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VARIABILIDADE E SUSCEPTIBILIDADE CLIMÁTICA: Implicações Ecossistêmicas e Sociais

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

A RELAÇÃO ENTRE OS ASPECTOS GEOECOLÓGICOS E ANTRÓPICOS PARA

A CONFORMAÇÃO DO CLIMA URBANO DE VIÇOSA-MG EM SITUAÇÃO

SINÓTICA DE ESTABILIDADE EM 2015

LUDMILLA ALVES FERNANDES1 EDSON SOARES FIALHO2

RESUMO O intenso processo de urbanização e expansão da malha urbana nas últimas décadas leva a configurações contrastantes a área urbana de Viçosa, as quais, sem dúvida, repercutem de maneira diferenciada no campo térmico. Com o intuito de compreender a natureza e o comportamento dos elementos climáticos e a sua relação com os fatores de ordem natural e humana no município, foram instalados 9 pontos de coleta de dados na sua área central dotados de dataloggers da marca HOBO, modelo U10-003. Além desses dados utilizou-se do Sky View Factor (SVF), os aspectos geoecológicos da área de estudo, e os elementos antrópicos da paisagem. Palavras-chave: Clima Urbano, Aspectos Geoecológicos, Aspectos Antrópicos, Sky View Factor.

ABSTRACT The intense process of urbanization and expansion of the urban área in the last decades leads to contrasting settings urban área of Viçosa (MG), which undoubtedly reverberate differently in the termal field. In order to understand the nature and behavior of climatic elements and their relationship with the factors of natural and human order in the city, they were installed nine data collection points in its central área equipped with dataloggers HOBO, model U10-003. In addition to these data, are observed the Sky View Factor (SVF), the geoecological aspects of the analysed area and the anthropic landscape elements. Key words: Urban Climate, Geoecological Aspects, Anthropic Aspects, Sky View Factor.

1 – Introdução

Segundo Santos (1980) o crescimento das cidades e o processo de urbanização

promoveram o surgimento de diferentes níveis de vida intraurbana, uma vez observadas

paisagens que são funcional e estruturalmente diversas. Identificar esses múltiplos níveis de

vida inserida no espaço urbano é de suma importância para que sejam identificados e

definidos também os fatores causadores da diferenciação climática.

O município de Viçosa tem uma população de cerca de 72.000 habitantes. Desde o

final da década de 1990 a velocidade do processo de urbanização e expansão da malha

1 Acadêmica do curso de Geografia da Universidade Federal de Viçosa, membro do Laboratório de Biogeografia e Climatologia (BIOCLIMA – UFV). Bolsista FAPEMIG pelo projeto “Transformações e conformações de uma paisagem em reconstrução: as repercussões na dinâmica climática local decorrente do processo de urbanização na área urbana de Viçosa”, nº 184322. E-mail: [email protected] 2 Professor adjunto III do departamento de Geografia da Universidade Federal de Viçosa, coordenador do Laboratório de Biogeografia e Climatologia (BIOCLIMA – UFV), professor colaborador do Programa de Pós-Graduação da Universidade Federal do Espírito Santo. E-mail: [email protected]

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urbana vem aumentando devido, sobretudo, à expansão da universidade que afetou

diretamente o centro da cidade no que tange o processo de verticalização, levando à

configurações climáticas contrastantes na área urbana. Hoje, de acordo com estudos

desenvolvidos pelo BIOCLIMA – UFV na área central já se observa um centro de calor,

conforme Fialho (2009).

O centro apresenta intensa verticalização, alto índice de impermeabilização do solo,

pouca ou nenhuma cobertura vegetal e grande fluxo de veículos, sobretudo nos horários de

pico determinados, sobretudo, pela Universidade Federal de Viçosa, uma vez que é

necessária a passagem pelo centro dos que se direcionam ao campus ou regressam do

mesmo, fomentando um maior fluxo de pessoas e veículos no local. Em contrapartida, os

bairros periféricos (Barrinha, Amoras, Nova Viçosa) apresentam maior disponibilidade de

calor sensível devido ao tipo de construção, qualidade ou variação da existência da

pavimentação das ruas.

