Estudo de anomalias de chuva na UGRHI-4-Pardo

Zoneamento da Variabilidade Temporal da Precipitação na América do Sul
Éder Leandro Bayer Maier 1
Sandra Barreira 2
Jefferson Cardia Simões 1
1
Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS/DGeo
eder.maier@ufrgs.br
jefferson.simoes@ufrgs.br
2
Serviço de Hidrografia Naval da Armada Argentina – SHN
barreira.sandra@gmail.com

Resumo
A precipitação é a principal fonte de água para os ecossistemas continentais, consequentemente, a
produtividade primaria é vulnerável as alterações dessa variável. Frente a isso, pretende-se contribuir
para a compreensão da variabilidade da precipitação sobre a América do Sul apresentando um
zoneamento das anomalias mensais e discussões sobre o tema. Para tanto se utilizou dados mensais
da precipitação observados em 890 estações meteorológicas entre janeiro de 1979 a dezembro de
2008, dessas amostras foram subtraídas as médias mensais originando as anomalias. O zoneamento
das séries anômalas foi realizado por meio da Análise das Componentes Principais no modo de
agrupamento espacial de séries temporais, o que possibilitou a identificação de oito zonas que
apresentam comportamento anômalo semelhante.Entre as quais, três zonas possuem variabilidade
temporal fortemente influenciada pelo fenômeno El Niño–Oscilação Sul (ENSO), visto que a
periodicidade de recorrência das anomalias é de 60 meses e concomitante a formação do El Niño e
La Niña, essas zonas abrangem o nordeste brasileiro, a área central da floresta Amazônica e a região
Sul do Brasil. Nas demais zonas, a variabilidade temporal da precipitação é controlada parcialmente
pelo fenômeno ENSO e por fatores locais ou de mesoescala como, por exemplo, a zona que
representa o altiplano boliviano e a zona que abrange parte do centro oeste e sudeste do Brasil. Para
finalizar, destaca-se a importância das pesquisas de macro escala para melhorar a gestão ambiental
das grandes bacias hidrográficas da América do Sul.
Palavras chave: clima, componentes principais e zoneamento.
Abstract
XV Simpósio Brasileiro de Geografia Física Aplicada: Uso e Ocupação da Terra e as Mudanças das
Paisagens. Vitória (ES), 8 a 12 de julho de 2013. Departamento de Geografia. CCHN. UFES.
The precipitation is the main source of water for continental ecosystems, therefore, the primary
productivity is vulnerable to changes in this variable. Thereupon, we intend contribute for
understanding of rainfall variability over South America presenting a zoning the anomalous rainfall and
discussions. For that we used monthly data the precipitation observed at 890 meteorological stations
between january 1979 and december 2008, of these samples were subtracted from the monthly
means making the anomalies. The zoning of anomalous series was executed by Principal Component
Analysis (Mode S) spatial clustering mode the time series, which allowed the identification of eight
zones that possessing variability similar, being that, three zones have temporal variability strongly
influenced by El Niño–Southern Oscillation phenomenon (ENSO), since the frequency of recurrence of
the anomalies is 60 months and the concomitant formation with the El Niño and La Niña, these three
zones are located about the Brazilian northeast, the central area of the forest Amazon and the
southern region Brazil. In other zones, the temporal variability of precipitation is partly controlled by
ENSO and by local factors or mesoscale, such as the zone that represents the Bolivian highlands and
the zone it covers part of the midwest and southeastern Brazil. Finally, we emphasize the importance
of macro-scale research to improve the environmental management of large river basins of South
America.
Eixo II Variabilidades e alterações climáticas.
1

Keywords: climate, principal component and zoning.
1. Introdução
A produção de alimentos é vulnerável a variabilidade climática, principalmente as
alterações interanuais da recarga hídrica sobre os cSontinentes. Mas um
planejamento ambiental eficiente pode minimizar os impactos ambientais da
variabilidade climática, sendo assim, a compreensão dos sistemas ambientais torna-
se fundamental para a gestão integrada que vise o desenvolvimento
sustentável(Santos, 2004).
Ao longo do século passado as diversas paisagens da América do Sul foram se
especializando na produção de grãos como, por exemplo, o cultivo de trigo na região
extratropical ede milho na região tropical, explorando as aptidões de cada sistema
ambiental. Mas a vulnerabilidade frente à variabilidade da precipitação permanece
ao longo do tempo, constituindo um dos principais fatores que impactam a produção
de alimento (Cunha, 1999 e Bergamaschi, et al. 2004).
Nesse sentido, pretende-se apresentar um zoneamento das anomalias da
precipitação sobre a América do Sul a fim de criar subsídios para a compreensão da
variabilidade temporal da recarga hídrica sobre o continente. Bem como, discutir
alguns aspectos da variabilidade temporal da precipitação que podem afetar o uso
da terra e auxiliar os planejadores ambientais na tarefa da gestão dos recursos
naturais.
Se tratando da precipitação sobre a América do Sul, os altos índices
pluviométricos concentram-se na região tropical, exceto sobre o nordeste brasileiro e
o altiplano boliviano, além disso, no inverno austral há uma diminuição da
precipitação na vasta área interiorana do continente (Strahler e Strahler, 1996). Essa
redução sazonal da precipitação origina-se das alterações dos ventos em baixos
níveis que transportam umidade do Oceano Atlântico para o interior do continente,
para exemplificar, no verão o maior aquecimento do continente em relação aos
oceanos favorecea formação dos ventos monçonicosque transportar a umidade
evaporada em latitudes equatoriais até a região subtropical, mas no inverno o
resfriamento continental inibe o transporte de umidade para interior originando um
período de três meses com poucas chuvas (Zhou e Lau, 1998).
Na região extratropical a precipitação anual é em torno de mil milímetros e bem
distribuída ao longo do ano, isso ocorre pela alternância temporal do sistema
monçônico e dos sistemas frontais. No entanto a combinação da continentalidade
com os impactos da barreira orográfica da Cordilheira dos Andes origina um dos
climas mais secos da América do Sul, o clima subtropical seco, que abrange áreas
da Argentina e do Chile (Strahler e Strahler, 1996).
Mas frequentemente ocorrem perturbações dos sistemas atmosféricos
originando anomalias negativas e positivas da precipitação. Na América do Sul,
essas perturbações são causadas principalmente pelo fenômeno ENSO que pode
originar intensa seca na Amazônia e chuvas acima da média com a ocorrência do El
Niño e vice versa com a La Niña com frequência temporal entre 1,5 a 7 anos
(Oliveira, 1999).
Na sequência do trabalho são apresentados os bancos de dados utilizados e a
técnica estatística utilizada para o zoneamento das anomalias da precipitação, bem
2

como, é mostrado a distribuição espaço-temporal das médias climáticas da
precipitação sobre a América dos Sul e zoneamento das anomalias.
2. Metodologia
Utilizou-se dados mensais da precipitação de trinta anos, entre janeiro de 1979 à
dezembro de 2008, observados em 890 estações meteorológicas (Figura 1A)
mantidas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (Brasil), pela Agência Nacional das
Águas (Brasil), pelo Serviço Nacional de Meteorologia e Hidrografia (Bolívia), pelo
Serviço Nacional de Meteorologia (Argentina), Departamento de Serviços
Meteorológicos (Paraguai) e pelo Departamento Nacional de Meteorologia (Uruguai).
A fim de complementar as séries observadas foram integrados bancos de dados
estimados por modelagem numérica (Reanálise), por tratamento estatístico de
imagens de satélites (ClimatePrediction Center - MergedAnalysisofPrecipitation -
CMAP) e pela compilação e interpolação de dados observados (Universidade de
Delaware). Maiores informações sobre os bancos de dados estimados podem ser
encontrados em: Kistler. (2001), Huffmanet al. (1997) e Matsuura e Willmott (2009).
Segundo Compagnucci e Richman (2007) a técnica estatística deAnálise das
Componentes Principaisé eficiente para zoneamento de séries temporais que
possuem variabilidade temporal semelhante, porém a heterogeneidade espacial das
observações é uma limitação. Por isso se construiu uma grade equiespaçada
(Figura 1B) contendo os dados observados, onde cada ponto da grade está centrado
em uma área de 12321 quilômetros quadrados (~2o
de latitude e longitude) e contém
uma série temporal de trinta anos obtida pela média das observações realizadas
dentro do espaço que o ponto representa.
Figura 1: Distribuição espacial das estações meteorológicas brasileiras, bolivianas, argentinas,
paraguaias e uruguaias (A) e grade equiespaçada (B).
Para maximizar as alterações na distribuição espaço-temporal da precipitação
causadas por fenômenos que não são sazonais, as médias climáticas foram
subtraídas das amostras, originado as séries anômalas. Essas, por sua vez, foram
zoneadas por meio da Análise das Componentes Principais no modo de
agrupamento espacial de séries temporais (Modo S), sendo que a operacionalização
baseia-se nas seguintes ações: mensurar o índice de correlação entre as séries
3

anômalas, estimar as Componentes Principais (CP) por regressão linear e mensurar
o índice de correlação entre as CP e as séries anômalas (Richman, 1986 e
Compagnucci e Richman, 2007).
As zonas foram definidas quando R≥|0,4| e para cada zona foi selecionada uma
série temporal das anomalias da precipitação que representa avariabilidade temporal
da respectiva área e para finalizar, essas séries temporais foram submetidas à
Análise Espectral a fim de identificar os ciclos repetitivos (Duhamel eVetterli, 1990).
3. Resultados
Constata-se que a região tropical é a que recebe os maiores volumes
acumulados de precipitação e que possui um ciclo sazonal bem marcado
concentrando as intensas chuvas no verão do respectivo hemisfério, nessa região
também há duas áreas áridas, uma sobre o nordeste brasileiro e outra sobre o
altiplano boliviano.Na região extratropical, as chuvas mensais são de
aproximadamente 100 milímetros e apresentam uma boa distribuição temporal
(Figura 2 A).
No entanto a discussão central desse trabalho baseia-se na análise dos valores
acima ou abaixo da média mensal (anomalias), visto que essas séries podem
representar com maior fidedignidade os períodos em que os sistemas ambientais
passam por grande estresse pela falta ou excesso de chuvas.
Figura 2: Médias mensais da precipitação (A) e zonas em que as séries temporais anômalas
possuem variabilidade semelhante (B).
Comparando as series anômalas por meio da Análise das Componentes
Principais se identificou oito zonas em que a variabilidade temporal da precipitação é
Z
Z
Z4
Z
Z
Z
Z

A) B)

