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1
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAU
(UFPI)
Ncleo de Referncia em Cincias Ambientais do Trpico Ecotonal do Nordeste
(TROPEN)
Programa Regional de Ps-Graduao em Desenvolvimento e Meio Ambiente
(PRODEMA)
Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente
(MDMA)
ALTERAES CLIMTICAS EM TERESINA-PI DECORRENTES DA
URBANIZAO E SUPRESSO DE REAS VERDES
SNIA MARIA RIBEIRO FEITOSA
TERESINA - PI
2010
2
SNIA MARIA RIBEIRO FEITOSA
ALTERAES CLIMTICAS EM TERESINA - PI DECORRENTES DA
URBANIZAO E SUPRESSO DE REAS VERDES
Dissertao apresentada ao Programa Regional de
Ps-Graduao em Desenvolvimento e Meio
Ambiente da Universidade Federal do Piau
(PRODEMA/UFPI/TROPEN), como cumprimento s
exigncias para a obteno do ttulo de Mestre em
Desenvolvimento e Meio Ambiente. rea de
Concentrao: Desenvolvimento do Trpico Ecotonal
do Nordeste. Linha de Pesquisa: Polticas de
Desenvolvimento e Meio Ambiente.
Orientadora: Prof. Dra. Jara Maria Alcobaa Gomes
Co-orientador: Prof. Dr. Carlos Sait P. de Andrade
TERESINA - PI
2010
3
FICHA CATALOGRFICA
Universidade Federal do Piau
Biblioteca Comunitria Jornalista Carlos Castello Branco
Servio de Processamento Tcnico
F311a Feitosa, Snia Maria Ribeiro
Alteraes climticas em Teresina-PI decorrentes da
urbanizao e supresso de reas verdes/Snia Maria Ribeiro
Feitosa.- 2010.
112 f.: il.
Dissertao (Mestrado em Desenvolvimento e Meio
Ambiente) - Universidade Federal do Piau, 2010.
Orientao: Profa. Dr
a. Jara Maria Alcobaa Gomes
Co-orientao: Prof. Dr. Carlos Sait P. de Andrade
1.Meio Ambiente. 2.Alteraes Climticas. 3. Meteorologia.
I. Ttulo.
CDD: 574.5
4
SNIA MARIA RIBEIRO FEITOSA
ALTERAES CLIMTICAS EM TERESINA - PI DECORRENTES DA
URBANIZAO E SUPRESSO DE REAS VERDES
Dissertao apresentada ao Programa Regional de
Ps-Graduao em Desenvolvimento e Meio
Ambiente da Universidade Federal do Piau
(PRODEMA/UFPI/TROPEN), como cumprimento
s exigncias para a obteno do ttulo de Mestre em
Desenvolvimento e Meio Ambiente. rea de
Concentrao: Desenvolvimento do Trpico
Ecotonal do Nordeste. Linha de Pesquisa: Polticas
de Desenvolvimento e Meio Ambiente.
Aprovada em___/___/ 2010
BANCA EXAMINADORA
_______________________________________________
Prof. Dra. Jara Maria Alcobaa Gomes
TROPEN/PRODEMA/UFPI
Orientadora
__________________________________________
Pesquisador Dr. Aderson Soares de Andrade Jnior
Embrapa Meio Norte
__________________________________________
Prof. Dr. Jos Machado Moita Neto
TROPEN/PRODEMA/UFPI
5
A Deus, motivo maior da minha existncia.
A minha me (in memoriam) e meu pai,
exemplo de honestidade e pai dedicado.
Aos meus amados filhos Lorena, Ruan e
Targas (in memoriam).
Ao meu esposo Bebeto e meus irmos Walber,
Clia, Celma, Wagner, Joaquim Filho, Solange,
Wagjon e Walcler, e demais membros da famlia,
Dedico este trabalho.
6
Agradecimentos
A Deus, por ter me segurado nas horas em que ameaava fraquejar.
A minha orientadora, Prof. Dra. Jara Maria Alcobaa Gomes por ter me conduzido
durante o desenvolvimento da pesquisa com apoio, seriedade e competncia - peas essenciais
para a realizao deste trabalho.
Ao Programa de Ps-Graduao em Desenvolvimento e Meio Ambiente.
MDMA/PRODEMA/TROPEN/UFPI, pela estrutura didtico-cientfica representado por seus
professores.
Fundao Centro de Pesquisas Econmicas e Sociais do Piau (Fundao CEPRO), por
minha liberao durante a realizao do curso.
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria (Embrapa Meio-Norte), representada
pelo Dr. Aderson Soares de Andrade Jnior, pelo fornecimento dos dados meteorolgicos e
sugestes ao trabalho.
Ao Prof. Dr. Carlos Sait P. de Andrade pela co-orientao, presteza e pacincia.
Ao Prof. Dr. Jos Machado Moita Neto pela orientao estatstica e valiosas sugestes
que enriqueceram a fundamentao do estudo.
Ao apoio administrativo da secretaria do TROPEN, nas pessoas da Sra. Maridete de
Alcobaa Brito e do Sr. Joo Bastista Arajo.
Ao meu sempre amado filho Targas que apesar de sua ausncia fsica, espiritualmente,
sempre esteve torcendo por mim e me incentivando.
Aos meus filhos Ruan e Lorena, por terem entendido o significado desta caminhada
para mim, sempre me apoiando e compreendendo a falta que lhes fiz e as vezes que no pude
atend-los.
Aos demais membros da famlia por terem compartilhado comigo momentos alegres e
tambm os difceis.
amiga Profa. Margarita Maria Lpez Gil, pela construo do abstract.
Aos colegas de mestrado, em especial Marianne Goretti Leal pelo companheirismo e
Maria do Socorro Barbosa Santos pela cooperao, presteza e amizade.
Aos colegas do Laboratrio de Socioeconomia (LASE), Danilo, Vera e em especial
Emiliana, pelos momentos de estudo e de descontrao.
7
LISTA DE ILUSTRAES
Fluxograma 1 Localizao do permetro urbano de Teresina no Piau/Brasil/Mundo proximidades.
34
Imagem 1 Localizao da Embrapa Meio-Norte e extenso de reas verdes nas proximidades
37
Quadro 1 Testes usados na verificao de significncia das diferenas entre as
mdias de temperatura mdia do ar, temperatura mxima do ar,
temperatura mnima do ar, umidade relativa do ar e precipitao
pluviomtrica por ano, ms perodo (1977 a 1991 e 1992 a 2009) e
estaes (chuvosa e seca) em Teresina PI no perodo de 1977 a 2009.
41
Figura 1 Mapas da evoluo urbana de Teresina - PI no perodo de 1850 a 2002. 49
Imagem 2 Imagem do stio urbano de Teresina - PI, captada no dia 14/08/1989, pelo satlite Landsat 5, e composio colorida (a) e imagem
classificada do stio urbano de Teresina captada pelo satlite Landsat 5
no dia 14/08/1989 (b).