Observam-se ainda os bairros residenciais (Ramos, Clélia Bernardes, Fátima e

outros), onde há grande presença de vegetação. As características de um espaço

arborizado condicionam uma menor absorção de ondas curtas e uma emissividade de

ondas longas mais eficaz, resultando num resfriamento mais eficiente.

Sendo assim, a produção e o consumo do espaço resulta no retrabalho da natureza

primitiva e um “novo meio ambiente” é criado através da ação humana. Para Landsberg

(2006, p. 25), a identificação da mudança no clima, ao nível da cidade, causada por uma

transformação urbana/social é muito difícil de ser identificada. Isso se deve ao fato de

muitas vilas e cidades terem sido construídas em áreas nas quais as condições que

governam o clima são muito complexas, como o município de Viçosa, no domínio

morfoclimático dos Mares de Morros (AB’SABER, 2003) A partir disso, a investigação será

conduzida com a finalidade de compreender a natureza e o comportamento dos elementos

climáticos e a sua relação com os fatores de ordem natural e humana.

2 – Materiais e métodos

Foram utilizados 9 pontos de coleta de dados na área central do município de

Viçosa, cujas características estão contidas na Tabela 1. Cada ponto contém um miniabrigo

meteorológico alternativo de PVC, tal como em Alves (2015) e Fialho e Paulo (2014), com

um termohigrômetro datalogger HOBO acoplado em seu interior. Esse foi previamente

programado para realizar registros horários. Os abrigos são instalados seguindo o padrão

das estações meteorológicas determinado pela Organização Mundial de Meteorológia

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(OMM) e destacado por Varejão-Silva (2006) numa distância de 1,50m entre a superfície e a

base. Os dados obtidos são coletados via cabo USB para o software HOBOware.

Tabela 1 – Caracterização do entorno dos pontos de coleta no município de Viçosa – MG

Hobo Ponto Localização Altitude Caracterização

11 1 Estação 712 m Meia encosta, árvores ao entorno, baixo fluxo de

pessoas e veículos.

13 2 Vereda do Bosque 699 m Área residencial, quintal declivoso com presença

de vegetação arbustiva ao entorno.

14 3 Rua Santana 651 m Área residencial, próximo a um ribeirão e

vegetação arbustiva.

15 4 Coelhas 679 m Área rural, com predominância de pastagem.

17 5 Museu Arthur

Bernardes 655 m

Área central e comercial. Presença maciça de prédios e fluxo intenso de veículos. Algumas

árvores ao redor do ponto

18 6

Fátima 678 m

Área residencial, com pouco comércio, fluxo médio de veículos e pouca vegetação

20 7 Santa Clara 736 m Área residencial, lote vago ao lado, baixo fluxo de

veículos. Topo de morro

22 8 Avenida Ph Rolfs 664 m Área central, comercial, com prédios ao entorno, fluxo intenso de veículos. Pouca área vegetada

31 9 Lourdes 678 m Área residencial. Maior presença de casas, rua

com fluxo médio de veículos. Árvores e construções ao redor

Organização: Ludmilla Alves Fernandes

Os registros analisados constam de 3 a 10 de junho de 2015, período no qual o

Sistema Tropical Atlântico se mostrou como o sistema predominante, segundo interpretação

feita das cartas sinóticas disponibilizadas pela Diretoria de Hidrologia e Navegação da

Marinha do Brasil (https://www.mar.mil.br/dhn/chm/meteo/prev/cartas/cartas.htm). As

condições de estabilidade se mostram ideais para a análise da influência do sítio e desenho

urbano – fatores antrópicos – no ambiente citadino, ao passo que não há a atuação de

fenômenos que causam instabilidade atmosférica e homogenizam os microclimas locais.