Z
4

semelhante (Figura 2B). E para representar a variabilidade temporal de cada zona
foi selecionada uma série com valores anômalos no núcleo da área zoneada (Figura
3).
As Zonas 1 e 2 apresentam as anomalias com maior magnitude no verão, porém
alterações na circulação atmosférica global podem afetar o regime hídrico de até
dois anos como, por exemplo, a seca no período entre 1982 e 1983. Nessas
situações, as anomalias de maior magnitude são decorrentes dos impactos do
fenômeno ENSO, o qual altera os volumes precipitado em um ano hidrológico. No
caso do El Niño, é observado seca nas zonas 1 e 2 e no caso da La Niña
predomina a ocorrência de chuvas acima da média mensal. Corroborando com essa
ideia, constata-se na análise espectral que a maior potência espectral ocorre na
frequência de 60 meses, período semelhante da recorrência do fenômeno
ENSO,porém a zona 1 é mais afetada por esse fenômeno.
O fenômeno ENSO nem sempre altera o volume precipitado em um ano
hidrológico, pois também pode adiantar ou retardar o período de chuvas sem causar
grandes alterações nos volumes precipitados anualmente, exemplo disso, é o
adiantamento das precipitações do verão de 1989/1990 na zona 3 pela ocorrência
da La Niña. Consequentemente, as perturbações geram ciclos anômalos de alta
frequência (aproximadamente 6 meses) e evidencias de que não há predomínio de
algum ciclo temporal.
A zona 4 abrange uma das áreas da América do Sul que possui maior densidade
demográfica, o sudeste brasileiro, onde a variabilidade da precipitação pode ser em
função do adiantamento/retardamento da estação chuvosa ou pela alteração do
volume precipitado na estação chuvosa, sendo que a ocorrência do EL Niño pode
atrasar o inicio das chuvas ou causar secas e a La Niña vice versa. Essa diversidade
dos impactos do fenômeno ENSO e a interdependência da precipitação com fatores
ambientais locais geram ciclos de baixa frequência, conforme identificado pela
análise espectral.
A zona 5 apresenta a melhor distribuição temporal da precipitação, com
anomalias de inferiores 60 por cento das médias mensais e com fraca influência do
fenômeno ENSO, tornado essa área menos vulnerável a grandes estresse hídrico
em um ano hidrológico. Por apresentar uma estação seca (inverno) as maiores
anomalias concentram-se no verão, porém não há longos períodos com anomalias
positivas ou negativas. Adicionalmente, na análise espectral constata-se que as
maiores potências espectrais ocorrem na frequência entre 5 meses e 3 meses, o
indica que são fatores ambientais locais ou regionais que predominam no controle
das anomalias da precipitação.
As zonas 6 e 7 abrangem a porção sul da área analisada, distinguindo o planalto
(zona 6) dos campos sulinos (zona 7). Sobre o planalto a variabilidade temporal da
precipitação é bem maior do que nas pradarias, pois o ciclo hidrológico pode ser
afetado por até dois anos por causa dos fortes impactosdo fenômeno ENSO.
Corroborando com a ideia de que o fenômeno ENSO, na análise espectral da série
temporal da zona 6pode se observar que a máxima potênciaespectral ocorre na
frequência de 60 meses.
Em contra partida, a zona 7 é afetada apenas por fenômenos ENSO intensos, os
quais são capazes de alterar o regime hídrico drasticamente porém com menor
Eixo II Variabilidades e alterações climáticas. XV Simpósio Brasileiro de Geografia Física Aplicada: Uso e Ocupação da Terra e as Mudanças das
5

frequência temporal, exemplos disso,são a enchente no verão de 1998 causada pelo
El Niño e a seca de 1999 originada pela La Niña.
A zona 8 abrange o altiplano boliviano, uma das regiões mais secas da América
do Sul, consequentemente, as anomalias possuem as menores magnitudes, mas
pode significar uma mudança drástica no regime hidrológico da região. Nessa área,
a variabilidade temporal das anomalias é controlada predominantemente por
mecanismos locais, além disso, o fenômeno ENSO possui pouca eficiência de
alterar o regime hídrico de um ano, mas pode causar alterações em uma estação
sazonal ou antecipar/retrasar a estação chuvosa.
Visto isso, destaca-se que o fenômeno ENSO é o principal perturbador dos
sistemas atmosféricos que origina as anomalias negativas e positivas da
precipitação sobre a América do Sul, sendo que zona 1 (nordeste brasileiro), zona 2
(floresta amazônica) e a zona 6 (região sul do Brasil) são as áreas mais afetadas
pelos impactos. No entanto, as anomalias negativas na precipitação sobre o
nordeste brasileiro pode gerar grande estresse nos sistemas ambientais, visto que
essa região recebe naturalmente pouca recarga hídrica pelas chuvas.
Na Amazônia, as secas prolongadas podem prejudicar na navegabilidade dos
rios e comprometer os ecossistemas que são adaptados a constantes alagamentos,
bem como, os empreendimentos agropastoris nas bordas desse ecossistema podem
tornar-se insustentáveis pela combinação da subtração da floresta, solos
empobrecidos de nutrientes e alta variabilidade temporal da precipitação. Em contra
partida, a zona 5 apresenta menor variabilidade temporal da precipitação,
favorecendo a gestão ambiental de empreendimentos que possam utilizar os
recursos hídricos de forma sustentável. No entanto, essa área já esta sendo
explorada demasiadamente resultando na subtração do cerrado.
6

Zona 1 Anomalia (mm) Potênciaespectral (y) período em meses(x)
Zona 5 Anomalia (mm) Potência espectral (y) período em meses(x)
Figura 3: Anomalias mensais das oito zonas e a análise espectral da respectiva série temporal.
7

4. Considerações Finais
O zoneamento das sériesanômalas da precipitação pode contribuir para a
compreensão da variabilidade climática da América do Sul e assim auxiliar no
planejamento ambiental integrado que vise a sustentabilidade da atividades
antrópicasque exploram os recursos naturais a fim de suprir as necessidades
sociais.
Se tratando da distribuição da precipitação sobre a América do Sul, existem três
zonas em que o fenômeno ENSOpredomina no controle das anomalais negativas e
positivas, q ue são: o nordeste brasileiro, a área central da floresta Amazônica e a
região sul do Brasil. Nas demais zonas, as anomalais negativas e positivas são
controladas parcialmente pelo fenômeno ENSO e por fatores locais e de
mesoescala.
Para finalizar, destaca-se a importância das pesquisas sobre a variabilidade
espacial e temporal da precipitação em escala continental, tendo em vista a
necessidade de uma gestão ambiental integrada que preserve os diversos
ecossitemas contidos nas grande bacias hidrograficas da América do Sul.
5. Agradecimentos
A CAPES pela concessão da bolsa DS e doutorado sanduiche e ao Instituto
Nacional de Meteorologia (INMET - Brasil), a Agência Nacional das Águas (ANA -
Brasil), ao Serviço Nacional de Meteorologia e Hidrografia (Bolívia), ao Serviço
Nacional de Meteorologia (Argentina), ao Departamento de Serviços Meteorológicos
(Paraguai), ao Departamento Nacional de Meteorologia (Uruguai), a Universidade de
Delaware e ao National Centers for Environmental Prediction (NCEP – Estados
Unidos) pelo fornecimento dos dados.
Referências Bibliográficas
Bergamaschi, H.;Dalmago, G. A.; Bianchi, C. A. M.; Müller, A. G.;Comiran, F. eHeckler, B. M. M.
Distribuição hídrica no período crítico do milho e produção de grãos.Pesquisa agropecuária
brasileira, Brasília, v.39, n.9, p.831-839, 2004.
Compagnuccia, R. H. e Richman, M. B. Can principal component analysis provide atmospheric
circulation or teleconnection patterns? International Journal of Climatology. V. 28, P. 703–726,
2007.
Duhamel, P. e Vetterli, M. "Fast Fourier Transforms: A Tutorial Review and a State of the Art". Signal
Processing, V. 19, P. 259-299, 1990.
Huffman, G. J. The Global Precipitation Climatology Project (GPCP) combined data set. Bull. Amer.
Meteor. Soc., V. 78, P. 5-20, 1997.
Kistler, R. The NCEP-NCAR 50-Year Reanalysis: Monthly Means CD-ROM and Documentation. Bull.
Amer. Meteor. Soc., V. 82, P. 247-267, 2001.
8

Matsuura, K. e Willmott, C. J. 2009.Terrestrial Precipitation: 1900-2008 Gridded Monthly Time Series.
Center for ClimaticResearch, Departamento de Geografia, Universidade de Delaware.
http://climate.geog.udel.edu/ climate/ (acessado em 11/2012).
Oliveira, G. S. El Niño e você: o fenômeno climático. Editora Transtec, São José dos Campos,
1999, P. 110.
Richman M. B. Rotation of principal components. InternationalJournal of ClimatologyV. 6, P. 293–
335, 1986.
Santos, R. F. Planejamento ambiental: teoria e prática. Editora: Oficina de Textos, São Paulo,
2004, 184 p.
Strahler, A. e Strahler, A. Introducing physical geography.EditoraJohn Wiley & Sons. Nova York,
1996 P. 360.
Zhou, J.e Lau, K.M. 1998. Does a Monsoon Climate Exist over South America? Journalofclimate. V.
11, P. 1020-1040, 1998.
9