53
Imagem 3 Imagem do stio urbano de Teresina PI, captada no dia 9/11/2009, pelo satlite Landsat 5, e composio colorida (a) e imagem
classificada do stio urbano de Teresina PI captada pelo satlite
Landsat 5, no dia 9/11/2009 (b).
55
Imagem 4 Imagem do campo termal da cidade de Teresina-PI transformada em temperatura do ar no dia 14/08/1989 (a) e no dia 09/11/2009 (b), a
partir do satlite Landsat 5 banda 6.
59
Imagem 5 Imagem de satlite Goes 7 referente ao dia 14/08/1989 s 18: 00 TMG (a) imagem do satlite GOES 10 referente ao dia 9/11/2009 s 15: 00
TMG.
62
Grfico 1 Temperatura mdia do ar anual referente perodo de 1977 a 2009 em Teresina Piau.
65
Grfico 2 Temperatura mdia do ar mensal referente aos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 em Teresina Piau.
69
Grfico 3 Temperatura mxima do ar anual referente ao perodo de 1977 a 2009, em Teresina Piau.
71
Grfico 4 Temperatura mxima do ar mensal referente aos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 em Teresina PI.
73
Grfico 5 Temperatura mnima do ar anual referente ao perodo de 1977 a 2009, em Teresina Piau.
75
Grfico 6 Temperatura mnima do ar mensal referente aos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 em Teresina PI.
78
Grfico 7 Evoluo da temperatura do ar (mnima, mdia e mxima) na estao 80
8
chuvosa (jan-fev-mar-abr-maio) e estao seca/b-r-o-br (set-out-nov-
dez) em Teresina PI nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009.
Grfico 8 Umidade relativa do ar anual referente ao perodo de 1977 a 2009 em Teresina PI.
83
Grfico 9 Comportamento mensal da umidade relativa do ar e da temperatura do ar (mxima, mdia e mnima) no perodo de 1977 a 2009 em Teresina -
PI.
85
Grfico 10 Umidade relativa do ar mensal referente aos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 em Teresina PI.
87
Grfico 11 Precipitao pluviomtrica anual referente ao perodo de 1977 a 2009, em Teresina - PI.
89
Grfico 12 Comportamento mensal da precipitao pluviomtrica e temperatura mdia do ar no perodo de 1977 a 2009 em Teresina - PI.
91
Grfico 13 Precipitao pluviomtrica mensal referente aos perodos de 1977 a
1991 e 1992 a 2009 em Teresina PI.
92
Grfico 14 Temperatura mdia do ar (regresso linear) e estatsticas u(tn) e u*(tn)
de Mann-Kendall.
93
Grfico 15 Temperatura mnima do ar (regresso linear) e estatsticas u(tn) e
u*(tn) de Mann-Kendall.
95
Grfico 16 Temperatura mxima do ar (a), umidade relativa do ar (b), e
precipitao pluviomtrica (c) (regresso linear) e estatsticas u(tn) e
u*(tn) de Mann-Kendall.
96
9
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Evoluo da populao de Teresina PI no perodo de 1940 a 2009. 46
Tabela 2 Classificao e quantificao de elementos presentes no permetro
urbano de Teresina - PI, a partir do georeferenciamento e
geoprocessamento de imagens do satlite Landsat 5 em 1989 e
2009.
56
Tabela 3 Teste t entre as mdias dos perodos de 1977 a 1987, 1988 a 1998
e 1999 a 2009 em Teresina PI.
67
Tabela 4 Teste t entre as mdias de temperaturas mdia do ar da estao
chuvosa e da estao seca (b-r-o-br) de Teresina PI referentes ao
perodo de 1977 a 2009.
68
Tabela 5 Teste t entre as mdias de temperatura mdia do ar dos perodos
de 1977 a 1991 a 1992 a 2009 em Teresina PI.
69
Tabela 6 Teste t entre as mdias de temperatura mxima do ar da estao
chuvosa e da estao seca (b-r-o-br) de Teresina PI referentes ao
perodo de 1977 a 2009.
72
Tabela 7 Teste t entre as mdias de temperatura mxima do ar dos perodos
1977 a 1991 e 1992 a 2009, em Teresina PI.
72
Tabela 8 Teste t entre as mdias de temperatura mnima do ar da estao
chuvosa e da estao seca (b-r-o-br) de Teresina PI referentes ao
perodo de 1977 a 2009.
76
Tabela 9 Teste t entre as mdias de temperatura mnima do ar em Teresina
PI referentes aos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009.
77
Tabela 10 Teste t entre as mdias de umidade relativa do ar da estao
chuvosa e da estao seca (b-r-o-br) de Teresina PI referentes ao
perodo de 1977 a 2009.
84
Tabela 11 Teste t entre as mdias de umidade relativa do ar dos perodos de
1977 a 1991 e 1992 a 2009 em Teresina PI.
86
Tabela 12 Teste t entre as mdias de precipitao pluviomtrica da estao
chuvosa (jan-fev-mar-abr-maio) e da estao seca (b-r-o-br) de
Teresina PI referentes ao perodo de 1977 a 2009.
90
Tabela 13 Teste t entre as mdias de precipitao pluviomtrica dos
perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 em Teresina PI.
92
Tabela 14 Teste de tendncia dos elementos meteorolgicos referentes aos 12
meses do ano do perodo de 1977 a 2009.
93
10
Tabela 15 Teste de tendncia dos elementos meteorolgicos referentes
estao seca do ano do perodo de 1977 a 2009.
97
Tabela 16 Teste de tendncia dos elementos meteorolgicos referentes
estao chuvosa do ano do perodo de 1977 a 2009.
98
11
SUMRIO
1 INTRODUO ................................................................................................
16
2 CLIMA E AMBIENTE URBANO .................................................................. 18
2.1 Clima e seus fatores de influncia ....................................................................... 18
2.2 Efeitos da urbanizao sobre o clima .................................................................. 21
2.3 Influncia das reas verdes na formao do clima urbano ................................. 26
2.4 Temperatura da superfcie a partir de imagem de satlite .................................. 31
3 METODOLOGIA ............................................................................................ 33
3.1 Localizao e caractersticas bsicas da rea de estudo ....................................... 33
3.2 Procedimentos e aquisio das informaes ........................................................ 35
3.2.1 Urbanizao e vegetao ..................................................................................... 35
3.2.2 Campo trmico da superfcie do solo .................................................................. 36
3.2.3 Dados meteorolgicos .......................................................................................... 37
3.2.3.1 Escolha da fonte de informaes ......................................................................... 38
3.2.3.2 Limitaes das informaes ................................................................................. 39
3.3 Anlise estatstica dos dados meteorolgicos....................................................... 39
4 MUDANAS AMBIENTAIS NA CIDADE DE TERESINA
..DECORRENTES DA EVOLUO URBANA
..........................................................................................................
