e São José

(ponto 16), os quais situam-se numa área muito semelhante no que diz

respeito às características geoecológicas do sítio. Porém, são diferentes

quanto à presença de cobertura vegetal e densidade e dinamismo urbano,

responsáveis pelo registro de uma amplitude térmica de 2,5°C.

O bairro Km3 (ponto 15) apresentou as maiores temperaturas (entre

27° e 28°C) e o São José (ponto 16) as menores, entre 25,5° e 26ºC (Figura

24A), representados pelas cores laranja-escuro e laranja-claro,

respectivamente. Neste último, o mini-abrigo foi instalado no cemitério


161

Santa Rita de Cássia, local de elevada presença de vegetação (arbórea e

gramíneas), que proporciona a amenização das temperaturas por utilizarem

grande parte da radiação solar incidente nos processos de fotossíntese e

evapotranspiração, além do menor fluxo de veículos.

Às 12 horas, a configuração do campo térmico urbano apresentou

significativa alteração. A superfície urbana já estava em processo de

aquecimento e as temperaturas, agora mais elevadas, variavam entre 27ºC e

31ºC, registrando-se uma amplitude térmica de 4ºC (Figura 24B), resultado

do intenso aquecimento a que estava submetida e da ação do Vento Norte,

que atuava na homogeneização das temperaturas.

Na área central do perímetro urbano, englobando os bairros Nossa

Senhora das Dores (ponto 4), Nossa Senhora de Lourdes (ponto 5), extremo

oeste dos bairros João Goulart e Km3, ainda apresentava-se com

temperaturas mais baixas entre 27ºC e 28ºC (cor amarelo na Figura 24B).

Nos bairros Itararé (ponto 14) e extremo leste do Centro e do Medianeira,

as temperaturas variaram entre 28ºC e 28,5ºC (cor amarelo-escuro na

Figura 24B). O bairro São José, em virtude da maior presença de vegetação,

também registrou temperaturas nesta faixa de variação.

As áreas mais aquecidas, que pela parte da manhã restringiam-se aos

bairros Km3 e Cohab Tancredo Neves, agora abrangem toda a área oeste da

cidade, incluindo alguns bairros da zona norte, com aumento gradativo das

temperaturas a partir da área central menos aquecida da cidade.

Correspondem aos bairros Tancredo Neves (ponto 19), Santa Marta (ponto

18), Perpétuo Socorro (ponto 13), Caturrita (ponto 12), Salgado Filho

(ponto 11) e norte do Passo D’areia (ponto 9), que apresentaram as


162

temperaturas mais elevadas do horário (12h), entre 30° e 31ºC (cor marrom

na Figura 24B).

Os bairros Camobi (ponto 17), Km3 (ponto 15), Urlândia (ponto 7),

oeste do Medianeira (ponto 6), Patronato (ponto 8), Centro (pontos 1, 2 e

3), sul do Passo D’areia (ponto 9), E/NE do Juscelino Kubitschek (ponto

18) e extremo leste do Salgado Filho (ponto 11), registraram temperaturas

entre 29° e 30°C (representado pelas cores laranja e vermelho na Figura

24B).

Observa-se que, com exceção da área menos aquecida na parte mais

central, a cidade como um todo registrou temperaturas com valores muito

próximos, apresentando amplitude térmica de apenas 2ºC, reflexo do

processo de aquecimento Pré-Frontal que toda a região estava submetida,

bem como da atuação do Vento Norte de forte intensidade, que atuou como

dissipador das respostas térmicas da superfície, contribuindo para a

homogeneização das mesmas.

Às 15 horas, a configuração do campo térmico já apresentava

significativa alteração, apesar da amplitude térmica intra-urbana ser de

apenas 3,5ºC, conforme pode ser visto na Figura 24C.

A “faixa térmica” de menores temperaturas da área central da cidade

dos horários anteriores (9h e 12h), devido ao maior aquecimento e ganho

de calor por parte dos materiais urbanos, já havia se dissipado, reduzindo-

se a apenas dois pontos: ao norte, no bairro Itararé (ponto 14), parcialmente

protegido da insolação direta e da ação do Vento Norte pelo rebordo do

Planalto; ao sul, no bairro Nossa senhora de Lourdes (ponto 5), situado na

vertente sul do “festão colinoso”, favorecendo também a menor incidência

solar direta e a ação do vento quente. O resultando são “Ilhas de Frescor


163

Urbano” (Oke, 1982), com magnitude de -2ºC, onde as temperaturas do ar

variaram entre 29° e 30ºC.

A cidade como um todo apresentava grande aquecimento de sua

superfície e por conseqüência do ar, resultado do domínio Pré-Frontal.

Porém, os bairros situados a W/SW e as áreas mais baixas, próximas aos

arroios Cadena e Cancela, se destacaram como áreas muito quentes, cujas

temperaturas variaram entre 31,5ºC e 32,5ºC (cores marrom-claro e

marrom-escuro na Figura 24C). Correspondem aos bairros Urlândia (ponto

7), sul do Patronato (ponto 8) e Centro (ponto 3), oeste do Medianeira

(ponto 6), Passo D’areia (ponto 9), Salgado Filho (ponto 11) e Perpétuo

Socorro (ponto 13) e leste do Km3 (ponto 15).

O bairro Centro (ponto 2), neste horário, já despontava com uma

pequena “Ilha de Calor” de fraca intensidade, com magnitude de apenas

2ºC, em virtude do maior adensamento urbano, presença de edificações

mais elevadas, maior fluxo de veículos e pessoas e esparsa presença de

vegetação, de acordo com os postulados da literatura nacional e

internacional (Oke, 1982; Lombardo, 1985; Mendonça, 1994 entre outros).

A Cohab Tancredo Neves também registrou temperaturas muito

elevadas variando entre 32ºC e 32,5ºC (representados na Figura 24C em

marrom-escuro), devido à morfologia mais suave e baixa altimetria, que

favorecem a incidência solar direta, bem como aos padrões e estruturas

urbanas citadas anteriormente.

Às 18 horas, a quantidade de radiação solar incidente na superfície já

era menor e, como efeito disso, a superfície urbana estava em processo de

liberação do calor armazenado durante o dia, registrando uma diminuição

224000 226000 228000 230000 232000 234000

6710000

6712000

6714000

28°C

28°C 27°C

12

34

56

7

8

910

11

1213

14

15 16

17

18

19

26° a 26.5°C 26.5° a 27°C 27° a 27.5°C 27.5° a 28°C 28° a 29°C

(A)

25°C

24° a 24.5°C 24.5° a 25°C 25° a 26°C 26° a 27°C

(B)

N

0 2 4Km

Escala Gráfica

1 3Elaborador: Alexandre Pistoia SaydellesOrientação: Profª. Drª. Maria da Graça B. Sartori




Fusos UTM: 22. LEGENDA123456789

10


111213141516171819


FIGURA 25: O campo térmico de Santa Maria-RS, do dia 04/08/2004 (A: 18, B: 21h).


165

do aquecimento urbano, pois as temperaturas variaram entre 26ºC nas áreas

menos aquecidas até 29ºC nas mais quentes (Figura 25A).

O resultando foi uma pequena amplitude térmica intra-urbana de

apenas 3ºC, em virtude da atuação do Vento Norte na dissipação do calor e

padronização das temperaturas sobre toda a cidade.