Análise da Ocorrência Sazonal e Horária das Precipitações no Município de
Caraguatatuba, SP
Denise Dias dos Santos¹
Emerson Galvani²
¹ Graduanda em Geografia, FFLCH/USP, bolsista de iniciação científica PIBIC/CNPq.
denise.dias.santos@usp.br
² Professor Doutor do Departamento de Geografia, FFLCH/USP.
egalvani@usp.br
Resumo
O município de Caraguatatuba, localizado no Litoral Norte paulista, possui um regime de chuvas
peculiar influenciado pela sua latitude, alta umidade provocada pelo oceano e pelo efeito orográfico
característico do relevo local. A intensidade das precipitações podem variar de acordo com os dias,
as horas e a sazonalidade. O presente trabalho busca verificar a ocorrência horária e sazonal das
precipitações no município, no período de 2007 a 2011, utilizando como base os dados fornecidos
pelo Sistema Nacional de Dados Ambientais (SINDA/INPE). De acordo com as análises da
precipitação acumulada, durante o verão as chuvas ocorrem a partir das 15 horas, com aumento
gradativo durante a noite e diminuição no início da madrugada. No outono, os maiores valores de
precipitação ocorrem no intervalo das 18h01min às 20h59min, quando há uma leve diminuição até às
23h59, seguido de aumento até às 02h59, quando há nova redução no decorrer da madrugada e pela
manhã. Os valores percentuais de chuva no inverno pela manhã são inversos aos valores anuais;
30,36% da precipitação ocorre das 06h01min às 11h56min, enquanto somente 18,7% da precipitação
anual ocorrem neste mesmo intervalo de tempo. Na primavera, as chuvas são melhores distribuídas
ao longo do dia, sendo que os maiores valores (16,74%) ocorrem entre o final da tarde e o início da
noite, abaixo do valor percentual anual. De acordo com o período estudado, 64,43% das
precipitações do município ocorrem nos meses de verão e primavera, enquanto nos meses de
inverno e outono o valor reduz para 35,57%.
Palavras chave: Chuva horária, Precipitação, Sazonalidade.
Abstract
The municipality of Caraguatatuba, located on the northern coast of São Paulo, has a peculiar rainfall
rate influenced by its latitude, high humidity caused by the ocean and the orographic effect
characteristic of the local relief. The intensity of precipitation can vary depending on the day, hour and
seasonality. This study aims to verify the occurrence of hourly and seasonal rainfall in the district
during the period of 2007 to 2011, using as basis the data provided by the Sistema Nacional de Dados
Ambientais (SINDA / INPE). According to the analysis of cumulative rainfall, during the summer rains
occur up to 15 hours, with a gradual increasing during the night and decreasing at dawn. In the fall,
the highest rainfall rate occurs in the range of 18:01 to 20:59, when there is a slight decrease until
23:59, followed by an increase until 2:59 a.m., when there is further reduction during the night and
morning. The percentages of rain in the winter mornings are inverse to the annual figures, 30.36% of
the precipitation occurs from 11:56 to 06h01min, while only 18.7% of the annual precipitation occurs in
the same time interval. In the spring, the rains are better distributed throughout the day, with the
highest values (16.74%) occurring between late afternoon and early evening, below the annual
percentage. According to the study period, 64.43% of the municipality’s rainfall occurs during the
summer and spring, while in autumn and winter months the value decreases to 35.57%.
Keywords: Hourly rainfall, Rainfall, Seasonality.
10

1. Introdução
As precipitações pluviais tendem a ser mais variáveis nas áreas dos trópicos,
pois sofrem grande influência da sazonalidade e dos sistemas atmosféricos
atuantes. No Litoral Norte de São Paulo, a orografia apresentada pelo relevo da
Serra do Mar, aliada à elevada umidade do ar fornecida pelo oceano tornam-se
também importantes fatores que são relacionados à variabilidade das chuvas nessa
localidade. Para Pellegatti e Galvani (2010) a intensificação e duração da
precipitação podem ser influenciadas pelo aspecto do relevo e pelo oceano,
responsável por transportar umidade para o continente.
Galvani e Lima (2012, p.67) afirmam que
“as chuvas ou precipitação pluvial é o atributo do clima de maior relevância
em áreas situadas nos limites dos trópicos. Deve-se considerar, em suas
análises, não somente a distribuição regional, mas também de igual
importância a sua distribuição temporal. O planejamento das atividades
agrícolas, e, por conseguinte, a atividade econômica de determinada região
é função da distribuição sazonal das chuvas”.
A intensidade da precipitação pode variar no decorrer do ano, das estações, dos
meses e também das horas durante o dia. Este é um ponto importante, pois,
dependendo da quantidade de chuva precipitada em um determinado espaço de
tempo (horas) é possível ocorrer inundações e alagamentos (que em área urbana
podem prejudicar a população) ou não ser suficiente para satisfazer a necessidade
de água de um determinado tipo de cultura na zona rural, por exemplo.
Caraguatatuba é um dos quatro municípios pertencentes à região denominada
Litoral Norte, localizado entre as latitudes 23°28’S e 23°46’S e as longitudes 45°
16’W e 45°43’W, com 485 km² e 100.840 habitantes (IBGE, 2010).

Figura 1: Localização de Caraguatatuba, SP. Org. Santos, 2012.
Na configuração das chuvas da área de estudo, a orografia apresenta-se mais
eficaz que a latitude e em conjunto com a maritimidade são responsáveis pela
11

manutenção do clima regional presente. Silva et al (2005) destaca que no litoral
norte não há uma estação seca definida; durante a primavera e o verão, os totais
pluviométricos podem ultrapassar os 2000 mm, no inverno e outono esse valor fica
próximo aos 500 mm, comprovando que há somente uma diminuição nos totais de
precipitação durante o ano.
De acordo com as médias mensais dos anos de 1943 a 1967, o mês com
maiores totais de precipitação chuvosa em Caraguatatuba é o mês de janeiro, com
303 mm, e o de menores totais é o mês de julho, com 80 mm. A média deste total de
chuva anual é 2443 mm e por meio da figura 2 é possível notar que no município
não há estação seca definida, mas somente uma ligeira diminuição das chuvas nos
meses de junho, julho e agosto (inverno).

Figura 2: Médias mensais para o município de Caraguatatuba/SP para estação meteorológica do
DAEE.
Fonte: DAEE (1943-1967).

O objetivo deste trabalho é analisar a ocorrência horária e sazonal das
precipitações no município de Caraguatatuba, no período de 2007 a 2011, por meio
de dados coletados da Plataforma de Coleta de Dados (PCD) fornecidos pelo
Sistema Nacional de Dados Ambientais.
2. Metodologia
Para o desenvolvimento deste trabalho, analisaram-se as bibliografias
relacionadas ao tema estudado. Apesar dos grandes totais de precipitação no
município, hoje Caraguatatuba possui somente uma estação meteorológica ativa.
Está localizada na latitude 23°69’ S e longitude 45°42’ W, em uma altitude de 3
metros acima do nível do mar. Em uma visita à estação verificou-se que a mesma
não esta perto do sopé e talvez por isso o efeito orográfico não seja tão significativo,
com valores inferiores a outros dados de estações que são conhecidas e não estão
em uso atualmente. Segundo o INPE,
12

“o INPE/CRN/SINDA é responsável por uma rede de Estações Ambientais,
que são as Plataformas de Coleta de Dados (PCD), nas quais os dados
ambientais são enviados e retransmitidos via satélite para as estações de
recepção que os enviam para o centro de processamento. A PCD ID 32521
- Caraguatatuba foi instalada em 03 de maio de 2008; os dados medidos
por uma estação são pontuais e refletem o local da instalação da PCD. A
abrangência depende das características geográficas da região e históricos
climáticos. A precipitação acumulada, em mm, é coletada a cada 3 horas.
Este acumulador é inicializado automaticamente quando atinge o limite de
4095 ou 2047 ou 655 mm (dependente da versão do software de coleta das
PCDs) ou a qualquer tempo quando a PCD recebe visita de manutenção ou
todo primeiro dia de cada mês às 00:00 hs para a última versão do software
de coleta das PCDs Meteorológicas”.

Fotos 1 e 2: PDC 32521 - Caraguatatuba, localizada no bairro do Porto Novo No detalhe, pluviômetro
utilizado para coletar a precipitação acumulada. Foto: Denise Dias dos Santos, 2013.

Para análise, foram selecionados os dados diários compreendidos entre janeiro
de 2007 e dezembro de 2011; os valores correspondem ao valor acumulado de
precipitação (em mm) a cada três horas e as medidas foram tomadas em oito
horários definidos previamente (00h, 03h, 06h, 09h, 12h, 15h, 18h, 21h e 00h).
Devido a possíveis falhas no equipamento, erros foram encontrados e corrigidos
segundo a metodologia de coleta da PCD. Através dos recursos do Microsoft Office
Excel elaboraram-se tabelas e gráficos que serão úteis para a análise proposta. Os
dados estão disponíveis no site SINDA (Sistema Nacional de Dados Ambientais):
http://sinda.crn2.inpe.br/PCD/.
13

3. Resultados e Discussão
Como já citado anteriormente, Caraguatatuba não possui estação seca definida,
conforme se pode verificar na Figura 3, que representa o Balanço Hídrico
Climatológico do município e a comparação com Ubatuba, município vizinho, onde
há deficiência hídrica.

Figura 3: Balanço hídrico mensal para os municípios de Caraguatatuba e Ubatuba.
Fonte: DAEE e IAC, respectivamente.
O gráfico com os valores em porcentagem da precipitação no período de 2007 a
2011 mostra que os maiores valores de chuva são durante o verão e no inverno há a
diminuição e não ausência de chuvas.

Figura 4: Distribuição sazonal e percentual das precipitações em Caraguatatuba, SP, entre os anos
de 2007 e 2011.
Fonte: SINDA, 2013. Org: Santos, 2013.

14


Em seu trabalho sobre o efeito da chuva orográfica na Ilha de São Sebastião/SP,
Milanesi (2007) também encontra altos valores de precipitação durante o verão nos
postos pluviométricos utilizados (Ilhabela, Usina Água Branca e Burrifas). De acordo
com Sant’anna Neto,
“observa-se nitidamente que a época das chuvas compreende o período da
primavera-verão, quando o número de passagens frontais aumenta e o fluxo
polar é mais intenso. O inverno, quando o ar tropical é mais atuante o
número de frentes que passam pela área diminuem, as regiões abrigadas
são as mais que se ressentem da redução da pluviosidade”.
A análise da precipitação acumulada a cada três horas foi dividida por estação
do ano. No verão, as chuvas concentram-se no final da tarde, a partir das 15 horas,
aumentando gradativamente durante a noite e diminuindo no início da madrugada
(Figura 5). Neste intervalo de horas (15h01minh às 23h59min) ocorrem 58,81% das
precipitações do dia.

Figura 5: Distribuição percentual da chuva acumulada a cada três horas durante o verão e
comparação com os valores percentuais do período (2007 a 2011).
Fonte: Sinda, 2013. Org: Santos, 2013.

Durante o outono, as maiores porcentagens de precipitação ocorrem no intervalo
das 18h01min, há uma leve redução depois das 21h e aumenta até às 2h59min,
quando há nova redução no decorrer da madrugada e pela manhã, conforme
apresentado na figura 6.
15

Figura 6: Distribuição percentual da chuva acumulada a cada três horas durante o outono e

No período analisado, os valores percentuais de chuva no inverno pela manhã
são inversos aos valores anuais (Figura 7); nesta estação 30,36% da precipitação
ocorre das 06h01min às 11h56min, enquanto somente 18,7% da precipitação anual
ocorrem neste mesmo intervalo de tempo.
Figura 7: Distribuição percentual da chuva acumulada a cada três horas durante o inverno e
16

De acordo com a figura 8, durante a primavera, as chuvas são melhores
distribuídas ao longo do dia, sendo que os maiores valores (16,74%) ocorrem entre
às 18h01min até às 20h59min, abaixo do valor percentual anual. Monteiro (1973)
apud Alves e Galvani (2012) afirma que
“no decorrer desta estação as precipitações se intensificam e aumentam de
frequência, dando início ao período chuvoso. A característica nessa estação
quanto à gênese das chuvas é a sua maior diversificação, embora a
atividade frontal predomine discretamente”.