45
4.1 Populao e urbanizao de Teresina ............................................................... . 45
4.2 Arborizao em Teresina .....................................................................................
50
4.3 Campo trmico da superfcie de Teresina - PI ...................,................................ 58
5 ALTERAES CLIMTICAS EM TERESINA .......................................... 64
5.1 Temperatura mdia do ar anual ............................................................................ 64
5.1.1 Temperatura mdia do ar mensal nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 68
12
5.2 Temperatura mxima do ar anual......................................................................... 70
5.2.1 Temperatura mxima do ar mensal nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009
72
5.3 Temperatura mnima do ar anual ......................................................................... 74
5.3.1 Temperatura mnima do ar mensal nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009
76
5.3.2 Comparao das temperaturas do ar (mxima, mnima e mdia) entre o perodo
chuvoso (jan-fev-mar-abr-maio) e o perodo seco (set-out-nov-dez).
79
5.4 Umidade relativa do ar anual ............................................................................... 82
5.4.1 Umidade relativa do ar mensal nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 ...... 85
5.5 Precipitao pluviomtrica anual.......................................................................... 88
5.5.1 Precipitao pluviomtrica mensal nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009. 91
5.6
Anlise da tendncia climtica de Teresina PI a partir do teste de Mann-
Kendall ...........................................................................................................
.
93
6 CONCLUSO .................................................................................................. 99
REFERNCIAS ..............................................................................................
.
100
APNDICES ..................................................................................................... 107
13
LISTA DE SIGLAS
AGRITEMPO Sistema de Monitoramento Agrometeorolgico
B-R-O-BR Periodo compreendido pelos meses com nomes terminados pela slaba bro
(setembro-outubro-novembro-dezembro)
CEPAGRI Centro de Pesquisas Meteorolgicas e Climticas Aplicadas Agricultura
EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria
GOES Geostationary Satellite Server
IAV ndice de reas Verdes
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica
INFRAERO Empresa Brasileira de Infra-estrutura Aeroporturia
INMET Instituto Nacional de Meteorologia
INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change
LANDSAT Land Remote Sensing Satellite (Satlite de Sensoriamento Remoto)
NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration (Agncia Nacional
Ocenica e Atmosfrica)
OMM Organizao Meteorolgica Mundial
PMT Prefeitura Municipal de Teresina
Pp Precipitao pluviomtrica
SEMAR Secretaria de Meio Ambiente e Recursos Hdricos, PI
SEMPLAN Secretaria Municipal de Planejamento e Coordenao
SPRING Sistema de Processamento de Informaes Georeferenciadas
SPSS Statistical Package for the Social Sciences (Pacote Estatstico para as
Cincias Sociais)
Tmax Temperatura mxima
Tmed Temperatura mdia
TMG Tempo Mdio de Greenwich
Tmin Temperatura mnima
UNESCO Organizao das Naes Unidas para a Educao, a Cincia e a Cultura
Ur Umidade relativa do ar
WMO World Meteorological Organization
ZCIT Zona de Convergncia Intertropical
14
RESUMO
A urbanizao um fenmeno decorrente do crescimento populacional que acarreta, por meio
de diferentes formas de uso do solo, mudanas no ambiente representadas, especialmente,
pela supresso da vegetao, gerando fatores que alteram o comportamento dos elementos
meteorolgicos e modificam o clima. Teresina, nas ltimas trs dcadas, passou por
transformaes no seu espao fsico, com o elevado crescimento demogrfico entre 1970 e
2009, resultando em expanso de reas construdas em detrimento das reas verdes. O
objetivo geral deste trabalho analisar as alteraes na temperatura mdia do ar, temperatura
mnima do ar, temperatura mxima do ar, umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica
ocorridas na dinmica espacial e temporal do clima provocadas pela expanso urbana e
supresso da vegetao entre 1977 e 2009. Os objetivos especficos so identificar o nvel de
urbanizao e as reas arborizadas, relacionando-as com a tendncia dos elementos
meteorolgicos, nos perodos de 1977 a 1991 e de 1992 a 2009. Foi utilizada a tcnica de
sensoriamento remoto para quantificar a vegetao e rea urbanizada e estimar a temperatura
da superfcie do solo, por meio da composio do campo termal da superfcie. Para validao
dos resultados, os dados meteorolgicos foram submetidos anlise estatstica (teste t,
ANOVA, teste de Mann-Kendall). Os resultados indicaram temperaturas anuais abaixo da
mdia em 1985, sendo 1983 e 1998, os anos mais quentes da srie. Maiores aumentos foram
observados de agosto a novembro, tendo outubro como o ms que apresenta maior mdia de
temperatura do ar. De 1992 a 2009, quando a cidade j havia perdido parte da vegetao, a
temperatura mdia do ar e a temperatura mnima do ar apresentaram-se mais elevadas que o
perodo de 1977 a 1991, no sendo verificada mudana no comportamento da temperatura
mxima do ar, umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica. O aumento da temperatura
mnima do ar pode estar relacionado com evoluo urbana e reduo de reas verdes, e
contribui para o aumento da temperatura mdia do ar.
Palavras-chave: Vegetao. Elementos meteorolgicos. Campo termal. Clima.
15
ABSTRACT
Urbanization is a phenomenon due to population growth that leads, through different forms of
land use, changes in the environment, represented especially by the removal of vegetation,
producing factors that alter the behavior of meteorological elements and change the climate.
Teresina, the last three decades, has undergone transformations in their physical space, with
high population growth between 1970 and 2009, resulting in expansion of built-up areas to
the detriment of green areas. The general objective of this study is to examine the changes in
the average air temperature, minimum temperature, maximum air temperature, relative
humidity and rainfall occurred in the spatial and temporal dynamics of the climate caused by
urban expansion and removal of vegetation between 1977 and 2009. The specific objectives
are to identify the level of urbanization and wooded areas, linking them with the trend of the
meteorological elements in the periods 1977 to 1991 and from 1992 to 2009. It was used the
technique of remote sensing to quantify vegetation and urban area and estimate the
temperature of the soil surface, through the composition of the surface thermal field. To
validate the results, meteorological data were subjected to statistical analysis (t test, ANOVA,
Mann-Kendall). The results showed low average of annual temperatures in 1985 with the
years 1983 and 1998 as the warmest in the series. The biggest increases were observed from
August to November, with October as the month that has a higher average air temperature.
From 1992 to 2009, when the city had lost part of the vegetation, the average and minimum
temperatures of air were more elevated than the period from 1977 to 1991, and was not
verified a change in the behavior of maximum air temperature, neither in the relative humidity
and nor the rainfall. The increase in minimum air temperature can be related to urban
development and reduction of green areas, and contributes to the increase in average air
temperature.
Keywords: Vegetation. Meteorological elements. Thermal field. Climate.
16
1 INTRODUO
As transformaes decorrentes do processo de crescimento da populao e da
expanso urbana causam impactos no ambiente e so intensificadas pelas constantes
mudanas do espao, gerando um desequilbrio na natureza e nas interaes atmosfera-Terra.
O novo espao construdo, e constantemente modificado pelas diferentes formas de ocupao
do solo, altera os elementos meteorolgicos, formando diferentes microclimas. Esses
desequilbrios so causados pela impermeabilizao do solo, pelos materiais condutores de
energia trmica utilizados no meio urbano, pela poluio do ar, pelo aumento das edificaes
e, principalmente, pela reduo da vegetao.