No entanto, devido à movimentação diária aparente do Sol de leste

para oeste, as áreas mais aquecidas da cidade continuavam sendo os bairros

situados à oeste da cidade, agora intensificados pela posição do Sol, no

poente, favorecendo a maior incidência dos raios solares neste setor da

cidade do que nos demais.

Assim, os bairros Cohab Tancredo Neves (ponto 19), Juscelino

Kubitschek (ponto 18), Caturrita (ponto 12), oeste do Salgado Filho (ponto

11), Passo D’areia (ponto 9), Patronato (ponto 8) e Urlândia (ponto 7)

apresentaram as temperaturas mais elevadas, entre 28° e 29ºC,

(representados em vermelho na Figura 25A).

Extensa “faixa” de temperaturas mais baixas, entre 27,5° e 28ºC (em

laranja-escuro), estendida no sentido N/S da cidade, definiu-se abrangendo

o extremo leste dos bairros Patronato (ponto 8), Passo D’areia (ponto 9),

Salgado Filho (ponto 11) e Perpétuo Socorro (ponto 13), e o extremo oeste

dos bairros Nossa Senhora do Rosário (ponto 10), Centro (ponto 3),

Medianeira (ponto 6) e Urlândia (ponto 7). Esta “faixa” acompanha o

trajeto da Av. Borges de Medeiros, resultado da homogeneidade das

características geourbanas e geoecológicas (Figura 25A) .

O centro-sul do bairro Nossa Senhora das Dores (ponto 4), N/NE do

Nossa senhora de Lourdes e oeste do Km3 (até o trevo do Castelinho,

acompanhando a Av. das Dores), apresentaram-se também como uma


166

ampla área de temperaturas mais elevadas entre 28° e 29ºC (em vermelho

na Figura 25A), resultante das altimetrias mais elevadas (entre 130m no

ponto 4 e 115m no ponto 15), que expõem mais a superfície à incidência

direta dos raios solares do poente, e principalmente do intenso fluxo de

veículos na Av. das Dores até o centro da cidade, neste horário.

O bairro Nossa Senhora das Dores é mais aquecido por apresentar a

maioria de suas vertentes voltadas para o quadrante oeste, que recebe

intensa insolação direta neste horário da tarde, favorecendo ainda mais a

elevação das temperaturas do ar e comprometendo o conforto térmico no

verão (Saydelles & Sartori, 2004). Porém, no inverno, atuaria no sentido

contrário, amenizando a sensação de desconforto térmico gerado pela

baixas temperaturas.

No entanto, os bairros Itararé (ponto 14) e Km³ (ponto 16),

registraram as menores temperaturas neste horário, atuando como “Ilhas de

Frescor Urbano” (Oke, 1982), de fraca magnitude (-1,5ºC a -2ºC,

respectivamente), resultado da maior densidade de vegetação, que utiliza a

maior parte do calor armazenado durante o dia nos processos de

fotossíntese e evapotranspiração. Porém, devido à atuação do Vento Norte,

esta diferença em relação às áreas centrais mais urbanizadas não foi tão

significativa.

As demais áreas, representadas pela cor laranja-claro na Figura 25A,

apresentaram temperaturas intermediárias, entre 27° e 27,5ºC.

Às 21 horas, período em que a superfície urbana já se encontra em

processo de resfriamento pela liberação do calor armazenado durante o dia,

constatou-se o contrário do encontrado na literatura nacional e

internacional, ou seja, a área mais central da cidade, de maior densidade


167

urbana e populacional e menor presença de cobertura vegetal do tipo

arbórea e gramíneas, não registrou as temperaturas mais elevadas, que

permitiriam a formação de “Ilhas de Calor Urbano”.

Neste sentido, ao se analisar a Figura 25B, observa-se que a cidade

registrou um campo térmico em que as respostas térmicas dos elementos

urbanos apresentaram-se homogeneizadas, com uma amplitude intra-

urbana de apenas 3ºC. Certamente é resultado da atuação do “Vento

Norte”, que dissipou e dispersou o calor liberado pelas estruturas urbanas

ao longo de toda a cidade, que neste horário ainda era de grande

intensidade, conforme pôde ser visto anteriormente nos gráficos da Figura

22.

Observa-se na Figura 25B que os bairros situados a leste da cidade, a

partir do Nossa Senhora das Dores (ponto 4), apresentaram as maiores

temperaturas, entre 26° e 27ºC (representado pela cor laranja-claro), bem

como a Cohab Tancredo Neves (ponto 19), Perpétuo Socorro (ponto 13) e o

ponto 1 do bairro Centro.

Os bairros Patronato (ponto 8) e Itararé (ponto 14) registraram as

menores temperaturas e destacaram-se como “Ilhas de Frescor Urbano”, de

fraca intensidade (entre -2ºC e -1,5ºC, respectivamente), oriundos da

presença de vegetação. Os demais bairros da cidade apresentaram o mesmo

padrão térmico, entre 25° e 26ºC (cor amarelo-escuro na Figura 25B), fruto

do intenso aquecimento ao qual a cidade esteve submetida, pela atuação da

Massa Polar Velha em fase Pré-Frontal e do “Vento Norte” que dissipou as

respostas térmicas da superfície.

Desta forma, constata-se que sob condições Pré-Frontais e

principalmente com o estabelecimento do “Vento Norte” bem definido, de


168

forte intensidade, tipo de tempo típico nos invernos santamarienses, o

campo térmico apresenta-se mais homogeneizado quanto a sua

configuração, sobretudo à noite, período em que os elementos urbanos

liberam todo calor armazenado durante o dia, alterando as relações

energéticas e as trocas térmicas entre a superfície e a atmosfera

sobrejacente, com pequenas exceções.

6.3.3 – Experimentos de Campo do dia 10/08/2004: Análise das

Condições Atmosféricas.

No segundo trabalho de campo, realizado no dia 10/08/2004, as

condições sinóticas do RS eram controladas pela atuação de uma Massa

Polar Atlântica (M. P. A.), que impôs à área estudada suas características

dominantes, conforme será visto.

Assim, com base na interpretação do gráfico de análise rítmica da

Figura 26, observa-se que no dia 05/08/2004 a região ainda apresenta

condições de tempo de domínio Pré-Frontal, imposta pela presença de uma

Frente Polar Atlântica no sul do RS. A situação Pré-Frontal proporcionava

grande aquecimento da superfície e por conseqüência no ar. A pressão

atmosférica era de 1003mb, e as temperaturas variaram entre 21,2°C e

30,4°C (Figura 26). A região central do Estado (área de estudo) ainda

mantinha-se sob a influência de uma Massa Polar Velha (M.P.V.),

intensificada pela presença deste sistema de baixas pressões.

À noite (24h GMT), a Frente alcança a latitude de Santa Maria-RS,

proporcionando poucas precipitações (3,2 mm), conforme pode ser visto na

Figura 26.


169



Nebulosidade

0 / 2

3 / 4

5 / 6

7 / 8

9 / 10

Calma

Direção

0,5 - 2,5 m/s

2,6 - 5 m/s

5,1 - 7,5 m/s

VE N

TOS

Dire

ção/

Velo

cida

de ( m

/s)

Neb

ulos

idad

e

0

5

10

15

1000

1010

1020

1030

0

20

40

20

40

60

80

100

0

10

20

30

40

05 06 08 09 10/08/2004

FIGURA 26: Análise das condições atmosféricas nos dias 05 a 10/08/2004.