Para a análise dos dados foram definidos três turnos: manhã (6h00min até 11h00min), tarde

(12h00min até 18h00min) e noite (19h00min até 5h00min, considerando desde o pôr ao

nascer do Sol).

2.1 – Parâmetros utilizados

No nível escalar do microclima as influências do desenho urbano sobre o clima da

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cidade podem ser identificadas, medidas e analisadas de múltiplas formas, uma delas é

através do Fator de Visão do Céu, ou Sky View Factor (SVF). Segundo Minella, Rossi e

Krüger (2010), o SVF está relacionado à quantidade de céu visível, ou seja, a quantidade de

céu disponível para a dispersão de energia térmica. Os valores variam entre 0 e 1, ao passo

que quanto mais próximo de 0 maior a obstrução da abóbada celeste e quanto mais próximo

de 1 menor a obstrução da mesma.

Todavia, os valores de SVF devem ser relacionados às características do próprio

sítio, visto que a configuração da área urbana estudada possui um perfil bastante variado.

Alguns locais com SVF menores podem estar sujeitos durante o dia à influência do

sombreamento das superfícies verticais mais altas, alterando o comportamento térmico

esperado. As superfícies mais altas do que as circunvizinhas podem estar promovendo a

reflexão da radiação solar para fora do cânion urbano, fazendo com que as temperaturas do

ar próximo ao solo não sejam diretamente influenciadas por essa característica. Daí a

importância de analisar consecutivamente outros parâmetros.

As fotografias hemisféricas dos nove pontos de coleta foram disponibilizadas pelo

BIOCLIMA – UFV e após serem tratadas foram inseridas no software Rayman, para o

cálculo do Sky View Factor e inserção da trajetória solar .

Para a análise topoclimática foi feito um detalhamento prévio das diferenças do sítio

e do uso da terra como suporte para a compreensão da formação do clima e dos fatores

causadores da diferenciação climática derivados dos diversos arranjos espaciais e da

interação sociedade-natureza no ambiente citadino. Para a caracterização geográfica da

cidade foram elaborados e analisados mapas temáticos de hipsometria-geomorfologia,

declividade e exposição de vertentes através do software ArcMap 10.1. Além disso, foi

interpretado o mapa temático de classificação do uso da terra, elaborado no âmbito do

BIOCLIMA – UFV.

3 – Resultados e Discussões.

A posição, orientação e declividade das vertentes são atributos do relevo que

influenciam na definição do clima (MENDONÇA e DANNI-OLIVEIRA, 2007). Ainda de

acordo com esses autores, a posição, orientação e declividade das vertentes influenciam na

conformação climática. A orientação das vertentes (Figura 1) permite que sejam

visualizadas áreas nas quais a insolação é mais ou menos intensa, levando à compreensão

da influência da sua localização topográfica na conformação do campo térmico. De acordo

com a trajetória do sol no Hemisfério Sul, as vertentes voltadas para leste recebem maior

insolação no período da manhã e as vertentes voltadas para oeste a recebem em maior

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intensidade no período da tarde. Os pontos do Museu Arthur Bernardes e do bairro de

Lourdes, voltados pra Norte, apresentaram temperaturas mais elevadas durante o período

de análise.

As regiões de superfície ondulada terão o fator declividade modificando a relação

superfície/radiação incidente (MENDONÇA, DANNI-OLIVEIRA, 2007). Os pontos que

apresentaram maior declividade (Figura 2) foram os localizados no bairro Coelhas e Vereda

do Bosque, enquanto os que apresentaram menor declividade foram o da Rua Santana,

Museu Arthur Bernardes e bairro de Lourdes. Dois dos pontos (Museu e Lourdes) que

apresentaram menor declividade, e, portanto maior incidência da radiação, foram os que

apresentaram também as maiores temperaturas. Já os pontos do bairro Coelhas e Vereda

do Bosque, que apresentaram maior declividade e consequentemente menor incidência

direta de radiação, foram aqueles onde as temperaturas se mantiveram, na maioria dos

dias, amenas.