Estudos voltados para o clima urbano remontam a vrias dcadas, tendo sido
intensificados, principalmente nesta ltima, quando os desequilbrios no ambiente, cada vez
mais presentes nas cidades, podem, de acordo com as dimenses e intensidade, modific-lo
tanto no nvel local, quanto no global. As mudanas climticas nos dias atuais configuraram-
se como uma questo discutida no mundo inteiro, entre os mais diversos setores da sociedade
civil, poltica e econmica, no se restringindo s iniciativas de instituies de pesquisas.
A evoluo urbana contribui para a formao de microclimas, que pode integrar o
processo cclico do aquecimento global refletido no planeta. Eventos decorrentes de
condies meteorolgicas, como tempestades, secas, alagamentos e deslizamentos vm
acontecendo com mais frequncia e maior variabilidade espacial e temporal. As temperaturas
tambm vm, nos ltimos anos, registrando maiores mdias. Um dos fatores que contribuem
para a ocorrncia de eventos extremos pode ser atribudo elevada taxa de urbanizao, cujos
impactos gerados devem-se falta de planejamento das cidades, permitindo que a ao
antropognica aja sobre o espao e cause danos significativos ou at irreparveis.
A urbanizao em Teresina PI, intensificada nos anos 1990, se expandiu por todas
as zonas distritais e provocando modificaes em suas superfcies pela supresso crescente da
vegetao, nas duas ltimas dcadas. A partir de ento, o comportamento dos elementos
climticos foi alterado, passando a populao a sentir os efeitos principalmente na
temperatura do ar, cujo aumento repercute em maior calor na cidade.
Diante da carncia de trabalhos sobre variaes no clima de Teresina e sua relao
com a vegetao, buscou-se uma resposta que justifique essas alteraes, atravs da
quantificao do total de reas verdes na cidade e da anlise de alguns elementos
meteorolgicos mais expressivos no processo de alterao climtica e que mantm relao
com a vegetao.
17
Teve-se, assim, como objetivo geral desse estudo, verificar a tendncia climtica de
Teresina - PI, no perodo de 1977 a 2009, relacionada urbanizao e supresso da
vegetao. Os objetivos especficos foram identificar o nvel de urbanizao representado
pelas reas construdas e ndice de vegetao nos perodos de 1977 a 1991 representado por
uma populao de 599.272 habitantes, e de 1992 a 2009 quando j atingia 802.537 habitantes.
Os dados dos elementos meteorolgicos obedeceram ao mesmo recorte temporal e a
fragmentao em dois perodos permitiu observar o comportamento do clima posterior
intensificao do processo de urbanizao da cidade de Teresina PI.
Teresina ainda possui razovel ndice de reas verdes, se comparada a muitas cidades
brasileiras. Entretanto, como detm altas temperaturas, necessria a compreenso da
dinmica da cidade e da atmosfera, de forma a serem aplicadas, pelo poder pblico, normas
de gesto citadina que possibilitem a ao integrada de preveno e orientao sobre o uso do
espao urbano, levando-se em considerao os princpios da climatologia urbana.
18
2 CLIMA E AMBIENTE URBANO
Alteraes que ocorrem no clima urbano podem gerar problemas nos sistemas
ecolgicos naturais e nos sistemas socioeconmicos, por atingirem diretamente a qualidade de
vida nas cidades. Partindo dessa premissa, importante o estudo da influncia da urbanizao no
clima das cidades, de forma a viabilizar planejamentos futuros, evitando-se, assim, problemas a
seus habitantes.
A seo seguinte trata de alguns trabalhos com essa temtica, apresentando fatores que
podem determinar o clima, revelando como a urbanizao pode influenci-lo, a partir da
supresso da cobertura vegetal da cidade. Expe-se, ainda, sobre a tcnica de sensoriamento
remoto para a obteno do campo trmico da temperatura da superfcie do solo.
2.1 Clima e seus fatores de influncia
As condies atmosfricas caracterizadas pela sequncia habitual de estados
representados pelos elementos meteorolgicos (temperatura do ar, ventos, presso
atmosfrica, umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica, entre outros) em
determinado local da superfcie terrestre, conforme Monteiro (1976), Landsberg (1981) e
Sorre (2006), que formam o clima desse lugar. Essas condies para serem consideradas
clima, devem, de acordo com WMO (2009), manifestarem-se em ocorrncias sucessivas e
conservarem as mesmas caractersticas, por um tempo mnimo de 30 anos.
Apesar de relacionados entre si por ocorrncias e comportamento de alguns elementos
meteorolgicos, tempo e clima so fenmenos que representam situaes diferentes. Segundo
Sorre (2006) e WMO (2009), tempo definido como aquilo que est acontecendo na
atmosfera de forma instantnea, lenta ou rpida, num determinado local. o conjunto de
condies atmosfricas e fenmenos meteorolgicos que afetam a biosfera e a superfcie
terrestre em um dado momento e local, enquanto clima a juno dos tipos de tempo que
ocorrem em uma determinada regio, tornando-lhe caracterstica.
Mascar (1996) define macroclima ou clima em larga escala como aquele que
descreve as caractersticas gerais de uma regio, como insolao, nebulosidade, precipitaes,
temperatura, umidade e ventos. Mesoclima uma derivao do macroclima, provocada pela
topografia local, como vales, montanhas, grandes massas de gua, vegetao. Microclima
aquele modificado pela ao humana sobre o seu entorno. As alteraes entre climas de um
local esto relacionadas com particularidades do local, tendo ainda a contribuio dos
19
resultados de prticas humanas capazes de gerar novos climas, cujas caractersticas variam
entre bairros, entre ruas e at entre residncias vizinhas.
O clima inicial de determinada rea formado por fatores e elementos meteorolgicos.
Os fatores meteorolgicos representam todas as circunstncias com influncia sobre os
elementos meteorolgicos, podendo modificar-lhe o comportamento. Dentre os fatores podem
ser citados relevo, radiao solar, latitude, longitude, altitude, revestimento do solo e sua
topografia, maritimidade-continentalidade, vegetao e atividades humanas. Elementos
meteorolgicos so os atributos constitutivos do clima de qualquer poro da superfcie do
planeta representados, dentre outros, pela temperatura, presso atmosfrica, umidade relativa
do ar, precipitao pluviomtrica e evaporao (BARBIRATO; SOUZA; TORRES, 2007).
Tubelis e Nascimento (1992), Varejo-Silva (2001) e Ayoade (2006), Barbirato, Souza
e Torres (2007) destacam a importncia dos elementos meteorolgicos na definio do clima
de um local ou de uma regio, afirmando que o sistema climtico cclico, com cada
elemento meteorolgico influenciando outro. A altitude, que corresponde elevao de um
ponto acima do nvel mdio do mar, tambm exerce influncia sobre a temperatura, pois
medida que aumenta, o ar torna-se mais rarefeito e mais frio.