170

O “Vento Norte” nesse dia era muito intenso e atingiu a velocidade de

7,5 e 5,0 m/s às 12h e 18h GMT, respectivamente. Por conta do elevado

aquecimento e da imposição do Vento Norte, muito seco e quente, a

umidade relativa do ar era muito baixa e variava entre 48% e 44% às 12h

e18h GMT.

No dia 06/08/2004, o RS estava sob total domínio da Frente Polar

Atlântica, que se estendia desde o Estado até o Oceano Atlântico,

proporcionando instabilidade do tempo. A pressão atmosférica era de

1009mb e as temperaturas do ar já eram mais baixas (entre 8,5°C e

21,2°C), proporcionando sensação de alívio térmico. As precipitações

ocorreram durante todo dia e atingiram um total de 27mm elevando a

umidade relativa do ar para 98% (Figura 26). O sistema de ventos

invertera-se de direção e passa a ser de sul, com forte intensidade (entre 3 e

3,3m/s).

No dia 07/08/2004, a Frente Polar já havia se deslocado para Santa

Catarina, e o RS se encontrava sob o domínio de uma nova Massa Polar

Atlântica (M.P.A.), a qual proporcionava estabilidade do tempo. A pressão

atmosférica era muito alta e atingiu 1019,8mb às 12hs. As temperaturas do

ar decaíram drasticamente e variaram entre 5,7°C e 10,2°C. A umidade

relativa do ar era de 88% às 12hs e de 71% às 18hs GMT. Os ventos eram

do quadrante sul de moderada intensidade (Figura 26).

No dia 08/08/2004, as características meteorológicas da região não se

alteraram, pois a M.P.A. ainda controlava as condições atmosféricas,

proporcionando tempo bom e céu limpo, favorecendo a entrada de energia

na superfície. A pressão atmosférica elevou-se ainda mais e atingiu os

1021,1mb. Por conseqüência, as temperaturas diminuíram ainda mais e a


171

mínima foi de 2,5°C e máxima de 13,2°C (Figura 26). Os ventos, às 18h

GMT, passaram do quadrante W para o E, em virtude do posicionamento

do Anticiclone Polar no Oceano Atlântico.

No dia 09/08/2004, a Região Sul como um todo estava sob o domínio

da M.P.A. proporcionando tempo bom. No entanto, a pressão atmosférica

diminuiu e atingiu 1017,4mb às 12h GMT. As temperaturas do ar variaram

entre 2,3°C e 17,6°C, a umidade relativa do ar era de 91% (12h) e 61%

(18hs) e os ventos eram do quadrante E, de moderada intensidade.

No dia 10/08/2004, dia em que ocorreu a segunda etapa dos

experimentos de campo, através da rede fixa de observação, a região

central do Estado ainda estava sob a influência da Massa Polar Atlântica,

que controlava as características meteorológicas. A Frente Polar Atlântica,

que atingira a região, encontrava-se em frontólise na latitude da Bahia

(Figura 27). A pressão atmosférica era de 1015,6mb e as temperaturas

ainda mantinham-se muito baixas, variando entre 1°C (mínima) e 21,4°C

(máxima). Às 12h GMT, a Estação Meteorológica de Santa Maria,

localizada no Campus da UFSM, registrava 6,2°C, enquanto às 18h e 24h

GMT as temperaturas eram de 21°C e 4,4°C, respectivamente. A elevação

da temperatura máxima durante o dia, deveu-se ao céu limpo na região,

proporcionando forte insolação na superfície da área em estudo, apesar do

nevoeiro pela parte da manhã na maioria das áreas mais baixas e vegetadas

da cidade, principalmente as situadas à leste e oeste da malha urbana.

A umidade relativa do ar, às 12h e 18h GMT, era de 97% e 60%,

respectivamente. Os ventos oriundos de SE e S apresentavam fraca

intensidade, e à noite era de calmaria, essencial para a formação das “ilhas

de calor”, segundo a literatura nacional e internacional, pois sob estas


172

condições os elementos urbanos liberam para a atmosfera sobrejacente todo

calor armazenado durante o dia, proporcionando a elevação das

temperaturas nas áreas mais densamente urbanizadas.

FIGURA 27: Imagem do Satélite GOES-12, no infravermelho, do dia 10/08/2004

às 16h GMT. Fonte: “Sítio Virtual” do CPTEC/NPE. (www.cptec.inpe.br).


173

6.3.4 – Experimentos de Campo do dia 10/04/2004: Análise do Campo

Térmico e das Ilhas de Calor Urbano sob Condições de Tempo de

Domínio Polar.

Os cartogramas contidos nas Figuras 28 (A, B e C) e 29 (A e B)

representam a espacialização das temperaturas do ar em Santa Maria sob

domínio das condições atmosféricas de uma Massa Polar Atlântica

(M.P.A.), no dia 10/08/2004, obtidas nos experimentos de campo junto à

malha urbana, a partir da rede fixa de observação (mini-abrigos

meteorológicos).

Ao analisar-se o cartograma da Figura 28A, o qual representa a

espacialização do comportamento térmico da cidade, às 09 horas da manhã,

constata-se que houve elevada amplitude térmica intra-urbana (9ºC), que se

deve a dois bairros situados no setor leste da cidade: o bairro Km3 (ponto

15), que registrou a temperatura mais elevada neste horário de observação,

em torno dos 15ºC, e o bairro Camobi (ponto 17), que apresentou a menor

temperatura do dia, em torno dos 6ºC (Figura 28A).

Em virtude da movimentação diária aparente do Sol, pela manhã o

mesmo encontra-se a leste da cidade. Assim, os bairros localizados neste

quadrante são privilegiados em relação aos demais por receberem a

radiação solar primeiro.

No entanto, alguns destes bairros situados à leste da malha urbana,

apresentam elevada concentração de vegetação (tipo arbórea e gramíneas),

bem como baixa altitude, em torno dos 80 metros, o que favorece a

formação de nevoeiros, no período da manhã, o que determinou

temperaturas muito baixas, de apenas 6°C no bairro Camobi (ponto 17),

224000 226000 228000 230000 232000 234000

6710000

6712000

6714000

8°C

10°C

10°C

8°C

12

34

56

7

8

9

1011

12

13

14

15 16

17

18

19

6°C 7° a 8°C 8° a 9°C 9° a 10°C 10° a 11°C 11° a 13°C 15°C

(A)

224000 226000 228000 230000 232000 234000

6710000

6712000

6714000

18°C

12

34

56

7

8

910

11

12

13

14

15 16

17

18

19

18.5°C

19.5°C

12.5° a 15°C 15° a 16°C 16° a 17°C 17° a 18°C 18° a 18.5°C 18.5° a 19°C 19° a 19.5°C 19.5° a 20°C 20° a 22.5°C

(B)

N

0 2 4Km

Escala Gráfica

1 3

224000 226000 228000 230000 232000 234000

6710000

6712000

6714000

22°C23°C

21°C

12

34

56

7

8

910

11

1213

14

15 16

17

18

19

19° a 20°C 20° a 20.5°C 20.5° a 21°C 21° a 22°C 22° a 23°C 23° a 23.5°C 23.5° a 24°C 24° a 26°C 26° a 27°C

(C)

LEGENDA123456789

10


111213141516171819






Fusos UTM: 22.

FIGURA 28: O campo térmico de Santa Maria-RS, do dia 10/08/2004 (A: 09h, B: 12h, C: 15h).


175

representado pela cor azul na Figura 28A. O mesmo valor foi registrado na

Estação Meteorológica de Santa Maria, localizada no Campus da UFSM.