Figura 8: Distribuição percentual da chuva acumulada a cada três horas durante a primavera e
comparação com os valores percentuais do período (2007 a 2011). Fonte: Sinda, 2013. Org: Santos,
2013.

De acordo com a sua posição latitudinal, influência da alta umidade vinda do
oceano, da orografia e da sazonalidade, as precipitações em Caraguatatuba
ocorrem com maior predominância durante os meses de verão e primavera (64,43%
dos valores registrados), enquanto nos meses de inverno e outono foram registrados
35,57% das precipitações. Durante a primavera é importante ressaltar que há uma
melhor distribuição das chuvas ao longo do dia, consequência da instabilidade
atmosférica e da aproximação da estação mais chuvosa (verão). De fato, nos
trópicos, as chuvas se concentram no período do meio da tarde e início da noite nos
meses de primavera-verão. Durante o outono-inverno, depende em grande parte da
passagem de sistemas frontais que pode ocorrer a qualquer hora do dia.
17

ALVES, R.R.; GALVANI, E. Ocorrência horária e sazonal das precipitações no município de São
Paulo, SP. GEONORTE - Revista Eletrônica do Departamento de Geografia da UFAM, v. 5, p. 530-
540, 2012.
GALVANI, E.; LIMA, N.G.B. As Classificações Pluviométricas do Estado de São Paulo: uma revisão
bibliográfica. In: Galvani e Lima (orgs.). Climatologia aplicada: resgate aos estudos de caso.
Curitiba: Editora CRV 2012, PP. 67- 82.
MILANESI, M.A. Avaliação do Efeito Orográfico na Pluviometria de Vertentes Opostas na Ilha de
São Sebastião (Ilhabela – SP). Dissertação (mestrado). Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências
Humanas, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2007.
PELLEGATTI, C.H.G; GALVANI, E. Avaliação da precipitação na Serra do Mar-SP em eventos de
diferentes intensidade e duração. GEOUSP - Espaço e Tempo, São Paulo, Nº 27, pp. 147 - 158,
2010.
SANT'ANNA NETO, J.L . Dinâmica Atmosférica e o Caráter Transicional do Clima na Zona
Costeira Paulista. Revista do Departamento de Geografia (USP), São Paulo, v. 8, p. 35-49, 1994.
SILVA, A. C. ; SANT'ANNA NETO, J. L. ; TOMMASELLI, J. T. G. ; TAVARES, R. Caracterização das
chuvas no litoral norte paulista. Cosmos (Presidente Prudente), Presidente Prudente, v. 3, n.5, p.
39-48, 2005.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). Dados do Censo 2010 em
Caraguatatuba/ SP. Disponível em: <http://www.ibge.gov.br/cidadesat/topwindow.htm?1>. Acesso
em: 16 de janeiro de 2013.
GOOGLE EARTH. Coordenadas geográficas de Caraguatatuba/ SP. Acesso em: 16 de janeiro de
2013.
SISTEMA NACIONAL DE DADOS AMBIENTAIS (SINDA). Plataforma de Coleta de Dados.
Disponível em: <http://sinda.crn2.inpe.br/PCD/>. Acesso em: 04 de janeiro de 2013.
18

Mapas de Anomalia Climática Medidos pelo
Experimento Albedo do Satélite SCD2 do INPE
1
Nelson Veissid
1
Laboratório Associado de Sensores e Materiais - LAS
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE
veissid@las.inpe.br
Resumo
O segundo satélite da Missão Espacial Completa Brasileira do Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais (SCD2/MECB) foi colocado em órbita em 23 de outubro de 1998 e leva a bordo um
experimento de células solares (ECS) produzidas no Brasil. O principal objetivo deste experimento é
o de qualificar estes dispositivos em missão. O ECS atua como um sensor de radiação e pode medir
a radiação solar direta e a parte desta radiação que é refletida pelo planeta Terra. Portanto, o ECS
mede o albedo planetário através da razão entre estes dois valores após correções esféricas
angulares. Estatística realizada nos dados de albedo permite estabelecer padrões sazonais para
diferentes áreas sobre a America do Sul. O algoritmo usado neste trabalho é baseado na comparação
da variação do albedo planetário sobre regiões especificas, tomado no período de cinco anos de
1999 ate 2003. Os anos de 2004, 2005, 2006, 2007 e 2008 são comparados com este padrão de
cinco anos. Curvas de valores médios mensais e seu respectivo desvio padrão (variabilidade)
estabelecem uma frequência de contagem esperada de 68% da ocorrência de valores do albedo
planetário. Mapas mostram que a frequência de contagem media dos anos 2004 até 2008 foi maior
do que a esperada para as regiões Norte e Nordeste e menor nas outras regiões.
Palavras chave: Albedo Planetário, Mudanças Globais, Célula Solar.
Abstract
The second satellite of the Brazilian Space Mission Brazilian of the National Institute of Space
Researches (SCD2/MECB) launched on October 23, 1998 carries on board an experiment of space
solar cells (ECS) produced in Brazil. The main objective of this Experiment is to qualify this device in
mission. The ECS acts as a sensor of radiation and it allows measure the direct solar radiation and the
portion of this radiation that it is reflected outside of Earth. Therefore, the ECS allows measure the
planetary albedo through the relationship between these two values after spherical angular
corrections. Statistics done in the data of the albedo allowed establish seasonal patterns for different
areas in South America. The algorithm used in this work is based in the comparison of the variation of
the planetary albedo on a specific region, taken in the years of 1999-2003 (period of 5 years). The
years of 2004, 2005, 2006, 2007 and 2008 are compared with this pattern of five years. Curves of
monthly mean values and their respective standard deviation (variability) allow establish a 68%
expected frequency count of the planetary albedo values occurrence. Maps show that the frequency
count average of the years 2004 to 2008 was higher than expected for the North and Northeast and
lower in other regions.
Keywords: Planetary Albedo, Global Changing, Solar Cell.
19

1. Introdução
O Experimento Célula Solar (ECS) do satélite Brasileiro SCD2/MECB atua como
um sensor de radiação eletromagnética (350-1100 nm) e permite medir o albedo
global sobre a América do Sul (Veissid et al.,1999). Os dados de albedo
correspondem a vários arquivos diários armazenados e processados desde a data
do lançamento do satélite. Estes dados podem ser agrupados em períodos de tempo
(anual, sazonal ou mensal) ou serem estudados por regiões em latitude e longitude
(Veissid & Pereira, 2000). Os dados do ECS são transmitidos em tempo real pela
telemetria do satélite e recebidos na estação receptora de Cuiabá, MT-Brasil (16°S,
56°W). A Figura 1 lado esquerdo mostra as órbitas do satélite SCD2 dentro da
visada desta estação no mês de novembro de 1998.
Figura 1. Órbitas do SCD2 na visada da estação receptora de Cuiabá-MS em novembro/1998 (lado
esquerdo) e o mapa das 104 regiões escolhidas.
A distribuição estatística temporal do albedo sob uma determinada região
(círculo em latitude e longitude com diâmetro de 5°) mostra comportamento
Gaussiano para o logaritmo do albedo. Esta distribuição permite determinar o valor
médio e o respectivo desvio padrão ou variabilidade como uma função ao longo dos
dias do ano (Vuolo, 1996). Este comportamento permite monitorar variabilidade
climática, pois variações deste padrão são indícios de mudança (Veissid, 2002 e
2008). A Figura 1 lado direito mostra as 104 regiões escolhidas para fazer
levantamento estatístico do albedo planetário.
2. Metodologia
Os dados de albedo acumulados desde o lançamento do satélite SCD2 e
selecionados dentro de várias regiões em latitudes e longitudes, foram processados
para se estabelecer um padrão estatístico. Varias distribuições estatísticas foram
testadas (Gaussiana, Poisson, Lorentziana e outras) e, após varias tentativas,
observou-se que o logaritmo do albedo obedece a uma distribuição do tipo
20

Gaussiana ou Normal. Desta forma, temos uma base estatística para calcular os
valores médios e os desvios padrões (variabilidade) e, consequentemente, definir os
padrões em diferentes regiões da América do Sul. Portanto, a dispersão do albedo
planetário obedece a uma distribuição de probabilidade tipo LogNormal (Veissid,
2003, duas referências).
O período de 1999 até 2003 foi escolhido para definir este padrão, pois são os
cinco primeiros anos de vida do satélite. Por exemplo, o gráfico do lado esquerdo da
Figura 2 mostra esta estatística sobre a cidade de São Paulo (24°S, 47°W) numa
área circular em latitude e longitude com diâmetro de 5°. As curvas mostram o valor
médio e uma faixa de dois desvios padrões de largura (envoltória), que engloba 68%
dos eventos registrados. Observar a escala logarítmica do eixo das ordenadas, pois
é o valor do logaritmo do albedo que obedece a distribuição Gaussiana. Portanto,
desta forma tem-se um padrão bem definido, para o período de cinco anos,
caracterizado pelo valor médio e desvio padrão (variabilidade). A comparação dos
dois gráficos da Figura 2 (lado direito e abaixo, com o gráfico da esquerda) permite
estimar por visualização se houve mudança climática na região estudada.
3. Resultados
Dentro da visada da estação receptora do sinal do satélite SCD2 foram
escolhidas 104 regiões neste trabalho para estudo do albedo, ver Figura 1. Gráficos
idênticos aos das Figuras 2, 3 e 4 foram apresentados em Congressos para varias
cidades sobre a visada do satélite SCD2 (Veissid, 2007 e 2009).
A Figura 2 no lado esquerdo mostra a estatística feita para os anos de 1999-
2003 sobre a região da cidade de São Paulo, dentro de um círculo com diâmetro de
5° em latitude e longitude. O gráfico do lado direito desta figura mostra os valores de
albedo dos anos de 2004-2006, junto com as curvas de albedo médio e da envoltória
de mais ou menos um desvio padrão obtido no estudo estatístico de cinco anos no
período de 1999-2003. A Figura 2 também mostra a estatística para os anos de
2007 e 2008. As frequências de contagem foram de 67%, 63%, 68%, 64% e 60%,
para os anos de 2004 até 2008, respectivamente. Tais anos mostram um valor de
frequência de contagem igual (2006) ou menor do que o esperado.
2003 sobre a região da cidade de Belém, que define a curva media e a envoltória de
dois desvios padrões. O gráfico do lado direito desta figura mostra os valores de
frequência de contagem maior do que o esperado, com exceção do ano de 2006.
2003 sobre a região da cidade de Recife, que define a curva media e a envoltória de
dois desvios padrões. O gráfico do lado direito desta figura mostra os valores de
21

frequência de contagem maior do que o esperado, com exceção do ano de 2008 que
foi igual ao esperado.
A estatística mostrada nas Figuras 2, 3 e 4 apresenta aspectos regionais
interessantes. Por exemplo, a região sobre a cidade de São Paulo tem a maior
dispersão dos valores de albedo ao longo do ano quando comparada com todas as
outras regiões da América do Sul. Este fato é decorrente de sucessões alternadas
de frentes frias e de frentes com umidade proveniente da região Norte. A Figura 3,
estatística da região sobre a cidade de Belém, mostra a faixa mais estreita de
confiabilidade com 68 % de todas as regiões analisadas e, apesar disto, os anos de
2004, 2005, 2007 e 2008 mantiveram os dados de albedo dentro desta faixa. No ano
de 2006 pode-se ver um aumento na dispersão porem com manutenção do valor
médio. A Figura 4, estatística sobre a cidade de Recife, mostra um valor médio de
albedo bem estável durante o ano inteiro e com variabilidade quase constante. A
frequência de contagem mostra que a cidade de Recife tem clima bem previsível.
O máximo da curva média de albedo na cidade de São Paulo acontece no fim
de ano, pois a cobertura de nuvens é maior neste período. Na cidade de Belém este
máximo da curva média acontece no primeiro semestre do ano. Este fato mostra a
influência dos hemisférios Norte e Sul sobre o clima. Varias outras conclusões
podem ser extraídas na análise dos dados deste tipo de figura.
Figura 2. Estatística dos valores de albedo sobre a região da cidade de São Paulo.
22