A análise altimétrica mostrou que a diferença entre os pontos não ultrapassa 85

metros, amplitude essa calculada entre o ponto Santa Clara e Rua Santana. Essa diferença

demonstra que a altitude não apresentou grande influência nos dados de temperatura

obtidos, visto que “o gradiente vertical média da Troposfera é de 0,6ºC/100 m” (MENDONÇA

e DANNI-OLIVEIRA, 2007).

Qualquer análise inicial para o estudo de um clima urbano requer observação tanto

da topografia do sítio como dos modelos de morfologia urbana (MASCARÓ, 1996). Assim, a

localização dos pontos no próprio ambiente urbano se mostrou como um dos fatores

determinantes para as modificações térmicas.

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Figura 1 – Orientação de vertentes dos pontos de coleta de dados no município de Viçosa (MG).

Fonte de dados: BIOCLIMA – UFV. Organização: Ludmilla Alves Fernandes

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Figura 2 – Declividade dos pontos de coleta de dados no município de Viçosa (MG). Fonte de dados: BIOCLIMA – UFV. Organização: Ludmilla Alves Fernandes

De acordo com a classificação do uso da terra utilizado, os pontos localizados no

Museu Arthur Bernardes, Avenida PH Rolfs e Fátima foram aqueles que apresentaram

maior presença de área edificada, enquanto os pontos do bairro Coelhas, Vereda do Bosque

e Estação foram os que apresentaram maior parcela de vegetação baixa, mata e gramado,

corroborando com a literatura que diz ser a vegetação um fator que ameniza as

discrepâncias térmicas, tal como demonstrado por Teixeira e Lucas (2014).

Além disso, a influência da morfologia urbana pode ser observada na Tabela 2 que

demonstra os valores do Sky View Factor para cada ponto analisado. Ademais, a partir da

trajetória do sol (Figura 3) em cada um dos pontos de coleta, é possível visualizar a partir de

qual período do dia o ponto passar a receber radiação solar direta e quando deixa de

recebê-la, assim observa-se o tempo de recebimento e o turno (Tabela 3).

Estação (1) V. do Bosque (2) Rua Santana (3)

Coelhas (4) Museu (5) Fátima (6)

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Figura 3 – Fotografias hemisféricas com trajetória solar dos pontos de coleta em Viçosa (MG).Fonte: BIOCLIMA – UFV. Organização: Ludmilla Alves Fernandes

Tabela 2 – Fator de Visão do Céu (SVF) dos pontos de coleta no município de Viçosa – MG.

LOCALIZAÇÃO PONTO SVF LIMITAÇÃO DO HORIZONTE

Estação 1 0.736 26.4%

Vereda do Bosque 2 0.577 42.3%

Rua Santana 3 0.379 62.1%

Coelhas 4 0.828 17.2%

Museu Arthur Bernardes 5 0.492 50.8%

Fátima 6 0.580 42.0%

Santa Clara 7 0.670 33.0%

Avenida PH Rolfs 8 0.311 68.9%

Lourdes 9 0.541 45.9%

Fonte: BIOCL.IMA – UFV. Organização: Ludmilla Alves Fernandes

Tabela 3 – Horário de radiação direta nos pontos de coleta no município de Viçosa – MG.

HOBO

HORA

HOBO LOCALIZAÇÃO NÚMERO 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

11 Estação 1

13 Vereda do Bosque 2

14 Rua Santana 3

15 Coelhas 4

17 Museu Arthur Bernardes 5

18 Fátima 6

20 Santa Clara 7

Santa Clara (7) PH Rolfs (8) Lourdes (9)

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21 Avenida Ph Rolfs 8

22 Santa Rita 9

31 Lourdes 10

Fonte: BIOCLIMA – UFV. Organização: Ludmilla Alves Fernandes

A partir dessas considerações, é possível analisar a conformação térmica nos três

turnos de análise. No turno da manhã (Tabela 4) observa-se que o ponto do bairro Coelhas

se mostra mais quente que os demais, enquanto a noite apresenta temperaturas menores.