Os bairros São José (ponto 16) e Km3 (ponto 15), em virtude de suas

altimetrias mais elevadas em relação ao bairro Camobi (entre 100 a 110

metros de altitude, respectivamente) variando entre 9° e 10°C, para o

primeiro, e 15°C, para o segundo (representados nas cores verde e amarelo

na Figura 28A, respectivamente).

O bairro Km3 (ponto 15), além de situar-se numa área cujas cotas

altimétricas são mais elevadas, favorecendo a ventilação e dissipação dos

nevoeiros, apresenta também um intenso fluxo de veículos, e no local onde

o mini-abrigo foi instalado não há vegetação, somente superfícies

construídas, conforme descrito no Capítulo III dos Procedimentos

Metodológicos. Este fato contribui para a formação de uma “Ilha de Calor”

com elevada magnitude, em torno dos 5ºC, já nas primeiras horas da

manhã.

Os bairros João Goulart e Itararé (ponto 14), que na condição Pré-

Frontal analisada anteriormente apresentavam-se como locais mais amenos,

agora sob domínio de uma M.P.A. apresentaram temperaturas mais altas

pela manhã, entre 11° e 13°C (em amarelo-claro na Figura 28A), em

decorrência de sua altimetria um pouco mais elevada (em torno de 140

metros), que permite maior incidência solar direta.

Os bairros Urlândia (ponto 7), Medianeira (ponto 6), Patronato (ponto

8) e Passo D’areia (ponto 9) apresentaram temperaturas mais baixas, entre

7° e 8°C (representados pela cor azul-claro na Figura 28A), certamente em

função de suas altimetrias mais baixas (entre 80 a 100 metros) e também

pela significativa presença de vegetação arbórea e gramíneas nas ruas,


176

pátios e quintais das casas. O mesmo valor foi registrado para os bairros

Caturrita (ponto 12) e Perpétuo Socorro (ponto 13), que apesar de situarem-

se em locais onde as altitudes são maiores (125m e 111m,

respectivamente), o que de certa forma permitiria uma maior incidência

solar direta neste horário, apresentam-se parcialmente protegidos pelo

Rebordo do Planalto, que atua como obstáculo à insolação.

Observa-se na Figura 28A que o bairro Centro apresentou uma

diferenciação térmica intra-urbana elevada, em torno de 3°C, fruto de suas

diferentes características naturais (altimétrica e orientação das vertentes),

bem como do uso e ocupação do solo. Assim, o ponto 3, apesar de estar em

área densamente urbanizada e não apresentar edificações muito elevadas,

ser predominantemente de uso residencial, com presença de vegetação

arbórea, registrou temperatura entre 8° e 9°C (em verde na Figura 28A). No

entanto, o ponto 1, localizado em frente à Brasil Telecom, local

densamente urbanizado, com predomínio de edificações mais altas (acima

de 4 pavimentos), esparsa presença de vegetação e intenso fluxo de

veículos e pessoas, registrou 11°C (verde-claro na Figura 28A).

Outro importante fator que contribuiu para o estabelecimento desta

diferenciação térmica é a orientação das vertentes, pois o ponto 3 (Centro)

situa-se na vertente oeste do “festão colinoso mais elevado” e neste horário

não recebe a insolação direta em sua superfície, o que não contribui para a

elevação das temperaturas. No entanto, o ponto 1 localiza-se na área mais

elevada do sítio urbano, favorecendo a incidência solar direta.

A importância da orientação das vertentes na configuração do campo

térmico também foi enfatizado por Mendonça (1994), no estudo do clima


177

urbano de Londrina-PR, onde as vertentes voltadas para o quadrante norte

registraram as maiores temperaturas do que as orientadas para o sul.

As Cohab Tancredo Neves (ponto 19) e Santa Marta (ponto 18),

registraram temperaturas intermediárias, entre 9° e 10°C (em verde-médio

na Figura 28A), favorecidas pela morfologia suave e altimetria mais baixa,

bem como pela inexistência de edificações elevadas, possibilitando a

incidência solar direta.

Às 12 horas, a configuração do campo térmico apresentou

significativa alteração, conforme pode ser observado na Figura 28B,

resultante do maior aquecimento dos materiais urbanos, já que o céu estava

límpido permitindo máxima insolação (Figura 26) e proporcionando

elevada amplitude térmica intra-urbana, de 10°C, entre o centro da cidade e

as áreas mais periféricas. Estes índices são superiores a muitas capitais do

País e do Mundo, conforme pôde ser visto no Quadro 2, apresentado

anteriormente4.

Assim, no bairro Centro (ponto 2), área densamente construída e com

elevada concentração urbana e populacional (entre 7.413 a 9.555

Hab/Km²), destinado ao uso residencial e comercial, com relativa presença

de vegetação, sobretudo nos pátios das casas, situado na vertentes leste do “

festão colinoso mais elevado” numa altitude de 132 metros, local de

intenso fluxo de veículos e pessoas, registrou a formação de uma “ilha de

calor urbano” de forte intensidade, com magnitude de 7°C, conforme pode

ser observado na Figura 28B.

Os bairros Km3 (ponto 15) e São José (ponto 16), também

apresentaram temperaturas elevadas, entre 19,5° e 20°C (cor laranja-escuro

4 Ver Capítulo II – Revisão da Literatura – pág. 36, Quadro 2.


178

na Figura 28B), evidenciando a formação de uma pequena ilha de calor de

fraca intensidade, com magnitude de aproximadamente 2°C.

Os bairros mais periféricos, destinados exclusivamente ao uso

residencial e com significativa presença de cobertura vegetal do tipo

arbórea e gramíneas, registraram as temperaturas mais baixas. Neste caso,

têm-se Camobi (ponto 17), que registrou temperaturas entre 12.5° e 15°C

(em verde), e Caturrita (ponto 12), entre 15° e 16°C (verde-médio); os

bairros Patronato (ponto 8), Centro (ponto 3), Passo D’areia (ponto 9),

Nossa Senhora do Rosário (ponto 10) e Perpétuo Socorro (ponto 13)

registraram temperaturas entre 16° e 17°C (verde-claro na Figura 28B).

No entanto, os bairros Salgado Filho (ponto 11) e Urlândia (ponto 7),

apresentaram temperaturas mais elevadas entre 18,5° e 19°C (representados

em cor amarelo-escuro na Figura 28B), e comportaram-se como pequenas

ilhas de calor, de fraca intensidade.

No bairro Nossa Senhora das Dores (ponto 4), também houve registro

de temperaturas mais baixas, entre 16° e 17ºC (verde-claro na Figura 28B),

que individualizaram uma pequena “Ilha de Frescor” na área central mais

aquecida da cidade, mas de fraca intensidade.

Este tipo de perfil térmico configurado pela cidade aproxima-se do

estabelecido por Oke (1978), exposto na Figura 45 onde o cume (Peak) da

ilha de calor corresponde ao CBD da cidade, e à medida que há um maior

afastamento do centro em direção à periferia há gradativa diminuição dos

valores térmicos, correspondendo à planície (Plateau) e a ladeira (Cliff).

Às 15 horas, a área urbana como um todo apresentava máximo

aquecimento do ar, resultante da maior entrada de energia solar. Em função

disto, registrou-se uma elevada amplitude térmica intra-urbana de 8°C. 5 Ver Capítulo II – Revisão da Literatura – pág. 32.


179

Assim, o local mais aquecido da cidade correspondeu ao bairro

Urlândia (ponto 7), onde as temperaturas atingiram os 27°C, conforme

pode ser visto na Figura 28C.