A heterogeneidade da superfcie terrestre faz com que ocorram diferenas no balano
de radiao, gerando, tambm, diferenas de presses atmosfricas, o que permite um
contnuo movimento das massas de ar, que so grandes pores da atmosfera que se
movimentam por milhares de quilmetros. Essas massas apresentam uma distribuio vertical
com caractersticas de umidade e temperatura semelhantes regio de origem, mas que, ao se
movimentarem, adquirem caractersticas do local de passagem (VAREJO-SILVA, 2001), ou
ainda, quando em contato com a superfcie ou com outras massas de ar, interagem entre si,
alterando as condies meteorolgicas que, segundo a predominncia de caractersticas,
definem o clima local (VIANELLO; ALVES, 1991, TUBELIS; NASCIMENTO, 1992).
O Brasil, pela extenso territorial, formas de relevo e localizao geogrfica, possui
vrios tipos de clima. Como a maior parte do territrio encontra-se na regio tropical,
prevalecem os climas quentes e de baixa amplitude trmica (diferena entre a temperatura
mxima e mnima), cujas mdias de temperatura do ar so superiores a 18,0 C. As diferenas
sazonais so marcadas pelo regime de chuvas onde o inverno seco e o vero chuvoso
(TUBELIS; NASCIMENTO, 1992).
Todos os fatores e elementos meteorolgicos esto intrinsecamente relacionados,
determinando as condies climticas de uma regio. A radiao emitida pelo Sol sob a forma
20
de ondas curtas parcialmente absorvida pela atmosfera terrestre, sendo outra parte da
radiao reemitida para o espao na forma de ondas longas, o que provoca um aumento da
temperatura do ar. A radiao solar diminui com o aumento da latitude e com as diferenas
nas formas de aquecimento, devido ao relevo e cobertura da superfcie, sendo, nos trpicos,
registrados os maiores valores de temperatura (BARBIRATO; SOUZA; TORRES, 2007).
Apesar de na regio dos trpicos haver certa uniformidade trmica, a altitude um
fator de influncia sobre a temperatura nessa regio. Para Ayoade (2006), a temperatura do ar
diminui com a altitude em torno de 0,6 C, a cada 100 metros, e os ventos predominantes
podem transportar ou transmitir calor de uma rea para outra. Extensas superfcies de gua,
principalmente os oceanos, se aquecem e se resfriam de forma mais lenta, resultando em
menor amplitude trmica e maior ndice de umidade do ar.
A umidade relativa do ar um elemento meteorolgico importante na composio do
clima por estar diretamente relacionada com a atmosfera, regendo as condies em um dado
momento e lugar. Para Tubelis e Nascimento (1992), essa umidade corresponde gua na
forma de vapor que existe numa determinada parcela da atmosfera. As fontes de vapor dgua
so as superfcies do solo, de gelo, de gua e de neve, com parte do balano de radiao que
chega superfcie terrestre sendo utilizada na sua evaporao, sob forma de vapor, que
alcana a atmosfera e geralmente aumenta com a temperatura. Mas, mesmo em condies de
balano de radiao negativo, ocorre evaporao.
No perodo seco, quando a temperatura do ar atinge valores muito altos e umidade
relativa do ar muito baixa, sugerem-se cuidados com a sade, haja vista que a umidade
relativa do ar muito baixa causar problemas respiratrios, ressecamento de pele, sangramento
do nariz, irritao dos olhos, dentre outros, sem mencionar o aumento do risco de incndios
(CEPAGRI, 2010).
Os ventos transportam massas de ar ocenicas ou continentais, cujos contrastes entre
elas contribuem para diminuir as variaes trmicas, aumentar a umidade relativa do ar,
formar brisas e alterar o sistema pluviomtrico. Aliadas a esses parmetros, que determinam
as condies que regem o clima, esto a topografia do terreno e o revestimento do solo, que
tambm exercem influncia na formao de microclimas. Isso acontece, segundo Tubelis e
Nascimento (1992) e Varejo-Silva (2001), porque os ventos desempenham importante papel
sobre a temperatura, pois tornam o aquecimento da atmosfera menos diferenciado entre as
regies.
21
A precipitao pluviomtrica o elemento meteorolgico de grande relevncia na
vida de todos os seres do planeta pelo fato de responder pelo abastecimento dos recursos
hdricos e pela alimentao das populaes. No Nordeste do Brasil, o principal sistema
atmosfrico responsvel pelas chuvas a Zona de Convergncia Intertropical (ZCIT), na
regio do Equador, que ao deslocar-se traz umidade do litoral e provoca chuvas de vero na
regio (VIANELO; ALVES, 1991, TUBELIS; NASCIMENTO, 1992, VAREJO-SILVA,
2001, AYOADE, 2006). J as chuvas no interior da regio Nordeste, que ocorrem em geral
por perodos curtos, so causadas por sistemas transientes de incurso de frentes frias que
atuam na Bahia e cujos vestgios podem atingir o sul do Piau (KOUSKY, 1979).
Varejo-Silva (2001) define a ZCIT como uma faixa de encontro dos ventos
advindos da regio Leste (ventos de nordeste e ventos de sudeste) que oscilam um pouco para
Sul ou para Norte do equador terrestre, trazendo nebulosidade, calor e umidade. Neste setor,
a atmosfera muito instvel, o que favorece a formao de correntes ascendentes e de nuvens
convectivas que provocam precipitaes torrenciais e abundantes, acompanhadas de
relmpagos e troves. Sua posio predominante oscila entre 5 N e 10 N de latitude, e sua
espessura mdia de 3 a 5 graus o que equivale a uma faixa de 334,0 a 556,6 km.
Para um melhor entendimento do comportamento do clima em Teresina - PI a partir
do processo de urbanizao, a seco seguinte discutir o assunto apresentando alguns efeitos
desse processo desde o crescimento da populao.
2.2 Efeitos da urbanizao sobre o clima
A urbanizao um fenmeno que impacta o meio ambiente, em especial as condies
climticas, quando as superfcies do solo so substitudas por diferentes formas de ocupao
do solo, alterando as condies naturais do ambiente local. Existem vrios estudos, como os
de Monteiro (1976), Landsberg (1981), Mascar (1996), Romero (2001), Sorre (2006), e
Barbirato, Souza e Torres (2007), que abordam a questo do clima urbano e constatam que a
urbanizao e as atividades antropognicas consequentes desse processo, respondem pela
formao de microclimas na cidade.
O aumento da populao acontece na proporo do crescimento de reas edificadas
para atender a demanda bsica do contingente de pessoas introduzidas em espaos reservados
para habitao, comrcio, servios e indstrias. Esse fato vem acontecendo principalmente a
partir do sculo XX, quando os resultados das atividades industriais e antropognicas atuaram
22
na atmosfera, provocando modificaes no padro natural do ambiente e nos elementos
meteorolgicos.
Dos vrios estudos relacionados s alteraes no clima decorrentes da urbanizao,
pode se citar Monteiro (1976), que no final dos anos 1970, ao estudar o clima das cidades,
concluiu ser o excesso de atividades humanas responsvel pela organizao do espao na
Terra e pela modificao do ambiente natural, podendo formar um novo clima - o clima
urbano. O autor prope que sejam observados, nos estudos sobre clima, os efeitos
antropognicos.