Essa situação representa bem a dinâmica onde áreas rurais esquentam e resfriam mais

rapidamente que áreas urbanas. Fato esse que pode ser observado também no período da

noite, quando o ponto Coelhas apresenta a menor média térmica, demonstrando que o

resfriamento também acontece rapidamente em comparação com os demais. O PH Rolfs,

em contrapartida, não recebe radiação solar direta e ainda apresenta temperaturas elevadas

durante todos os turnos, o que possivelmente está atrelado às condições antrópicas,

levando em consideração o elevado fluxo de pessoas e veículos, principalmente nesse

turno. Por fim, o ponto instalado no bairro de Fátima, que também apresenta temperaturas

elevadas, recebe radiação direta entre 11 e 17 horas, período no qual a atmosfera, já

aquecida, condiciona ao ponto tais valores.

Tabela 4 – Média da temperatura (ºC) nos pontos de coleta no município de Viçosa – MG no período entre 03 e 10 de maio de 2015.

Estação

V. Bosque R. Santana Coelhas Museu Fátima Sta Clara Ph Rolfs Lourdes

Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9

MANHÃ 12,43 14,13 13,48 17,51 13,57 16,51 14,96 15,48 15,85

TARDE 22,19 23,58 21,22 24,67 23,83 24,83 24,30 24,86 25,21

NOITE 16,79 15,59 16,52 13,52 18,01 16,64 18,01 16,78 17,70

Fonte: BIOCLIMA – UFV. Organização: Ludmilla Alves Fernandes

No turno da tarde, o ponto do bairro de Lourdes aparece também entre as maiores

médias térmicas, podendo ser explicado devido às características naturais do sítio sobre o

qual a cidade foi construída. O ponto localiza-se na extremidade do vale no qual a área

central está instalada, à meia encosta. Embora apresente uma parcela considerável de área

verde, a conformação do relevo faz com que a entrada e saída de ar seja dificultada,

dificultando também a dissipação de calor. Por outro lado, o ponto da Rua Santana

apresenta a menor média térmica. Segundo Amorim (2013), as áreas da cidade com maior

concentração de áreas verdes, ou as próximas a reservatórios d’água, propiciam o declínio

da temperatura. A vegetação, nesse caso, atenua as diferenças térmicas, fato que pode ser

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observado também ao comparar as médias dos pontos localizados na Estação, Rua

Santana e Coelhas, que em relação aos demais apresentaram os menores valores de

temperatura.

Por fim, no turno da noite o ponto do Museu Arthur Bernardes apresentou a maior

média térmica, corroborando com a hipótese de que em locais onde há maior densificação

de objetos urbanos e fluxo de veículos e pessoas, como esse ponto e o instalado na

Avenida P.H Rolfs, tendem a apresentar maiores valores de temperatura. É válido ressaltar

que ambos estão entre aqueles de maior valor do Sky View Factor. O ponto da Avenida PH

Rolfs com SVF de 0.311 tem o horizonte limitado em 68.9%, o ponto do Museu Arthur

Bernardes com o SVF 0.492 e limitação de 50.8% e bairro de Lourdes 0.541 e limitação de

45.9% da abóbada celeste.

O ponto da Rua Santana apresentou, também, uma grande limitação da abóbada

celeste, onde 62,1% estão obstruídos. Porém, deve-se considerar que tal obstrução

consiste, em sua maioria, pela vegetação que está no entorno do ponto, o que ameniza

suas temperaturas, e a presença de um córrego próximo ao ponto. Por outro lado, o ponto

da Estação, que apresentou as menores médias térmicas, foi aquele onde o índice do SVF

foi maior e a limitação do horizonte menor.

4 – Considerações Finais

Diante dos resultados apresentados notou-se que os fatores de influência na

conformação do campo térmico analisados possuem relações mútuas.