A área mais central da cidade, envolvendo os bairros Centro (ponto 2)

e Nossa Senhora das Dores (ponto 4), também apresentaram temperaturas

elevadas, entre 24 e 26°C (em marrom-claro na Figura 28C),

proporcionando a formação de uma “Ilha de Calor” de intensidade

moderada, com apenas 3°C de magnitude.

Observa-se a importância da movimentação diária aparente do Sol de

E para W, pois no período da manhã os bairros situados à leste da malha

urbana foram privilegiados em relação aos demais, recebendo a incidência

solar primeiro. Porém, às 12h, o Sol já se encontra posicionado no

quadrante norte em relação à cidade, proporcionando maior aquecimento

nos bairros situados no centro e norte da cidade; os situados no extremo

norte do perímetro urbano estão parcialmente protegidos da insolação

direta pelo Rebordo do Planalto. Outro importante condicionante às

elevadas temperaturas na área central da cidade é o fato de os bairros

Centro e Nossa Senhora das Dores apresentarem a maioria de suas

vertentes orientadas aos quadrantes que recebem intensa insolação direta ao

meio-dia e à tarde (N e W, respectivamente), favorecendo ainda mais a

intensificação do calor nestas áreas (Saydelles & Sartori, 2004).

O registro de temperaturas mais elevadas no setor S/SW da cidade

pode ser justificado por dois condicionantes que controlam o mesoclima

citadino. Conforme destacado na análise do campo térmico de superfície,

estas áreas além de possuírem morfologia suave e cotas altimétricas baixas,

apresentam interflúvios bem definidos e vertentes alongadas em forma de


180

“coxilhas” onde predominam os campos, favorecendo a entrada de radiação

solar direta na superfície. Inexistem obstáculos naturais, que

proporcionariam sombreamento e amenização térmica. Também são

circundadas por áreas rurais que no inverno ficam com solos desnudos ou

expostos e secos, no período de entressafra, à espera dos plantios de milho,

mandioca e, principalmente soja. Por apresentarem inércia termal superior

à área urbana, intensificam o calor na camada de ar sobrejacente.

Ao se analisar a Figura 28C, percebe-se que a ventilação oriunda do

quadrante sul parece desempenhar importante papel na configuração do

campo térmico da cidade, pois o alinhamento (inflexão) das isolinhas

orientadas no sentido S/N, sugere um deslocamento do calor latente das

camadas de ar sobrejacentes aos solos rurais para o centro da cidade,

intensificando ainda mais o próprio aquecimento dos materiais urbanos. A

importância da ventilação no deslocamento de ar mais aquecido

sobrejacente aos solos do entorno rural para áreas urbanas, também foi

destacada com ênfase por Mendonça (1994).

Observa-se que os bairros que estão parcialmente protegidos da

insolação direta apresentaram temperaturas mais amenas, como é o caso do

bairro Caturrita (ponto 12), que registrou temperatura entre 19° e 20°C (cor

verde-claro na Figura 28C), atuando como uma “Ilha de Frescor Urbano”

(Oke, 1982), de fraca intensidade, com magnitude de apenas -2°C.

O mesmo pode ser dito em relação ao bairro Nossa Senhora de

Lourdes (ponto 5), que apresentou temperaturas entre 19° e 20°C, também

dando origem a uma “Ilha de Frescor” com -3°C de magnitude,

provavelmente em função de seu posicionamento na vertente sul do “festão

colinoso mais elevado”, estando parcialmente protegido da insolação


181

direta, bem como pela presença dos morros testemunhos do Cerrito e

Cardoso (Mariano da Rocha), que amenizam a temperatura do ar nos locais

próximos a eles pelas trocas térmicas que realizam.

Os demais bairros situados na zona oeste, centro-oeste, norte e leste da

cidade apresentaram temperaturas intermediárias entre 21° e 23,5°C

(representados nas cores amarelo-escuro e laranja-claro na Figura 28C).

Às 18 horas, o campo térmico da cidade ainda manifestava a

intensificação do influxo de calor, oriundo do quadrante sul da cidade pelo

efeito da ventilação, também favorecido pelo posicionamento do Sol, agora

a oeste da cidade.

A amplitude térmica intra-urbana foi a menor do dia, apenas 5°C,

motivada pela baixa entrada de energia solar neste horário do pôr-do-sol.

As áreas mais aquecidas da cidade ainda correspondiam à área central e ao

bairro Urlândia (ponto 7), e as menos aquecidas eram os bairros situados à

leste da malha urbana (Figura 29A).

Na área central da cidade houve registro de uma “Ilha de Calor” de

fraca intensidade, apenas 2°C de magnitude, em virtude da diminuição da

liberação do calor armazenado pelos materiais urbanos durante o dia para a

atmosfera. O cume de maior temperatura foi no bairro Nossa Senhora das

Dores (ponto 4), que atingiu 20°C (Laranja-escuro na Figura 29A),

provavelmente em virtude de sua altimetria elevada (média de 150m), já

que as edificações mais altas são em menor número, facilitando a entrada

de energia solar do quadrante oeste. Como também apresenta a maioria de

suas vertentes voltadas para os quadrantes N e W, recebe intensa insolação

224000 226000 228000 230000 232000 234000

6710000

6712000

6714000

19°C

18°C

17°C

17.5

°C

12

34

56

7

910

11

1213

14

15 16

17

18

19

15° a 16°C 16° a 17°C 17° a 17.5°C 17.5° a 18°C 18° a 19°C 19° a 19.5°C 19.5° a 20°C

(A)

224000 226000 228000 230000 232000 234000

6710000

6712000

6714000

12°C

13°C

10°C

12

34

56

7

910

11

1213

14

15 16

17

18

19

8° a 9.5°C 9.5° a 10°C 10° a 12°C 12° a 13°C 13° a 14°C 14° a 14.5°C 14.5° a 16°C

(B)

N

0 2 4Km

Escala Gráfica

1 3

LEGENDA123456789

10


111213141516171819






Fusos UTM: 22.

FIGURA 29: O campo térmico de Santa Maria-RS, do dia 10/08/2004 (A: 18h, B: 21h).


183

direta ao meio-dia e à tarde, como destacado por Saydelles & Sartori

(2004).

Conforme a Figura 29A, esta pequena “Ilha de Calor” abrangeu, além

da totalidade do bairro Nossa Senhora das Dores, parte do Centro (ponto 1

e 2), sul do Itararé (ponto 14), oeste do João Goulart e Km3 (ponto 15) e

norte do Nossa Senhora de Lourdes (ponto 5), com temperaturas de 18° a

19°C (amarelo-escuro na Figura 29A)

Os bairros situados a oeste da malha urbana também apresentaram

temperaturas elevadas, desde o bairro Urlândia (ponto 7), que registrou o

ápice térmico entre 19,5 a 20°C (laranja-escuro), até os situados mais ao

norte da cidade, que registraram temperaturas entre 18° e 19°C (na cor

amarelo-escuro na Figura 29A) , sendo eles: oeste do bairro Medianeira

(ponto 6), oeste do Centro (ponto 3), oeste do Nossa Senhora do Rosário

(ponto 10), Salgado Filho (ponto 22), oeste do Perpétuo Socorro (ponto

13), sul do Caturrita (ponto 12) e Cohab Santa Marta (ponto 18). O bairro

Passo d’Areia registrou temperaturas entre 19° a 19,5°C (laranja-claro na

Figura 29A).