Pesquisas envolvendo essa temtica tambm foram desenvolvidas por Landsberg
(1981), Mascar (1996), Romero (2001) e Sorre (2006) que tm demonstrado que o clima est
intrinsecamente relacionado com os setores econmicos e sociais de uma sociedade,
refletindo na qualidade de vida de populaes citadinas. Defendem que a urbanizao, por
meio de aes humanas, provoca alteraes no comportamento de alguns elementos
meteorolgicos, como confirmaram os diversos estudos sobre o tema.
Dentre as diversas transformaes ocorridas no espao urbano pode-se citar a
supresso da cobertura vegetal, um dos fatores que contribui para alterar o clima da cidade,
por meio de mudanas nos seus elementos meteorolgicos. Landsberg (1981), ao discutir as
mudanas climticas causadas pela urbanizao, atribui prpria cidade uma das
responsabilidades pelo aquecimento, j que se produz calor, metabolismo da massa dos seres
humanos e dos animais, adicionado ao liberado pelas atividades urbanas domsticas e
industriais e pela combusto de milhares de veculos motorizados. Mas, para o autor, a
principal causa advm da substituio da vegetao por construes, que contribui para
diminuir a umidade relativa do ar, devido drenagem ou impermeabilizao de reas midas.
Os obstculos criados pela urbanizao tambm modificam a velocidade e direo dos ventos.
A particularidade do microclima de uma cidade deve-se, principalmente, aos materiais
que formam a superfcie urbana, que, de acordo com Romero (2001), so diferentes dos das
superfcies no construdas. Nas reas densamente construdas, os materiais possuem maior
capacidade trmica e so melhores condutores trmicos dessa forma de energia, tornando as
cidades mais quentes que as reas do entorno. Um relevo acidentado pode funcionar como
barreira, modificando a orientao da ventilao e as condies de umidade e de temperatura
do ar em escala regional.
A diversidade de revestimentos do solo, como gua, cobertura vegetal dentre outros,
utilizados no meio urbano, tambm pode modificar o clima de uma cidade. A cobertura
23
vegetal tem capacidade de atenuar a temperatura do ar, diminuir a amplitude trmica e
aumentar a umidade relativa do ar. Durante o dia, um solo com baixa umidade absorve
rapidamente o calor, liberando-o noite, o que determina uma alta amplitude trmica.
Dependendo do material de revestimento do solo e do seu poder de absoro e refletividade,
diferentes microclimas podem ser formados (TUBELIS; NASCIMENTO, 1992; VAREJO-
SILVA, 2001; AYOADE, 2006).
Uma das causas da formao de ilhas de calor na cidade, para Oke (1987), so as
mudanas dos fluxos de energia solar que chegam superfcie do solo atravs de processos
fsicos, alterando alguns elementos meteorolgicos, em especial as temperaturas da superfcie
e do ar. Segundo o autor, maior aquecimento ocorre durante o dia, devido capacidade
trmica de absoro dos materiais de construo usados na cidade, que devolve parte da
radiao recebida para a atmosfera. Outros fatores que contribuem para a formao de ilhas de
calor so o aumento das reas impermeabilizadas e reduo da vegetao.
Lombardo (1985) atribui ao meio urbano, mudanas que ocorrem no clima, pois se
observa que a camada de ar mais prxima do solo mais aquecida na cidade que na zona
rural, alm do que na cidade a direo e velocidade dos ventos se alteram pelo efeito causado
pelas construes, como a rugosidade das superfcies modificadas. Verificou-se na cidade de
So Paulo, num dia de ventos calmos e tempo estvel, diferena superior a 10,0 C entre o
centro urbano e a rea rural, o que a autora atribuiu formao de uma ilha de calor, cuja
intensidade e caractersticas variam de acordo com a dimenso da malha urbanizada e das
vrias formas de uso e ocupao do solo.
A autora demonstrou ainda que a temperatura do ar na cidade diretamente
relacionada com o uso do solo e o tipo de material utilizado nas construes. Temperaturas
mais altas foram verificadas em reas de maior crescimento vertical, de alta densidade
demogrfica e pouca quantidade de vegetao, enquanto regies com mais espaos livres,
maior quantidade de vegetao e mais prximas a reservatrios de gua possuem
temperaturas mais amenas.
Admite-se que espaos construdos interferem no clima de uma regio quando alguns
elementos meteorolgicos sofrem transformaes condicionadas s novas formas espaciais
impostas pela urbanizao. Na verdade, prdios e edifcios tornam a superfcie dotada de
maior rugosidade, o que modifica o comportamento dos ventos como sugerem Monteiro
(1976), Landsberg (1981), Mascar (1996), Romero (2001), Sorre (2006), e Barbirato, Souza
e Torres (2007) e outros j relacionados.
24
Os termos mudana climtica e variabilidade climtica, apesar de inter-relacionados,
referem-se a conceitos diferentes. Tucci (2002), Santos (2006) e Tavares (2007) definem
mudana climtica como as alteraes do comportamento normal do clima que ocorrem em
grande espao de tempo, devidas a causas naturais, diferentemente da definio de
variabilidade climtica, que so oscilaes nos parmetros meteorolgicos que, em interao,
formam um clima. Para os autores, a variabilidade climtica so alteraes no clima em um
perodo inferior a uma dcada, podendo retornar aps o fim do evento, s condies
anteriores. J na mudana climtica o clima passa a apresentar as novas caractersticas
adquiridas.
O IPCC (2001) define mudanas climticas como sendo as mudanas temporais
devidas variabilidade natural e a atividades humanas. As variabilidades que ocorrem no
clima, acrescidas ou no das aes humanas, podem se constituir em mudanas climticas.
Devido complexidade do sistema que rege as condies climticas e a relao Terra-
atmosfera, no fcil identificar quando os efeitos na variao do clima so de ordem natural
ou se provocados pelas atividades do homem. Entretanto, Xavier et al. (2008), ao fazerem
conexo do clima urbano com o aquecimento global, argumentam ser difcil identificar a
prpria cidade como responsvel pelo seu aquecimento ou se a elevao advm do
aquecimento global. Para os autores, se a cidade responsvel pela emisso de gases e
aerossis poluentes, provvel que a populao dos centros urbanos esteja contribuindo para
o aquecimento global.
Considerando-se as definies de variabilidade climtica e mudana climtica
atribudas por Tucci (2002), Santos (2006), Tavares (2007) e IPCC (2001), perceptvel para
a populao o aquecimento de Teresina nos ltimos 30 anos. No se sabe se a temperatura do
ar em Teresina contribui para o aquecimento global ou se o aquecimento da Terra nos ltimos
est tornando a cidade est mais quente, mas existe uma certeza que a necessidade de
preveno diante do cenrio de incertezas.
A retirada da vegetao, quando realizada para atender ao crescimento de uma cidade,
tambm fator responsvel pela formao do clima urbano e ilhas de calor. O termo ilha de
calor significa, para Coltri et. al. (2007), uma diferena trmica em que a temperatura do ar
urbano superior da vizinhana ou da periferia, podendo variar temporal e sazonalmente.