Figura 3: Estatística dos valores de albedo sobre a região da cidade de Belém.
23

Figura 4: Estatística dos valores de albedo sobre a região da cidade de Recife.
Os mapas da Figura 5 mostram a frequência de contagem do albedo planetário
para os anos de 2004 até 2008. Estes mapas sintetizam em formato de isolinhas por
barras de cores as informações da dispersão, em torno de mais ou menos um
desvio padrão em torno da média, conforme mostrado nas Figuras 2, 3 e 4 para
regiões isoladas de São Paulo, Belém e Recife.
A cor verde mostra que o padrão estabelecido, pelo período de cinco anos
entre 1999 e 2003, foi mantido nos anos seguintes. A coloração tendendo para o
azul mostra que o padrão se manteve de uma forma melhor com menor dispersão
nos anos seguintes. A coloração tendendo para o vermelho é sinal de alteração no
padrão. Neste caso, existe duas possibilidades ou a dispersão aumentou ou a curva
média foi alterada com deslocamentos para cima ou para baixo.
A floresta Amazônica tem um papel regulador do clima e, tal fato, reflete nos
mapas de frequência da contagem. Todos os anos de 2004 até 2008 apresentaram
coloração entre verde e azul para esta região. No entanto, as regiões abaixo do
trópico de Capricórnio apresentam coloração tendendo para o vermelho. Análise de
gráficos semelhantes aos das Figuras 2, 3 e 4 para regiões nesta área mostra
claramente um aumento da dispersão dos valores de albedo. A média mantém
constante, mas a dispersão está aumentando, isto é, os extremos estão
aumentando.
24

A Figura 6 corresponde à média dos valores encontrados nos mapas da Figura
5. Na Figura 6 é evidente que existe uma estabilidade dentro do território brasileiro,
pois é possível observar coloração do verde para o azul dentro deste território. Por
exemplo, o Atlântico Norte, acima da foz do rio Amazonas, apresenta uma mancha
vermelha acentuada e analisando os registros de albedo podemos constatar
aumento da largura da dispersão dos valores do albedo em torno do valor médio. Os
anos de 2005 até 2008 e que foram os mais responsáveis por esta mudança.
Figura 5: Mapas de frequência de contagem para os anos de 2004 até 2008.
25

ados nas Figuras 2 até 4 e as explicações seguem na
conclusão deste trabalho.
A Figura 6 mostra que os países Bolívia, Paraguai e sul do Peru apresentam
coloração vermelha. O Oceano Pacífico e o Oceano Atlântico em duas partes
também apresentam coloração vermelha. Cada uma destas regiões, com coloração
tendendo para o vermelho, representa uma fuga da estabilidade de frequência de
contagem dos valores de albedo planetário. Os motivos deste fato são estudados
em gráficos do tipo mostr
Figura 6: Mapa de variabilidade climática média para o período de 2004 até 2008.
4. Conclusões
iabilidade climática, pois variações
ten
o cálculo do albedo. Fato análogo acontece, também,
com
Um experimento simples colocado a bordo de um satelite Brasileiro permite
estimar o albedo planetário em tempo real. Os dados tratados com um algorítmo
adequado permitem monitorar variabilidade climática pois o albedo corresponde a
refletidade da energia solar pelo sistema atmosfera-superfície. Por exemplo, as
nuvens produzem refletidade entre 60% e 80% e no oceano ela é menor do que 5%.
Os continentes refletem entre 10% e 30%, dependendo da cobertura do solo.
Portanto, o albedo é um excelente monitor da var
denciosas indicam mudança climática global.
A metodologia empregada é isenta dos efeitos da degradação dos sensores
(células solares) do ECS pois os dois sinais sofrem redução proporcional que é
compensada pelo quociente n
o efeito da temperatura.
Os mapas de frequencia de contagem mostram que o Atlântico Sul, nos anos de
2004 até 2006, foi a região que apresentou maior mudança climática, pois a
26

osteriores
a 2 alho.
cinco anos. Provavelmente, esta
ra
ento da largura
nica explicação para este fato é
aum
is, pois o controle de órbita e as condições do satélite SCD2
continuam excelentes.
eferências Bibliográficas
Florianópolis-SC, 6 a 8 de Dezembro de 1999, Trabalho completo publicado
Célula Solar do Satélite Brasileiro SCD2”, Brazilian J. of Geophysics, Vol.
mote Sensors to Gauge Climate Change“,
, Vol. 10(2), p. 47-57, 2003.
for the 1999, 2000 and 2001 in South America“, Atmospheric Research, Vol. 66, p. 65-82,
003.
freqüência esperada de 68% resultou num valor menor do que 62%. A Figura 5
mostra que no ano 2007 a situacao voltou a normalidade. Desta, forma, pode-se
concluir que esta região não teve uma verdadeira variabilidade climática porem,
talvez, uma leve oscilação anual. O processamento dos dados em anos p
008 irá permitir novos testes para o algoritmo mostrado neste trab
A Figura 6 permite concluir os seguintes fatos descritos abaixo:
-Região do Oceano Pacífico teve aumento da largura de dispersão em todos os
anos posteriores ao período padrão de
característica irá se acentuar cada vez mais.
-Região da Bolívia se estendendo até Cuzco no sul do Peru teve aumento da largu
da dispersão do albedo. Este fato começou a se acentuar a partir do ano de 2006.
-Região do Paraguai teve aumento muito acentuado na largura da dispersão dos
valores de albedo. Isto aconteceu de modo intenso nos anos de 2004, 2005 e 2008.
-Região do Oceano Atlântico acima da foz do rio Amazonas teve aum
de dispersão de modo intenso a partir do ano de 2006 (ver Figura 5).
-Região do Oceano Atlântico no sul da Bahia e litoral do Espírito Santo teve aumento
do valor médio dos valores de albedo de modo intenso em 2004, 2005 e 2006 e
moderado em 2007 e 2008 (ver Figura 5). Ú
ento na proporção de cobertura de nuvens.
Análise dos dados em anos posteriores a 2008 irão permitir estabelecer de
maneira segura mudanças climáticas globais. O experimento albedo do satélite
SCD2 continua operacional e, provavelmente, irá ser operacional por mais uma
dezena de anos ou ma
R
Veissid, N.; Beloto, A. F.; Ferreira Leite, N. "Experimentos Célula Solar 1 e 2 dos Satélites SCD1 e
SCD2 do INPE". Seminários de Fontes Não-Convencionais de Energia – As Tecnologias Solar,
Eólica e de Biomassa,
nos Anais, pg. 171-190.
Veissid, N.; Pereira, E. B. “Um Modelo Simples de Levantamento do Albedo Planetário Empregando
Dados do Experimento
18(1), p. 25, 2000.
Veissid, N. "Variabilidade Climática Caracterizada pelo Desvio Padrão do Albedo Planetário". XII
Congresso Brasileiro de Meteorologia: A Meteorologia e a Gestão de Energia, Foz do Iguaçu-
PR, 4 a 9 de Agosto de 2002, Trabalho completo publicado nos Anais (CD-ROM), trabalho 2142-1.
Veissid, N. “New Developments in Using Solar Cells as Re
Environmental Geosciences
Veissid, N. “New Satellite Sensor and Method for the Direct Measurement of the Planetary Albedo,
Results
2
Veissid, N., "Distribuição Logarítmica Temporal do Albedo Planetário sobre a América do Sul no
Monitoramento de Mudanças Climáticas Globais". III Conferência Regional sobre Mudanças
27

lobais: América do Sul, São Paulo - SP, 04-08 de Novembro de 2007, Resumo publicado no CD
ate Changing”, Capítulo do livro: A Contribution to Understanding the Regional
pacts of Global Change in South America. Promovido pelo IEA/USP em fase final de edição, 16
Anais.do Simpósio. São José
os Campos: INPE, 2009. p. 1707-1713. DVD, ISBN 978-85-17-00044-7. Trabalho completo
Fundamentos da Teoria de Erros, Editora: Blucher, São Paulo, 1996, 264p.
G
do Congresso, trabalho 13.pdf.
Veissid, N., “Logarithmic Distribution of Planetary Albedo on South America: A New Tool for
Monitoring Clim
Im
páginas, 2008.
Veissid, N. “Novo Algoritmo para Mapas de Variabilidade Climática”. In: XIV SIMPÓSIO BRASILEIRO
DE SENSORIAMENTO REMOTO (SBSR), 25-30 abril de 2009, Natal.
d
disponível em: <http://urlib.net/dpi.inpe.br/sbsr@80/2008/11.14.13.03>.
Vuolo, J. H.
28