Observa-se que não houve registro de temperatura no bairro Patronato

(ponto 8) às 18h e 21h, por esquecimento do responsável (vigia do

Cemitério Municipal) mas que não comprometeu as análises, pois os

demais dados supriram esta lacuna.

Motivado pelo posicionamento do Sol a oeste da malha urbana, neste

horário (18h), em função de seu movimento diário aparente, os bairros

situados neste quadrante e os mais elevados na área central da cidade ainda

recebiam radiação solar, responsável pelo aquecimento e elevação de suas

temperaturas. No entanto, os bairros situados na zona leste da malha


184

urbana, não recebiam mais a radiação solar direta, e estavam em processo

de liberação do calor armazenado durante o dia. Assim, apresentaram-se

com menores temperaturas, entre 15° e 16°C (verde-médio na Figura 29A),

no bairro Km3 (ponto 15), e de 16° a 17°C (verde-claro), no São José

(ponto 16), Pé-de-Plátano e Camobi (ponto 17).

Aliado ao posicionamento do Sol a oeste, que conferiu a estes bairros

as menores temperaturas, soma-se os condicionantes naturais e urbanos dos

mesmos, pois se caracterizam por apresentar densa cobertura vegetal (do

tipo arbóreas e gramíneas), as quais utilizam a maior parte da radiação solar

incidente durante o dia na realização dos processos de fotossíntese e

evapotranspiração, sobrando muito pouco para o aquecimento do ar no

final da tarde e noite (Oke, 1982; Lombardo, 1985; Mendonça, 1994; Spirn,

1995; entre outros). Além disso, estes bairros apresentam as menores

densidades populacionais e urbanas da cidade, entre 225 e 1.589 Hab/Km²

e entre 1.590 e 3.179 Hab/Km² (Figura 15).

Até então não havia sido considerado em nenhum trabalho consultado

sobre a temática em estudo, tanto na literatura nacional como na

internacional, a importância da movimentação diária aparente que o Sol

realiza de E para W na configuração do campo térmico das áreas urbanas.

Apenas foram enfocadas as diferentes características naturais e urbanas na

constituição dos climas urbanos. No entanto, com a utilização desta

metodologia, que empregou uma rede fixa de observação, abrangendo toda

a área urbana e não apenas em função da heterogeneidade do sítio e do

espaço urbano, é que foi possível acompanhar as respostas térmicas da

cidade frente aos tipos de tempo oriundos da circulação atmosférica


185

regional e seus efeitos na ventilação local, e também a movimentação

diária aparente do Sol, conforme já destacado.

Às 21 horas, a cidade já estava em pleno processo de resfriamento, em

função da liberação do calor armazenado durante o dia pela superfície

urbana. Assim, as respostas térmicas dos elementos urbanos estiveram

condicionadas basicamente às diferentes formas de uso e ocupação do solo,

bem como às características do sítio urbano.

Neste sentido, a cidade registrou elevada amplitude térmica intra-

urbana de 8°C, conforme a Figura 29B.

As áreas menos aquecidas correspondem aos bairros localizados na

zona leste da cidade, pela maior liberação de calor por parte de suas

superfícies, sendo eles: Km3 (ponto 15) e São José (ponto 16), que

apresentaram as temperaturas mais baixas, entre 8° e 10°C (cores azul e

verde na Figura 29B), dando origem a uma “Ilha de Frescor Urbano” (Oke,

1982), de intensidade forte, com -4°C de magnitude. Outro fator que

contribui para o estabelecimento das temperaturas mais baixas nestas áreas,

conforme já mencionado, é a abundante concentração de vegetação

(arbórea e gramínea) e a baixa densidade urbana e populacional (Oke,

1982; Spirn 1995; Taha, 1997; Givoni, 1998).

O bairro Centro, mais precisamente sua área mais central (ponto 1),

registrou as maiores temperaturas, entre 14,5° e 16°C (amarelo-escuro na

Figura 29B), coincidindo com a formação de uma “Ilha de Calor” de forte

intensidade, com 4°C de magnitude, que abrangeu também o leste do bairro

Nossa Senhora do Rosário (ponto 10), sul do Itararé (ponto 14) e, em

menor intensidade, o oeste do Nossa Senhora das Dores (ponto 4).


186

Este perfil térmico urbano de Santa Maria-RS coincide com o

hipotetizado por Oke (1982), onde o cume (Peak) da “ilha de calor”

coincide com o CBD da cidade (Central Business District), área de maior

densidade urbana e populacional, onde ocorre a maior parte das atividades

humanas, como concentração comercial e prestação de serviços, bem como

intenso fluxo de pessoas e veículos diariamente. Estes elementos,

associados à escassa presença de áreas verdes, proporcionam o

estabelecimento das temperaturas mais elevadas na área mais central da

cidade. A ladeira (Cliff) do perfil térmico corresponde às áreas mais

periféricas, onde foram registradas as menores temperaturas, na fronteira da

cidade com a zona rural, estando relacionado com a maior concentração de

vegetação e menor densidade urbana e populacional.

Desta forma, pode-se afirmar que o domínio de um sistema

atmosférico de origem polar (M.P.A.), que conferiu a região céu limpo,

calmaria e máxima insolação, favoreceu a formação de “Ilhas de Calor

Urbano” de maiores intensidades, em todos os horários de observação e

não apenas à noite, como afirmam a maioria dos estudos realizados.

CAPÍTULO VI

7- CONSIDERAÇÕES FINAIS

Santa Maria-RS, assim como as demais cidades dos países em

desenvolvimento, ainda hoje necessita de estudos de toda ordem,

principalmente os voltados à compreensão de seus aspectos ambientais.

Atualmente estes estudos assumiram maior importância, uma vez que a

expansão das malhas urbanas ocorre paralelamente à degradação do meio-

físico natural, comprometendo sensivelmente a qualidade de vida de seus

habitantes.

Neste aspecto, as modificações impostas ao ambiente natural das

cidades pelas atividades humanas deram origem a um clima tipicamente

urbano, onde as ilhas de calor ou de frescor urbano aparecem como a mais

notável expressão climática involuntária, decorrentes destas alterações.

Assim, no tocante a estas transformações, pode-se considerar que o

presente trabalho contribuiu para um melhor entendimento das variáveis

ambientais e climáticas da área em estudo, uma vez que seus objetivos

eram analisar o campo térmico e os fenômenos das ilhas de calor urbano de

Santa Maria-RS e seu entorno, relacionando suas oscilações térmicas e

espaciais a partir da interação das variáveis urbanas e naturais, frente à

imposição de tipos de tempos oriundos de condições sinóticas de fases Pré-

Frontal e Domínio Polar, no inverno.

O grande desafio deste trabalho consistiu em adotar uma metodologia

que empregasse tanto a termografia infravermelha (banda 6), para a análise

Capítulo VI – Considerações Finais

188

do campo térmico de superfície nas escalas de meso e topoclima, quanto

experimentos de campo, para análise das Ilhas de Calor Urbano, realizados

no interior da cidade.

Assim, a análise da cartografia térmica digital, obtida a partir do

processamento da imagem do Satélite Landsat 7 ETM (banda 6 - resolução

60m) do dia 19/06/2002, de aproximadamente 10h, permitiu identificar que

os fatores de ordem geográfica de parte do entorno da cidade, como relevo,

cobertura vegetal, altimetria e uso dos solos rurais circunvizinhos

controlam o mesoclima citadino.