O crescente processo de urbanizao verificado nas cidades, principalmente nas
capitais, vem contribuindo para as alteraes climticas observadas, em especial em reas
pouco arborizadas e com maior densidade de construes. Verssimo e Mendona (2004)
25
verificaram, em Curitiba, alteraes no comportamento dos elementos meteorolgicos nas
reas de maior concentrao de edificaes, indstrias, fluxos de veculos e pessoas, onde a
temperatura tende a ser mais elevada.
Segundo os autores, o acmulo de atividades humanas em centros urbanos gera uma
ilha de calor cujas temperaturas se apresentam mais amenas em direo periferia. Dentre
os fatores urbanos com influncia sobre o clima, a supresso de reas verdes a que tem
maior participao no processo de alteraes do comportamento dos elementos
meteorolgicos.
Nem sempre resultados das pesquisas so unnimes para todos os lugares, como
observaram Moura, Zanella e Sales (2008), em estudo sobre o clima urbano em Fortaleza
CE. No estudo, os autores observaram que o fluxo de veculos e de pessoas exerce pouco
influencia no microclima da cidade, j que bairros caracterizados por essas atividades
apresentaram temperatura do ar mais baixa e maior taxa de umidade relativa do ar, quando
comparados a outros. Entretanto, encontraram que as ilhas de calor em Fortaleza ocorreram
principalmente no perodo diurno, concentradas na poro central da cidade, onde h maior
massa edificada, porm, sem verticalizao, mas, com intensa expanso urbana.
Diferenas entre resultados de pesquisas nessa temtica enfatizam sobre a importncia
da observao das condies que esto inter relacionados, no se restringindo to somente a fatores
isolados.
Barbirato, Souza e Torres (2007) em estudo sobre o clima de Macei - AL,
verificaram que a umidade relativa do ar, a precipitao pluviomtrica, a insolao, a radiao
solar, os ventos e, em especial, a temperatura do ar sofrem influncia do meio urbano.
Constataram que a temperatura do ar na cidade maior que no meio rural, com diferena
anual de 0,5 C a 3,0 C.
Sobre os ventos, os autores afirmam que o movimento do ar tambm se altera com o
processo de urbanizao, sendo mais fracos em centros urbanos que na periferia. Prximo ao
solo, os ventos so tambm mais fracos e aumentam a velocidade com a altura. A reduo da
umidade relativa do ar em reas urbanas pode, por sua vez, ser contornada por estratgias de
uso de processos que insiram gua e vegetao em ambientes urbanos.
O teste de Mann-Kendall vem sendo utilizado em diversos estudos cientficos para
identificar tendncias se sries temporais de elementos meteorolgicos, como os de Back
(2001), Blain, Picoli e Lulu (2009), Furlan (2009), Rodrigues et al (2010), e Silva et al.
(2010), entre outros.
26
Blain, Picoli e Lulu (2009) analisaram o comportamento da temperatura mnima em
trs cidades de grande porte e trs de pequeno, em So Paulo, localizadas em coordenadas
geogrficas prximas e altitudes semelhantes, com a inteno de minimizarem o efeito de
diferentes causas de larga escala. Observaram aumento de temperatura mnima do ar em trs,
das seis cidades, o que os levou concluso de que fatores de ordem local devem ser revistos
antes de investigaes em escala global. Em Piracicaba, selecionada como de grande porte,
no foi verificado aumento de temperatura mnima do ar, talvez pelo fato de o vale do rio
Piracicaba, de acordo com os autores, contribuir para acumular ar frio na regio.
Rodrigues et al (2010) identificaram em Viosa - MG, ao longo da srie 1968 a 2008,
tendncia de aumento de temperatura mnima do ar, o que atriburam ao aumento da
populao.
As pesquisas citadas conduzem ao entendimento de que o aumento de temperatura
mnima do ar ao longo dos anos deve-se, principalmente, ao processo de urbanizao, salvo,
alguns casos em que alguns parmetros sobrepem-se, resultando em comportamentos
diferentes do esperado.
2.3 Influncia das reas verdes na formao do clima urbano
O uso de reas verdes em espaos urbanos remonta antiguidade, com incio, segundo
Loboda e De Angelis (2005), com a arte de jardinocultura, surgida pela primeira vez no Egito
e na China. Os jardins do Egito expandiram-se, ampliando-se o sistema de irrigao utilizado
na agricultura, cuja funo principal era amenizar o calor das residncias. A China, com seus
jardins naturalistas destaca-se pelos significados religiosos, inserindo neles elementos
relacionados natureza. Exerce forte influncia sobre os japoneses, que adotam o estilo da
corte chinesa.
Cavalheiro et. al (1999) conceituam reas verdes como espaos livres onde o elemento
fundamental de composio a vegetao, tendo no mnimo 70,0% em solo permevel (sem
laje) e funo ecolgico-ambiental, esttica e de lazer. Outros autores, como Lima et al
(1994), Troppmair e Galina (2003), Rosset (2005) e Mazzei et al (2007), discorrem sobre as
mais diversas conceituaes de reas verdes, sem ainda uma definio consensual.
No Brasil, as primeiras manifestaes que refletem a arborizao como parmetro
relevante na melhoria de ambientes e na amenizao de altas temperaturas aconteceram ainda
no sculo XVII, em Pernambuco, por iniciativa do prncipe Maurcio de Nassau, quando da
invaso daquele estado pelos holandeses. Entretanto, mesmo antes da sua expulso poucos
27
resultados existiam, restando somente grande quantidade de laranjeiras, tangerinas e limoeiros
espalhados pelas regies percorridas pelas comitivas da poca da invaso (LOBODA; DE
ANGELIS, 2005).
Apesar de iniciativas de se plantar rvores constiturem-se em prticas antigas,
realizadas com a inteno de promoverem o sombreamento, no Brasil o incio de pesquisas
cientficas sobre a influncia da vegetao no clima das cidades se deu com Monteiro (1976).
A partir de ento, muitos pesquisadores vm desenvolvendo estudos nessa linha, como
Mascar (1996), Romero (2001), Pereira et al (2006), Ritter, (2009) e WMO (2009), os quais
comprovam a eficincia das reas verdes para amenizar a temperatura do ar, que vem
aumentando gradativamente com o crescimento da populao e sua concentrao nas zonas
urbanas.
Dentre muitos autores com estudos sobre o clima urbano, Monteiro (1976), Conti
(1982), Romero (2001), Ramos (2002), Landsberg (2006), Barbirato, Souza e Torres (2007) e
Viana e Amorim (2008) defendem que o crescimento da populao um indicador importante
para a climatologia urbana, haja vista a urbanizao incidir em aumento do nmero de
edificaes e maior impermeabilizao do solo, refletncia das superfcies e elevao do seu
albedo. Destacam, ainda, que a reduo de reas verdes influencia os regimes trmicos e
hdricos da cidade. Aliados a esses fatores, surgem outros, decorrentes de aes e atividades
antrpicas, que podem alterar o ritmo normal da atmosfera e dos elementos meteorolgicos.