Variações Intra-Urbanas de Temperatura e Umidade Relativa do Ar em Belo
Horizonte – MG: O Segmento Temporal de Outubro/Novembro de 2012
Fabrício Lisboa Vieira Machado¹
Patrícia Garcia Costa1
Carlos Henrique Jardim1
Alberto Avellar Barreto2
¹Universidade Federal de Minas Gerais – DG/IGC/UFMG
fabriciolvm@hotmail.com
patigarciacosta@hotmail.com
cjardim@yahoo.com
2
Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear – CDTN/CNEN
aab@cdtn.br
Resumo
O presente artigo traz os primeiros resultados de um conjunto de investigações em andamento na
cidade de Belo Horizonte sobre clima urbano. Os dados de temperatura e umidade relativa do ar
foram obtidos durante os meses de outubro e novembro de 2012, a partir de quatro postos fixos em
diferentes bairros no município, cada qual com características diferenciadas de relevo e uso da terra.
A estação meteorológica oficial do INMET/UFMG foi utilizada para controle local das condições
climáticas. A análise partiu da relação entre os dados mensurados com as características físicas do
ambiente de coleta e do tipo de tempo no dia. Os resultados permitiram identificar variações
significativas dos elementos climáticos em questão em cada um dos postos, sugerindo que cada
espaço tem sua dinâmica climática própria, substancialmente associada ao relevo e ao tipo de uso e
ocupação do solo.
Palavras chave: clima urbano; uso da terra; relevo.
Abstract
The present article has a first conclusion about studies of urban climate in the city of Belo Horizonte.
In the months of October and November (2012), was obtained the data of temperature and relative air
humidity by four points in different neighborhood from the city, which one with distincts relief forms
and occupation soil. The official meteorological station (INMET/UFMG) was used for local control of
climates conditions. The analyses came from the relations between the data obtained with the local
physics characteristics and weather type. The conclusion makes possible identify expressive
variations from climate elements at study in each station, suggesting that each space has a own
climatic dynamic associated, principally, at relief forms and soil occupation type.
Keywords: urban climate; land use; relief.
1. Introdução
As peculiaridades das formas urbanas frente ao comportamento da atmosfera
resultam em diferentes respostas superficiais dos elementos climáticos. A variação
das formas de uso e ocupação do solo urbano reflete imediatamente na manutenção
do campo térmico e higrométrico da cidade, entendida como um espaço ou palco de
reprodução das atividades humanas e de suas relações com o meio ambiente. A
29

substituição das propriedades naturais por superfícies impermeabilizadas,
edificações e a concentração de massa humana e de veículos automotores, resulta
na configuração daquilo que Monteiro (2003) teoriza como “Sistema Clima Urbano”.
Dividido em três subsistemas ou canais de percepção, a interpretação do
clima urbano se dá por meio da relação entre as propriedades termodinâmicas
(conforto térmico), físico-químicas (qualidade do ar) e higrometeóricas (impacto
pluvial). A espacialização das componentes naturais e urbanas de Belo Horizonte
influenciará na configuração de diferentes unidades climáticas dentro da capital, em
que possivelmente se observaria a variação da temperatura e umidade relativa do ar
em escala intra-urbana.
No caso do subsistema termodinâmico, especialmente abordado neste
trabalho, produtos como o estabelecimento de núcleos de calor, alterações no
sistema de ventilação, na pluviosidade etc., estão intrinsecamente relacionados às
variações de tais componentes, sejam eles naturais ou antrópicos. As estruturas e
funções urbanas, em determinado nível escalar, terão o papel de condicionante de
tais produtos, que nem sempre estarão associados a aspectos negativos, visto que a
cidade também pode acentuar um elemento climático benéfico às atividades
humanas. Sendo assim, a compreensão das variações intra-urbanas de temperatura
e umidade relativa do ar é de suma importância para se pensar em ações de gestão
e de planejamento do uso da terra.
Nesse sentido, o trabalho tem como objetivo analisar a resposta térmica e
higrométrica do ar em diferentes pontos do município de Belo Horizonte,
considerando as diferenças de relevo e de uso da terra em interação com a
sucessão e encadeamento dos tipos de tempo.
2. Pressupostos Teóricos
A partir do trabalho pioneiro de Monteiro (1976) e dos esforços seguintes
divulgados na revista Geosul (MONTEIRO, 1984), ocorre um crescimento
significativo dos estudos de clima urbano no Brasil. Baseado em sua proposta
metodológica, este trabalho se apoia ainda nas contribuições de Oke (1978) para a
identificação das camadas limites da influência urbana na configuração dos
elementos climáticos (boundary e canopy layer). Procurou-se também em Landsberg
(2006), a compreensão da relação cidade-clima e o impacto gerado sobre a
população. Em Mendonça (1992) e Brandão (1996), citados em Monteiro &
Mendonça (2003), e também baseados na metodologia inicial proposta por Monteiro
(1976), foi possível buscar complementação dos estudos de clima urbano no Brasil e
sua aplicação em estudos de caso nas cidades brasileiras. Uma base importante
para a análise das diferentes unidades climáticas produzidas em um mesmo sítio
urbano se encontra em Assis (2010) para o município de Belo Horizonte. Machado
et. al. (2011) verificou ainda a variação de temperatura e umidade relativa do ar no
município de Belo Horizonte, comparando dados obtidos em um parque sobre área
de preservação permanente e no maior aglomerado habitacional de baixa renda da
capital mineira.
30

3. Procedimentos Metodológicos
O primeiro passo envolveu o levantamento e a leitura do material bibliográfico,
bem como a escolha da área de estudo. Os dados de temperatura e umidade
relativa do ar foram gerados a partir de sensores automáticos (tipo dataloggers –
modelo Icel HT 4000) situados em espaços diferenciados quanto às características
de relevo e uso da terra, no município de Belo Horizonte. Os pontos incluídos nesta
análise caracterizam-se por apresentarem diferenças entre padrão altimétrico, em
que as estações Sion e Barreiro estão situadas a mais de mil metros, enquanto as
estações INMET/UFMG e Pampulha localizam-se, em média, aos 850 metros de
altitude. Quanto ao tipo de uso e cobertura do solo, a estação INMET/UFMG é a que
mantém mais preservada as condições naturais (vegetação de porte
arbóreo/arbustiva); seguida pela estação Pampulha (processo recente de
urbanização); Sion (em área constituída por prédios altos, localizados na escarpa da
Serra do Curral); e, por fim, a estação Barreiro, densamente urbanizada com
habitações de pequeno porte. O período de mensuração compreendeu os meses de
outubro e novembro de 2012 e foi realizado de forma contínua e simultânea em
intervalos de sessenta minutos. Os dados da estação meteorológica automática do
INMET, sediada no campus da UFMG, foi utilizada para aferição dos instrumentos e
controle local das variações climáticas. O abrigo construído (figura 1), utilizado para
comportar os sensores e homogeneizar o ambiente de coleta, baseou-se em
princípios utilizados na construção desse tipo de aparato para pesquisas em
microclimatologia, incluindo a maximização da ventilação por meio de orifícios e
aberturas nas laterais, na junção do teto, no corpo do abrigo e porção inferior, cor
branca para garantir elevada refletividade da luz solar e utilização de materiais
isolantes na parte interna a fim de desfavorecer a transmissão e armazenamento de
calor pela estrutura do abrigo.
Figura 1. Vista lateral e inferior dos mini-abrigos meteorológicos e dos sensores (dataloggers) de
temperatura e umidade relativa do ar.
isso, o aparato (abrigo e senso
Em seguida foi realizada a calibração dos sensores a fim de torná-los
comparáveis aos dados da estação. Para r) foi
31

instalado na área interna da estação meteorológica do INMET para que fossem
efetuadas tomadas simultâneas em intervalos de 60 minutos (ajustadas ao
cronômetro da estação) sob condições de tempo e lugar semelhantes. A
comparação horária dos dados dos sensores com os dados da estação, após dez
dias de tomadas consecutivas, permitiu obter valores que, posteriormente, foram
adicionados ou subtraídos (correção aditiva e subtrativa) dos respectivos valores
horários dos sensores, tornando-os comparáveis aos da estação, conforme tabela
abaixo.
Tabela 1. Dados referentes à correção aditiva e subtrativa aplicada aos valores dos sensores.
3horário (horas) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 2
temp. (°C) 0,2 0,1 0,2 0,3 0,3 0,3 0,3 0,4 -0,1 -0,7 -1,0 -1,2 -1,6 -1,3 -1,3 -1,3 -0,8 -0,4 0,3 0,3 0,1 0,3 0,4 0,3
umid. rel. (%) -11,5 -11,0 -10,7 -10,4 -10,5 -11,1 -11,0 -10,9 -7,8 -6,3 -4,4 -2,6 -2,6 -3,6 -3,9 -4,5 -6,3 -9,6 -13,6 -12,1 -11,5 -12,2 -12,6 -11,8

A análise dos dados consistiu na sua transformação em tabelas, juntamente
com o cálculo das médias, máximas e mínimas diárias, e a sua representação em
forma gráfica, revelando aspectos do comportamento geral dos elementos
climáticos, dado pela evolução temporal da temperatura e umidade relativa do ar em
cada um dos postos. Num segundo momento passou-se à análise de situações
horário-diárias específicas (neste caso, uma série de dias com valores de
temperatura superiores a 30°C), dentro do segmento temporal elencado.
A obtenção e interpretação das imagens de satélite meteorológico e cartas
sinóticas (disponíveis em www.inpe.cptec.br e www.mar.mil.br) a partir da
identificação dos centros de alta e baixa pressão atmosféricos e padrões de
nebulosidade foram fundamentais à definição dos sistemas atmosféricos atuantes na
ocasião e, por extensão, dos tipos de tempo no decorrer do período de mensuração.
Os resultados foram obtidos tendo em conta a relação da “curva” de variação
dos elementos climáticos (temperatura e umidade relativa do ar), nos diferentes
locais e horários, com as características físicas do ambiente de coleta (relevo, uso
da terra etc.) e do tipo de tempo no dia, decorrentes da repercussão espacial dos
sistemas atmosféricos em superfície. O comportamento habitual ou o traço mais
recorrente na evolução horário-diária dos elementos climáticos, revelado pela
variação dos elementos climáticos em termos de duração, freqüência e intensidade,
foram tomados como indicadores do maior ou menor grau de modificação imposto
pela superfície às características do ar.
32

4. Resultados e Discussão
A análise preliminar dos dados obtidos pelas estações amostrais indicaram
dois períodos distintos de comportamento dos elementos climáticos analisados. O
cálculo das médias de temperatura e umidade relativa do ar para o período em
estudo (15/10 a 26/11/2012) indicam duas situações predominantes quanto ao
comportamento atmosférico em todas as estações. Até a primeira semana de
novembro, registrou-se média elevada para a temperatura do ar (pico de 28,7°C na
estação Pampulha) e a consequente redução da umidade relativa do ar (até 29,6%
na estação INMET/UFMG).
A primeira metade da série de dados teve o comportamento e a variação dos
elementos climáticos associados ao Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul, sistema
de alta pressão que inibe a formação de nuvens e a consequente precipitação e
disponibilidade de vapor d'água na atmosfera. A segunda sequência de dados com
comportamento homogêneo em todos os pontos esteve associada a uma zona de
convergência de umidade (ZCOU). A umidade vinda da Amazônia e o deslocamento
de sistemas frontais para latitudes mais baixas resultaram na perda de força do
anticiclone que estava estacionado. O aumento expressivo da umidade relativa do ar
(pico médio de 82,8% no posto do bairro Sion) e a queda nas médias de
temperatura do ar (mínima média de 17,8°C também na estação Sion) são
justificados pelo aporte de umidade fornecido pela instabilidade temporal típica de
uma ZCOU. As nuvens do tipo cúmulos e cumulonimbus, estacionadas sob a capital
mineira no período em questão, ainda atuaram de modo a impedir a entrada de
radiação solar direta e o consequente aquecimento da superfície, considerando,
também, o albedo (índice de reflectância) desses sistemas de nuvens, que variam
entre 70% a 90%, segundo Mendonça & Danni-Oliveira, (2007). Os dados brutos
registraram mínimo de temperatura do ar em 14,5°C e umidade relativa do ar
máxima de 91,2%, ambas na estação Sion. A variação média dos elementos
climáticos analisados no período em estudo pode ser visualizada nos gráficos 1 e 2,
a seguir.
Gráfico 1. Variação média da temperatura do ar no período analisado.
33