Porém, ao nível de topoclima tem-se uma maior diversificação das

respostas térmicas da superfície, em virtude dos usos e funções

desenvolvidas no espaço urbano, bem como pelas próprias características

do sítio. A posição do Sol em relação à área de estudo no horário do

imageamento realizado pelo satélite também influenciou diretamente na

configuração do campo térmico da área estudada. A amplitude térmica

urbano-rural nesta escala de abordagem foi de 15°C, mesmo valor

encontrado por Mendonça (1994), ao empregar a termografia infravermelha

no estudo do campo térmico da cidade de Londrina-PR.

Ao se analisar a cartografia térmica digital topoclimática, contatou-se

que a cidade apresentou quatro situações distintas quanto às respostas

térmicas superficiais: áreas mais aquecidas, correspondendo aos bairros da

zona oeste da cidade (Cohab T. Neves; Pq. Pinheiro Machado e Juscelino

Kubitschek), com temperaturas entre 17° e 19°C; áreas com temperaturas

moderadas, bairros situados na zona leste da cidade (Presidente João

Goulart, Km3, São José, Pé-de-Plátano, Cohab Fernando Ferrari e

Camobi), com temperaturas entre 15° e 18°C; áreas com temperaturas


189

brandas, correspondendo aos bairros situados no centro e sul da malha

urbana (Salgado Filho, Nossa Senhora do Rosário, Passo D’areia,

Patronato, Centro, Nossa Senhora das Dores, Nossa Senhora de Lourdes,

Medianeira, Urlândia, Tomazetti e Cerrito), os quais apresentaram

temperaturas entre 13° e 17°C; áreas com temperaturas baixas,

correspondendo aos bairros situados na zona norte da cidade, próximos ao

Rebordo do Planalto (Caturrita, Chácara das Flores, Perpétuo Socorro e

Itararé), com temperaturas entre 10° e 16°C.

A área central da cidade (correspondendo ao bairro Centro e parte de

seu entorno), pela manhã (entre 9 e 10h) e sob o domínio de uma Massa

Polar Atlântica (M.P.A.), apresentou temperaturas mais brandas (13° a

17°C), em função da maior verticalidade das edificações que proporcionam

o sombreamento da superfície (áreas frias para o sensor do satélite). Este

comportamento térmico corresponde aos resultados obtidos por Tarifa &

Armani (2001), no estudo das unidades topoclimáticas para a cidade de São

Paulo, bem como aos encontrados por Collischonn (1998), no estudo do

campo térmico de superfície da Região Metropolitana de Porto Alegre-RS.

Apesar dos resultados obtidos com o emprego da termografia

infravermelha (banda 6), restringirem-se especificamente ao momento do

imageamento via satélite e sob determinadas condições de tempo, pode-se

considerar que está constitui-se numa importante ferramenta auxiliar nos

estudos de campo térmico, pois possibilita uma observação e análise

detalhada do comportamento térmico dos diferentes elementos urbanos e

naturais que compõem à área estudada como um todo, nas diferentes

escalas de abordagens (meso e topoclima).


190

A partir da identificação das superfícies mais ou menos aquecidas pela

utilização da termografia infravermelha, foram realizados experimentos de

campo para a análise das oscilações das temperaturas do ar e das Ilhas de

Calor Urbano. Este certamente consistiu no momento mais delicado e

exaustivo da pesquisa, o qual sem o apoio de inúmeras pessoas e

instituições que compuseram a rede fixa de observadores, contando com 19

mini-abrigos meteorológicos distribuídos pela maioria dos bairros da

cidade, certamente não teria sido realizado.

No primeiro dia dos experimentos de campo (04/08/2004), o

comportamento térmico da cidade ficou totalmente condicionado à

circulação atmosférica de fase Pré-Frontal, com elevado aquecimento basal

e do ar, e, sobretudo, à ação do “Vento Norte” de forte intensidade, que

atuou como dispersor e homogeneizador das respostas térmicas dos

elementos urbanos e naturais que compõem o quadro geográfico da área de

estudo.

Durante a maior parte do dia, as áreas mais abertas e amplas

apresentaram as maiores temperaturas, pois além de estarem mais expostas

ao “Vento Norte” mais aquecido, permitiam a incidência solar direta em

suas superfícies.

Em função disto, as áreas situadas no extremo oeste da cidade,

registraram as temperaturas mais altas em boa parte do dia, reflexo de suas

altimetrias mais baixas e morfologia mais suave em forma de “coxilhas”. Já

a área mais central da cidade, até ao meio-dia, apresentou uma “faixa

térmica” de menores temperaturas, estendida no sentido N/S. Esta

configuração térmica foi favorecida em grande parte pela maior densidade

de edificações mais altas no bairro Centro, que proporciona maior


191

sombreamento, e também pela maior presença de cobertura vegetal (do tipo

arbórea), nos bairros circunvizinhos.

No entanto, durante à tarde, em virtude do maior aquecimento dos

materiais urbanos, no bairro Centro houve a formação de uma pequena

“Ilha de Calor Urbano” de fraca intensidade, apenas 2°C. À noite, quando

se esperava a melhor definição da Ilha de Calor na área de maior densidade

urbana e populacional da cidade (área central da cidade), pela liberação do

calor armazenado durante o dia pelos elementos urbanos, em função da

atuação do “Vento Norte” na dispersão e homogeneização das respostas

térmicas não houve a formação deste fenômeno, contrariando o perfil

térmico da Ilha de Calor Urbano, hipotetizado por Oke (1982).

No dia 10/08/2004, a fase era de Domínio Polar (Massa Polar

Atlântica), responsável pelas baixas temperaturas, tempo bom, calmaria,

céu limpo, e por conseqüência, máxima insolação.

Este tipo de tempo, aliado às características do sítio, uso e funções

urbanas, densidades populacionais e movimentação diária aparente do Sol

de E para W, foi responsável pela formação de “Ilhas de Calor Urbano” de

forte magnitude e intensidade em todos os horários de observação e nos

mais diversos locais, muitas vezes não coincidindo com a literatura

nacional e internacional sobre a posição do centro da “Ilha de Calor”, pois

nem sempre correspondeu ao CBD da cidade.

Já no primeiro horário de observação (9h), houve a formação de uma

“Ilha de Calor” de forte magnitude (5ºC) no bairro Km3, certamente em

função de sua altitude mais elevada e pela posição do Sol (a leste),

privilegiando os bairros situados nesta zona da cidade.


192

Às 12horas houve o registro da maior amplitude térmica centro-

periferia de 10°C, mesmo valor encontrado em outros estudos nas mais

diversas capitais do mundo, responsável pela formação de uma “Ilha de

Calor” de forte intensidade (7ºC), no centro da cidade, coincidindo com o

modelo proposto por Oke (1982), onde o cume (Peak) da Ilha de Calor deu-

se na área mais densamente urbanizada (CBD).

Durante à tarde (15 e 18h) também foi registrado a formação do

fenômeno das “Ilhas de Calor Urbano”, na área central da cidade. Porém,

com diferentes intensidades e magnitudes (4° e 2ºC, respectivamente).