Os pontos situados em locais onde a morfologia urbana se caracteriza por

apresentar áreas abertas e naturais, foram aqueles onde a obstrução celeste se mostrou

menor, facilitando os processos de absorção e emissão de calor, ou seja, as trocas de calor

entre a superfície e a atmosfera. Esses pontos apresentaram as menores médias no período

de análise, o inverso foi observado para aqueles onde há maior obstrução da abóbada

celeste.

A geometria urbana e o uso e cobertura da terra se mostraram como elementos de

grande peso na configuração térmica, uma vez que a vegetação se mostrou, de fato, como

um fator que ameniza a temperatura. Enquanto nos pontos locais onde há maior densidade

de objetos urbanos e fluxo de veículos e pessoas, as médias apresentadas foram elevadas

comparadas com as demais.

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As diferenças térmicas entre os três turnos esteve atrelada, na maior parte das

análises, às condições geoecológicas e/ou antrópicas. Esse fato permite afirmar que o clima

urbano do município de Viçosa está condicionado a dois fatores opostos que atuam de

forma conjunta para a conformação do campo térmico.

É de suma importância, portanto, pensar na configuração do campo térmico urbano

como resultado de um conjunto de variáveis que se interrelacionam, de modo que o

complexo ambiente térmico urbano torna-se tal através dessas relações.

5 – Referências AB’SABER, Aziz Nacib. Os domínios de Natureza no Brasil: potencialidades paisagísticas. São Paulo: Ateliê Editorial, 2003. ALVES, Rafael de Souza. Interações entre fatores e elementos do clima no percurso Ponte Nova – Viçosa – Ubá, Zona Da Mata Mineira: identificação de diferentes ambientes termohigrométricos. 2015. 79 f. Monografia (Bacharel em Geografia) – Departamento de Geografia, Universidade Federal de Viçosa. Viçosa, 2015. Disponível em: <http://www.geo.ufv.br/wp-content/uploads/2015/12/Rafael-de-Souza-Alves.pdf> Acesso em: 18 de janeiro de 2016. AYOADE, J. O. Introdução à climatologia para os trópicos. Tradução: Maria Juraci Zani dos Santos. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 15ª edição, 2001. FIALHO, Edson Soares. Ilha de calor em cidade de pequeno porte: Um caso de Viçosa, na Zona da Mata Mineira. 2009. 248 f. Tese (Doutorado em Geografia) – Faculdade de Filosofia, Letras, Ciências e Artes, Programa de Pós-graduação em Geografia Física da Universidade de São Paulo. São Paulo, 2009. FIALHO, Edson Soares. PAULO, Maria Luzia Silva. Clima e sítio: a variabilidade termohigrométrica, ao longo do transeto Ponte Nova-Ubá, na Zona da Mata Mineira/Brasil. In: SILVA, C. A. da; FIALHO, E. S.; STEINKE, E. T. Experimentos em Climatologia Geográfica. Dourados, MS: UFGD. 2014. cap. 6, p. 107-128. LANDSBERG, H. E. O clima das cidades. Revista do Departamento de Geografia, São Paulo, v. 18, p. 95-111, 2006. Disponível em: <http://www.geografia.fflch.usp.br/publicacoes/RDG/RDG_18/RDG18_095_111.pdf> Acesso em: 25 de janeiro de 2016. MASCARÓ, L.R. de. Ambiência Urbana. Porto Alegre: Sagra-D.C. Luzzatto, 1996. MENDONÇA, F.; DANNI-OLIVEIRA, I. M. Climatologia: noções básicas e climas do Brasil. São Paulo: Oficina de Textos, 2007. RIBEIRO FILHO, G. B. A formação do espaço construído: cidade e legislação urbanística em Viçosa, MG. 1997. 234 f. Dissertação (Mestrado em Urbanismo) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1997. SANTOS, Milton. A urbanização desigual. Petrópolis: Vozes, 1980. 152p.

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