Gráfico 2. Variação média da umidade relativa do ar no período analisado.
Contudo, independentemente da atuação de determinado sistema atmosférico
e a homogeneidade no comportamento das variáveis climáticas de modo geral, cada
estação terá uma repercussão totalmente diferente quando se trabalha em menores
escalas e com a variação horária da temperatura e umidade relativa do ar. As
propriedades físicas dos materiais constituintes das formas urbanas apresentam
respostas distintas frente aos variados tipos de tempo. A resposta térmica e
higrométrica superficial em área urbana também será diferente daquela encontrada
em área natural (Landsberg, 2006). Sendo assim, e tendo em vista o objetivo central
deste artigo, selecionou-se o intervalo dos dias 27/10 a 30/10 para a análise da
participação urbana na variação dos elementos climáticos, haja vista os valores
elevados de temperatura do ar (acima de 30°C).
A imagem do satélite GOES e as cartas sinóticas da Marinha (figura 2)
permitiram a identificação de um sistema anticiclonal (ASAS) estacionado sobre
grande parte do país, o que justifica as características de tempo quente e estável.
Contudo, os dados horários para o período de três dias sob análise revelam que
cada uma das quatro estações se comportou de maneira diferente frente aos efeitos
da célula de alta pressão.
34

Figura 2. Imagem do satélite GOES (banda vísivel) para o dia 28/10/12, às 15h, e carta sinótica da
Marinha para o mesmo dia, às 12h.
A estação Sion, localizada no ponto mais alto dentre as quatro trabalhadas
(1025 metros), foi a que apresentou menores valores absolutos de temperatura do ar
(mínimo de 21,2°C.), justificada pela altitude e melhores condições de ventilação
(posição topográfica de topo de vertente). Nessas condições a atenuação da
temperatura pela altitude e a remoção de calor pela circulação do ar, inibe a sua
conservação.
Contudo, os dados da estação Pampulha, localizada em patamar altimétrico
menor (850 metros), apresentaram os maiores picos de temperatura, tanto para
valores máximos (38,6°C), quanto para valores mínimos (20,9°C), conforme gráfico
3. A grande amplitude térmica observada está relacionada a dois fatores: ao uso e
cobertura do solo (densamente urbanizado), resultado de acentuado processo de
ocupação, e à localização do ponto em topografia próxima ao fundo de vale.
Materiais como o asfalto, cobertura cerâmica e concreto possuem propriedades
físicas favoráveis à gênese desse padrão de aquecimento/resfriamento, como os
baixos índices de reflectância da radiação solar e o baixo calor específico (rápido
aquecimento durante o dia), associado à pequena espessura de tais materiais nas
habitações, que não permite a conservação do calor (perda para a atmosfera,
sobretudo no período da noite). Em relação à topografia deve-se acrescentar a
situação do posto em termos de exposição de vertente, neste caso para o noroeste,
o que implica em maior carga de energia recebida por unidade de área durante o
dia, quando comparada às demais fácies e o estabelecimento de circulação de
montanha/vale. Essa vertente, por ser relativamente bem encaixada, está sujeita ao
padrão de circulação de ventos catabáticos, caracterizado pela descida do ar frio
para níveis altimétricos menos elevados em direção ao talvegue, forçando a
ascendência do ar quente ali estagnado, no período da noite, sob condições de
tempo estável. Durante o dia e com o aquecimento da superfície esse padrão de
circulação se inverte e o ar semi-confinado dos fundos de vale aquece e segue
trajetória ascendente para as partes mais elevadas da vertente.
35

Gráfico 3. Variação da temperatura do ar em intervalo horário (27/10 a 30/10).
Fato interessante a ser destacado é a variação da temperatura do ar na
estação INMET/UFMG, localizada no interior de um parque ecológico com
vegetação de porte arbóreo bem preservada. Mesmo com os valores de umidade
relativa do ar bem abaixo do comum, visto que a série de dados se trata de um
período quente e estável, a estação ainda apresentou os maiores percentuais
(juntamente com o posto Sion), variando de 20% a 71% (gráfico 4). Contudo, o valor
de umidade mais elevado não se traduziu em temperaturas baixas, uma vez que a
estação INMET/UFMG foi a que registrou os segundos maiores valores
(ultrapassando frequentemente os 34,0°C nos horários de maior ângulo de
incidência solar), atrás apenas da estação Pampulha. Esse fato está associado ao
patamar altimétrico bem semelhante ao da estação anterior (869 metros) e às
condições topográficas, visto que o posto em questão está instalado no ponto mais
alto da Estação Ecológica da UFMG (topo de morro) e, portanto, exposto à radiação
solar direta, além da pressão urbana dos arredores.
Gráfico 4. Variação da umidade relativa do ar em intervalo horário (27/10 a 30/10).
36

Já na estação Barreiro, instalada em patamar altimétrico próximo ao do
encontrado na estação Sion (1000 metros), os valores de temperatura e umidade
relativa do ar foram semelhantes. Mesmo sob efeito de forte pressão urbana,
principalmente se comparado às demais estações, a posição topográfica do posto
do bairro Barreiro favorece a dissipação de energia, uma vez que a vertente está
voltada para sudoeste e recebe menor quantidade de radiação solar. O fator altitude,
como também observado no posto Sion, tem peso relevante na estruturação dos
valores absolutos de temperatura e umidade relativa do ar (pico mínimo de 21,4ºC e
máximo de 63,8%, respectivamente).
Contudo, nota-se que as formas urbanas também tem papel importante na
produção de calor, uma vez que é possível observar diferenças de até 3,0°C entre a
estação Barreiro (densamente urbanizada por casas e habitações de menor porte) e
a estação Sion (com área ocupada principalmente por prédios bem esparsados e
com mais de dez andares).
A análise dos dados médios do período estudado, somada à análise horária
de uma situação específica permitiu destacar a participação do relevo na
configuração do campo térmico e higrométrico de Belo Horizonte. Os quatro pontos
analisados neste primeiro momento apresentaram relativa homogeneidade no
comportamento dos elementos climáticos analisados (temperatura e umidade
relativa do ar) quando visualizadas do ponto de vista dos controles atmosféricos.
Contudo, a variação horária dos elementos climáticos (revelada pela análise horária)
permitiu identificar diferentes comportamentos para cada um dos postos frente ao
mesmo sistema atmosférico atuante, o que permite concluir que cada espaço de
Belo Horizonte terá sua dinâmica climática substancialmente associada ao relevo e
ao tipo de uso e ocupação do solo. Portanto, deve-se levar em consideração esses
dois componentes ao se pensar em ações de gestão que visem amenizar produtos
negativos do Sistema Clima Urbano.
6. Agradecimentos
Os autores agradecem à FAPEMIG pela aquisição dos sensores data-logger
com recurso de projeto (proc. APQ-00254-11) e à Universidade Federal de Minas
Gerais, através da Pró-Reitoria de Extensão, pela concessão de bolsa de iniciação
científica e à Pró-reitoria de Graduação pelo apoio financeiro para participação no
evento.
37

ASSIS, W.L. O sistema clima urbano do município de Belo Horizonte na perspectiva têmporo-
espacial. Tese (Doutorado em Geografia), DG/IGC/UFMG, Belo Horizonte, 2010.
LANDSBERG, H. E. O clima das cidades. Revista do Departamento de Geografia, 16. 2006. Pg. 95-
111.
MACHADO, F. L. V.; BASTOS, L. G.; MONTEIRO, H. C. Diversidade topo e microclimática no
Aglomerado da Serra e Parque da Mangabeiras, Belo Horizonte - MG. Anais do XII Simpurb,
2011.
MENDONÇA, F.; DANNI-OLIVEIRA, I. M. Climatologia: noções básicas e climas do Brasil. São
Paulo: Oficina de Textos, 2007. 206p.
MONTEIRO, C. A. F.; MENDONÇA, F. Clima Urbano. São Paulo: Ed. Contexto, 2003.
OKE, T. R. Boundary Layer Climates. London and New York: Ed. Methuen, 1978.
38

O uso de Geotecnologia na Análise da Dinâmica do uso da Terra e do Índice de
Vegetação na Subprefeitura Sé na Cidade de São Paulo-SP
1
Bruna Luiza Pereira de Jesus
2
Magda Adelaide Lombardo
1
Universidade de São Paulo – USP
brunajesus21@hotmail.com
2
Universidade Estadual de São Paulo - UNESP
lombardo@rc.unesp.br
Resumo
O presente artigo teve como objetivo realizar uma análise do uso da terra e a supressão da
vegetação nas áreas consideradas críticas na Subprefeitura Sé, localizada na região central da
cidade de São Paulo, o que permite definir critérios para requalificação ambiental. O uso das
geotecnologias empregado como identificador e caracterizador da dinâmica do uso da terraem duas
épocas distintas (2002 e 2009), pelo sensor do IKONOS e QUICKBIRD para a caracterização das
diferentes classes representativas dos elementos constitutivos intra-urbanos (edificação, área não
construída e tipos de superfícies) da área estudada. Foi estruturado um banco de dados
georreferenciados em SIG (Sistema de Informações Geográficas) combinando diferentes atributos
das áreas amostradas produzindo como resultado mapas temáticos. Com auxilio de índices foram
medidos as porcentagens de áreas verdes disponíveis na Subprefeitura Sé. Concluiu-se que durante
o período estudado houve o reflorestamento, porém, sem preocupação com o planejamento, não
contribuindo assim, para amenizar as altas temperaturas apresentada pelo centro urbano. O índice
também apontou um alto desequilíbrio entre as variáveis áreas construídas versus áreas verdes, o
que demostrou a escassez de áreas verdes. Sendo assim, com base na análise das diversas
variáveis envolvidas propôs-se estratégias para subsidiar políticas públicas e planejamento urbano.
Palavras chave: uso e ocupação da terra, áreas verdes e geotecnologias.
Abstract
This paper aims to perform an analysis of the use and occupation of land and the removal of
vegetation in areas considered critical in Subprefecture Sé, located in the central city of São Paulo,
which lets you set criteria for environmental rehabilitation. The use of geotechnology as employee
identifier and characterization of the dynamics of the use and occupation of land in two different
seasons (2002 and 2009), the IKONOS and QuickBird sensor for the characterization of different
classes representing the intra-urban constituent elements (building, area not built and types of
surfaces) of the studied area. We built a database of georeferenced data in GIS (Geographic
Information System) combining different attributes of the sampled areas as a result producing thematic
maps. With the aid of indices were measured percentages of green areas available in Subprefecture
Sé was concluded that during the period studied there was reforestation, however, without concern for
the planning, not contributing to mitigate the high temperatures presented by urban center. The index
also showed a high imbalance between variables constructed areas versus green areas, which
demonstrated the lack of green areas. Therefore, based on the analysis of several variables involved
was proposed strategies to support public policies and urban planning.
Keywords: use and occupation of land, green areas and geotechnology.
39