Às 21h a configuração térmica da cidade foi a mais surpreendente,

revelando a importância da movimentação diária aparente que o Sol realiza

de E para W na definição do campo térmico urbano. Assim, em função da

trajetória do Sol, as áreas situadas a leste da cidade, que também possuem

elevada densidade vegetal e baixa urbanização, resfriaram mais rápido e

durante a noite registraram uma significativa “Ilha de Frescor Urbano” de

com a magnitude de -4ºC. Em contraponto a isto, a área mais central da

cidade, que apresenta a maior densidade populacional e urbana e menor

presença de vegetação, estava em pleno processo de liberação do calor

armazenado durante o dia e registrou a formação de uma grande “Ilha de

Calor Urbano” com a intensidade de 4ºC. Este fato coincide com os

resultados obtidos na maioria dos estudos realizados, os quais revelam que

as “Ilhas de Calor Urbano” destacam-se melhor à noite, sob as mesmas

condições de tempo do dia estudado, como o modelo proposto por Oke

(1982).

Assim, pode-se considerar que a metodologia empregada

correspondeu positivamente aos objetivos propostos para o


193

desenvolvimento deste trabalho, pois permitiu a identificação das respostas

térmicas do ambiente intra-urbana em toda a sua extensão, possibilitando a

observação do comportamento das temperaturas do ar ao longo dos dias e

entre os dois episódios analisados, evidenciando a importante participação

da circulação atmosférica regional e sua interação com os elementos

urbanos e naturais na constituição do campo térmico citadino.

Desta forma, diante das constatações das diferentes respostas térmicas

na área urbana de Santa Maria e seu entorno, pode-se afirmar que o

presente trabalho representa um estudo preliminar e, portanto, longe de

considerar seus resultados como conclusivos, pois se faz necessário uma

amostragem ainda maior, o que certamente poderá ser realizado em

trabalhos futuros, na tentativa de uma maior compreensão da realidade

climática de Santa Maria-RS e circunvizinhanças.

CAPÍTULO VII

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ANEXOS

220

ANEXO I

Temperaturas do Ar do dia 04/08/2004 – a partir da Rede Fixa de Observação

Pontos de Coletas Horários Alt. Latitude Longitude 09h 12h 15h 18h 21h UTM

Ponto 1 - Bairro Centro 25ºC 29ºC 31ºC 27ºC 27ºC 150m 228278 6712741 Ponto 2 - Bairro Centro 24,5ºC 29,5ºC 32,5ºC 27,5ºC 25ºC 132m 228728 6712566 Ponto 3 - Bairro Centro 26ºC 29ºC 31,5ºC 28ºC 26,1ºC 146m 227453 6712382 Ponto 4 - Bairro Nsa Sra dasDores 24ºC 27ºC 31ºC 29ºC 27ºC 136m 229682 6712528 Ponto 5 - Bairro Nsa Sra de Lourdes 23°C 27°C 29°C 27°C 25°C 106m 228989 6711390 Ponto 6 - Bairro Medianeira 25ºC 30ºC 32ºC 27ºC 25ºC 97m 227763 6711422 Ponto 7 - Bairro Urlândia 27ºC 30ºC 32ºC 28ºC 26ºC 79m 226809 6709903 Ponto 8 - Bairro Patronato 25ºC 29ºC 31ºC 28ºC 24ºC 107m 226824 6711766 Ponto 9 - Bairro Passo D'areia 25ºC 30ºC 32ºC 28ºC 26ºC 106m 226445 6712881 Ponto 10 - Bairro Nsa Sra do Rosário 25ºC 28,5ºC 30ºC 27ºC 25ºC 115m 227199 6713218 Ponto 11 - Bairro Salgado Filho 26ºC 31ºC 32ºC 28ºC 26ºC 95m 226865 6713479 Ponto 12 - Bairro Caturrita 25ºC 30ºC 30ºC 28ºC 25ºC 125m 225740 6714189 Ponto 13 - Bairro Perpétuo Socorro 26ºC 30ºC 32ºC 28ºC 27ºC 111m 227699 6714487 Ponto 14 - Bairro Itararé 23ºC 28,5ºC 29,8ºC 26ºC 24,4ºC 137m 229092 6714009 Ponto 15 - Bairro Km3 28ºC 30ºC 32ºC 28ºC 26ºC 111m 231350 6711802 Ponto 16 - Bairro São José 25,5ºC 28ºC 30,4ºC 26,5ºC 26ºC 102m 233197 6711811 Ponto 17 - Bairro Camobi 26ºC 30ºC 30,5ºC 28ºC 27ºC 79m 235958 6711342 Ponto 18 - Bairro Juscelino Kubitschek 25ºC 30ºC 30ºC 30ºC 26ºC 111m 223030 6711979 Ponto 19 - Bairro Tancredo Neves 28ºC 31ºC 32ºC 28ºC 26ºC 106m 222265 6710880

221

ANEXO II

Temperaturas do Ar do dia 10/08/2004 – a partir da Rede Fixa de Observação

Pontos de Coletas Horários Alt. Latitude Longitude 09h 12h 15h 18h 21h UTM Ponto 1 - Bairro Centro 11ºC 19ºC 22ºC 18ºC 16ºC 150m 228278 6712741 Ponto 2 - Bairro Centro 9ºC 22,5ºC 26ºC 19ºC 14ºC 132m 228728 6712566 Ponto 3 - Bairro Centro 8ºC 17ºC 22ºC 18ºC 14ºC 146m 227453 6712382 Ponto 4 - Bairro Nsa Sra dasDores 9ºC 16ºC 24ºC 20ºC 14ºC 136m 229682 6712528 Ponto 5 - Bairro Nsa Sra de Lourdes 8°C 17°C 19°C 16°C 12°C 106m 228989 6711390 Ponto 6 - Bairro Medianeira 8ºC 27ºC 24ºC 18ºC 13ºC 97m 227763 6711422 Ponto 7 - Bairro Urlândia 8ºC 19ºC 27ºC 20ºC 12ºC 79m 226809 6709903 Ponto 8 - Bairro Patronato 8ºC 16ºC 21ºC - - 107m 226824 6711766 Ponto 9 - Bairro Passo D'areia 8ºC 17ºC 23,5ºC 19,5ºC 13ºC 106m 226445 6712881 Ponto 10 - Bairro Nsa Sra do Rosário 9ºC 16ºC 21ºC 18ºC 13ºC 115m 227199 6713218 Ponto 11 - Bairro Salgado Filho 9ºC 20ºC 23ºC 19ºC 12ºC 95m 226865 6713479 Ponto 12 - Bairro Caturrita 8ºC 15ºC 20ºC 18ºC 12ºC 125m 225740 6714189 Ponto 13 - Bairro Perpétuo Socorro 7ºC 16ºC 21ºC 18ºC 13ºC 111m 227699 6714487 Ponto 14 - Bairro Itararé 12,8ºC 19ºC 20,8ºC 17,5ºC 14,5ºC 137m 229092 6714009 Ponto 15 - Bairro Km3 15ºC 20ºC 20ºC 15ºC 8ºC 111m 231350 6711802 Ponto 16 - Bairro São José 9,7ºC 19,5ºC 20,5ºC 17ºC 9,5ºC 102m 233197 6711811 Ponto 17 - Bairro Camobi 6ºC 12,5ºC 21ºC 17ºC 13ºC 79m 235958 6711342 Ponto 18 - Bairro Juscelino Kubitschek 9ºC 18,5ºC 20ºC 18ºC 12ºC 111m 223030 6711979 Ponto 19 - Bairro Tancredo Neves 10ºC 18ºC 23ºC 16ºC 10ºC 106m 222265 6710880

estudo do campo tÉrmico e das ilhas de calor …w3.ufsm.br/ppggeo/files/dissertacoes_2005/alexandre...

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