1. Introdução
O processo de expansão urbana geram impactos no ambiente que são
intensificados pelas constantes mudanças do espaço, causando um desequilíbrio na
natureza e nas interações atmosfera-Terra. Nas áreas urbanas os sistemas naturais
são os que mais sofrem alterações, causadas pela ação antrópica, principalmente
por conta dos elementos que constituem a cidade como a ausência de áreas verdes,
impermeabilização do solo, que impossibilitam a infiltração da água das chuvas,
modificando o regime de escoamento superficial e de evaporação d’água do solo, o
que implica na redução da umidade relativa do ar e na distribuição de energia, uma
vez que os valores de calor sensível e latente são influenciados em função do tipo
de cobertura do solo. Portanto, a caracterização da área de estudo quanto aos
aspectos da paisagem, ao processo histórico de uso da terra(2002 a 2009) e a
dinâmica populacional atual torna-se importante para a compreensão das distintas
formas de apropriação desta parcela do território ao longo dos anos e os seus
reflexos na composição do espaço geográfico. Segundo Lombardo (1985): “Uma
metrópole sem planejamento adequado do uso do solo, com ausência de
parâmetros adequados de verticalização e ocupação, sobretudo onde ela cresce a
uma velocidade rápida e com poucos recursos técnicos, pode colocar em risco a
qualidade de vida dos seus habitantes”, sendo assim, Lombardo (1985) esclarece
que as cidades contribuem para a alteração do balanço de energia, gerando bolsões
sobre as áreas urbanas, denominadas ilhas de calor. Esse fenômeno reflete a
interferência do homem na dinâmica dos sistemas ambientais.
Para a identificação e compreensão desses fenômenos, o Sensoriamento
Remoto tem sido um grande aliado, pois, segundo Lombardo (1994, p. 161), a
utilização de produtos de sensoriamento remoto em estudos urbanos pode ser feita
sob duas escalas de análise principais: estudos inter-urbanos, em que a análise é
voltada ao conhecimento sobre o sistema urbano geral e em sua relação com os
espaços municipal e regional mais amplos, e estudos intra-urbanos, em que a
análise é direcionada a estrutura interna das cidades. Dentre as diversas aplicações,
o emprego do Sensoriamento Remoto nesses estudos é realizado com a finalidade
de analisar as tendências de expansão da mancha urbana, diagnosticar impactos
ambientais decorrentes ou não deste crescimento, mapear a cobertura vegetal e os
tipos de uso do solo.
Nos estudos inter e intra-urbanos, de acordo com os objetivos a serem
alcançados, é comum o uso de imagens geradas por sensores aéreos (fotografias
aéreas, em escala grande – 1:1000 – para estudos intra-urbanos), e por sensores
orbitais (especialmente QUICKBIRD e IKONOS - para os inter-regionais). Nesta
pesquisa, dada a necessidade de realizar um acompanhamento temporal das
mudanças ocorridas na mancha urbana da Subprefeitura Sé, localizada na região
central do município de São Paulo, foram priorizadas as imagens produzidas por
sensores orbitais IKONOS, QUICKBIRD e LANDSAT.
40

2. Metodologia
A pesquisa foi realizada na cidade de São Paulo – Brasil. Dentro desta área
urbana foi selecionada a região central denominada como Subprefeitura da Sé, que
é composta pelos seguintes distritos: Bela Vista, Bom Retiro, Cambuci, Consolação,
Liberdade, República, Santa Cecília e Sé. Esta área foi escolhida como objeto de
estudo por apresentar um desordenado adensamento urbano.
Foram utilizadas imagens de satélite IKONOS e QUICKBIRD para classificar a
área de estudo em dois períodos distintos (2002 e 2009). O geoprocessamento foi
obtido através do MultiSpec Application 3.3, que serviu como base geral para a
classificação supervisionada, com o auxilio das imagens foi possível a identificação
visual dos alvos na área urbana para a confecção dos treinadores e auditores da tal
classificação. Para avaliar estatisticamente a exatidão do mapeamento temático
utilizou-se a estatística Kappa (Landis & Kock, 1977, Moreira, 2003 apud Silva,
2004).
Para estudar a composição das variáveis e medir seus índices obtidos nas
imagens de satélite, seguiu-se os índices proposto por (Silva, 2004):
(1)
PAI = ELA
(ELA+ELI) onde:
PAI= Proporção de Espaço Livre Arborizado ELA por Espaço Livre
Impermeabilizado somando-se ainda ao ELA. O ELA é a somatória de todas as
áreas de copa de árvores e arbustos detectada na imagem compreendendo o que
existe atualmente de cobertura da Subprefeitura imageada. O ELI é a totalidade de
espaços não construídos, ou seja, livres, contudo impermeabilizados por concreto,
asfalto ou outro material. Na fórmula do PAI usa-se a divisão pela soma de ELA e
ELI para que o valor esteja limitado entre 0 e 1 sendo 1 o máximo desempenho de
um bairro neste índice.
(2)
PAC = ELA
(ELA + EC) onde:
PAC= Proporção de Espaço Livre Arborizado (ELA) por Espaço Construído
(EC) somando-se ainda o (ELA). O EC é a somatória de todas as coberturas
encontradas na imagem de satélite e quantifica o espaço construído, ou seja, o
espaço fechado ou não livre. Tais estruturas urbanas não podem ser ocupadas com
vegetação. Assim como o PAI o PAC só poderá atingir o valor máximo de 1.
(3)
PAV= ELA
(ELA+ELH) onde:
PAV= Proporção de Espaço Livre Arborizado (ELA) por Espaço Livre Herbáceo
(ELH) somando-se ainda a (ELA) e caracterizando o Espaço Livre Vegetado que é a
cobertura vegetal. O ELH é o somatório de todos os espaços com grama e outras
41

herbáceas quantificados pela imagem de satélite perfazendo um espaço
naturalmente potencial para o plantio de árvores. O máximo de desempenho nesse
índice também será expresso pelo valor 1. Quando o índice for próximo de 1 indicará
que os espaços de cobertura vegetal já estão tomados por árvores e arbustos não
havendo mais espaços livres herbáceos para serem ocupados por árvores.
(4)
IFU= PAI + PAC onde:
IFU= Índice de Floresta Urbana. O IFU pode variar entre valores de 0 a 2 sendo
um indicador para a valorização de espaços urbanizados relacionados com os outros
constituintes do meio tais como: ruas, calçadas, casas e edifícios. Todos esses
elementos urbanos estão presentes para a quantificação do desempenho das
árvores em “tratar” a cidade, melhorando as condições ambientais para a vida.
3. Resultados e Discussões
Com a utilização das imagens de satélite IKONOS (2002) e QUICKBIRD (2009)
da Subprefeitura Sé, foi possível extrair diversas variáveis para a análise da
supressão da vegetação da área de estudo nos dois períodos distintos por meio de
um programa de geoprocessamento e posteriormente cruzar com dados da
densidade demográfica. Tendo em vista a diferença de resolução das imagens de
satélite IKONOS (1metro) e QUICKBIRD (60 centímetros), algumas dificuldades
foram encontradas durante a classificação, mas superadas na compreensão dos
resultados obtidos. Nas (Figuras 1 e 2) é possível observar a classificação
supervisionada da área da Subprefeitura Sé em dois períodos (2002 e 2009), por
meio dessa classificação temática foi possível quantificar diferentes variáveis como:
vegetação, asfalto, telhados entre outros, obtendo se valores totais de cada tipo de
cobertura.
42

Figura 1- Tela de exibição do ArcMap 9 – ArcView 9.3 mostrando a classificação supervisionada da
Subprefeitura Sé, obtida pela imagem de satélite IKONOS (2002).
Fonte: Jesus (2013).
Figura 2- Tela de exibição do ArcMap 9 – ArcView 9.3 mostrando a classificação supervisionada da
Subprefeitura Sé, obtida pela imagem de satélite QUICKBRD (2009).
As estatísticas Kappa e exatidão geral obtidas das matrizes de erro das
classificações supervisionadas estão contidas na (Tabela 1), as quais comprovam a
exatidão do mapeamento como excelente, 80 a 100% (LANDIS & KOCH, 1977).
43

Tabela 1- Exatidão geral e valores Kappa obtidos para as classificações automáticas supervisionadas,
ivas das classes obtidas nas classificações foram
org
Tabela 2- Proporções relativas para classes de cobertura do espaço da Subprefeitura Sé – São Paulo.
sus (2013)
na subprefeitura Sé – São Paulo, obtidas pelas imagens de satélites.
As proporções relat
anizadas na (Tabela2) de acordo com a imagem e o ano correspondente. Nota-se
que houve um conflito na classificação supervisionada com relação a diferenciação
dos pixels da variável asfalto versus telha escura, pois, dois fatores dificultaram a
distinção de ambas, primeiramente o fato de vários prédios apresentarem uma
cobertura com materiais semelhante ao asfalto (cor e composição) e devido a
diferença de resolução das imagens como anteriormente mencionado. Outra
variável, a telha cinza, apresentou queda de porcentagem considerada acentuada
durante o período, que pode ser justificada pelo alto índice de poluição (com
presença de partículas sólidas), acumulada na região central de São Paulo, onde
está localizada a área de estudo, contanto, a tendência das telhas com coloração
mais claras, no caso cinza, logo ganham cores mais escuras. Esse fato pode ser
observado se comparar as variações das porcentagens da variável telha cinza
versus telha escura (Tabela 2) nos distintos anos.
Fonte: Je
44

Estudo de anomalias de chuva na UGRHI-4-Pardo

Estudo de anomalias de chuva na UGRHI-4-Pardo

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

Ähnlich wie Estudo de anomalias de chuva na UGRHI-4-Pardo

Ähnlich wie Estudo de anomalias de chuva na UGRHI-4-Pardo (20)

Estudo de anomalias de chuva na UGRHI-4-Pardo