A vegetao pode proporcionar vantagens ao ambiente urbano, ornamentando-o,
fornecendo sombra e reduzindo o consumo de energia nos perodos quentes. Possui relao
com microclimas urbanos, controlando a radiao solar, a temperatura do ar, a umidade
relativa do ar e a ao dos ventos e das chuvas. Para Mascar (1996), as vantagens fornecidas
ao clima urbano, pelas reas verdes, dependem do tipo de vegetao e de seu porte, idade e
perodo do ano.
Mesmo se enfatizando o controle de um determinado elemento meteorolgico, todos
os outros sofrem influncia das reas verdes. Mascar (1996), em estudo realizado em Porto
Alegre RS destaca a importncia da cobertura vegetal na temperatura do ar, sublinhando
que, ao controlar a radiao solar, o vento e a umidade relativa do ar, a temperatura poder ser
amenizada, pois em reas expostas radiao solar, de 3,0 C a 4,0 C maior que entre
agrupamentos arbreos. Como a umidade relativa do ar se relaciona intrinsecamente com a
temperatura do ar e tambm dependente da cobertura do solo, em reas arborizadas, tal
28
umidade maior entre 3,0 % e 10,0 % que em reas sem, ou com pouca vegetao. Essas
amplitudes se revelam maiores em perodos secos.
Nas cidades, a reduo de reas verdes e as superfcies modificadas do solo com
elevada condutividade trmica absorvem maior quantidade de radiao solar, a ponto de, no
cmputo final, gerar diferenas de temperatura superiores a 10,0 C entre a cidade e campo.
Na zona rural ou nas periferias das metrpoles, h mais gua disponvel para a evaporao por
existir maior quantidade de vegetao e reas permeveis, ao contrrio dos centros urbanos,
onde as construes e ruas pavimentadas fazem escoar a gua, que poderia ser infiltrada e
servir como reserva natural para a evaporao (RITTER, 2009).
Ramos (2002), ao analisar as alteraes no clima de Campina Grande PB observou
que o nvel de arborizao urbana em trs dcadas do perodo de 1971 a 2000 foi reduzido,
sendo acrescidas novas formas de ocupao do solo. A superfcie natural do solo, quando a
vegetao foi substituda pela massa edificada, contribuiu, de acordo com a autora, para o
aumento da temperatura do ar, principalmente na ltima dcada (1971 a 2000), o que foi
atribudo ao incremento da populao, que provocou mudanas no padro urbanstico da
cidade, caracterizado pela ocupao do solo e maior adensamento nas reas centrais. Da
mesma forma, de acordo com o autor, a umidade relativa do ar para o mesmo perodo esteve
tambm menor, principalmente na ltima dcada.
A arborizao parmetro importante na promoo de conforto e melhor qualidade de
vida principalmente no meio urbano, cujas construes passam a agredir as paisagens,
modificando o clima da cidade. Dantas e Souza (2004) encontraram deficincia de
arborizao em Campina Grande PB, que obteve somente 0,08 rvore por habitante, sem
contabilizar as rvores de quintais e jardins de residncias. Segundo eles, ainda que o nmero
de rvores duplicasse, estaria muito longe do recomendado pela Organizao das Naes
Unidas para a Educao, a Cincia e a Cultura (UNESCO), que de duas rvores por
habitante ou 12,0 m2 de rea verde por habitante. Ressalte-se, entretanto, que essa
recomendao controversa entre pesquisadores.
O planejamento da arborizao numa cidade necessrio para o desenvolvimento
urbano, de forma a evitar prejuzos ao meio ambiente, haja vista ser fator determinante na
qualidade ambiental por possuir influncia direta no clima, no conforto e bem-estar humano.
Faz-se necessrio, portanto, que aes humanas sejam planejadas, a fim de minimizar os
efeitos nocivos ao meio ambiente. Para Dantas e Souza (2004), so vrias as funes da
29
arborizao, destacando-se, em cidades quentes, o fato de as reas verdes possurem a
capacidade de atenuar as altas temperaturas e aumentar a umidade relativa do ar.
Souza Jnior (2006) tambm verificou em Campina Grande - PB, no perodo
considerado em sua pesquisa como ps-urbanizao, uma tendncia de aumento na
temperatura do ar (mdia, mxima, e mnima). A umidade relativa do ar apresentou-se menor
no perodo ps-urbanizado e a precipitao pluviomtrica teve comportamento indefinido. O
autor concluiu que a urbanizao provocou variabilidade significativa no clima da cidade, ao
longo de 42 anos analisados.
Freitas e Dias (2004), em estudo sobre os efeitos da urbanizao na formao de ilhas
de calor, atravs de situaes reais e simulaes, onde reas urbanizadas eram substitudas por
um tipo de vegetao aberta, encontraram que os efeitos da urbanizao somente eram
sentidos em reas relativamente grandes, mostrando a simulao que a rea urbana
apresentou-se 3,5 C mais quente que as simuladamente vegetadas. Em reas pequenas, esse
efeito no foi observado, o que confirma que em cidades de pequeno porte, no h muita
diferena de temperatura.
A vegetao possui a capacidade de originar ilhas de frescor, como evidenciado por
Brando (2003), que ao defender a necessidade de preservao de reas verdes urbanas
enfatiza o resultado de sua pesquisa na cidade do Rio de Janeiro, verificando que no Jardim
Botnico e no Parque Passeio Pblico persistiam ilhas de frescor em quase todas as situaes,
ao contrrio das reas urbanizadas. Esse resultado refora a convenincia de preservao de
reas verdes urbanas.
Velasco (2007) verificou em trs pontos de medies na cidade de So Paulo, em
reas com pouca, mdia e muita vegetao, que a temperatura maior nas menos vegetadas.
Essa tendncia, com exceo do horrio de 7 h, em todos os outros (9 h, 14 h e 21 h) foi
observada. O horrio das 7 h no acompanhou a tendncia de temperaturas mais elevadas pelo
fato de a vegetao possuir a capacidade de reter onda longa emitida pelas superfcies,
demorando mais tempo para se dissipar o calor e fazendo com que a temperatura do ar seja,
nas primeiras horas da manh, menor em reas com menos vegetao.
A autora verificou situao semelhante em reas com maior concentrao de
vegetao. Esse fato acontece porque durante a noite a vegetao, as reas densamente
construdas e as ruas pavimentadas armazenam maior quantidade de calor que as com menor
quantidade de construes. No incio da manh, so verificadas elevaes na temperatura do
30
ar, chegando a atingir valores prximos aos das 15 h, horrio em que, nas trs situaes
(pouca, mdia e muita arborizao), foram observados valores maiores de temperatura do ar.
Uma vegetao rarefeita possui menor capacidade de absoro de calor, que se dissipa
mais rapidamente, o que justifica o fato de, nas primeiras horas da manh, a temperatura do ar
ser nessas reas, inferior de reas densamente vegetadas. Essa condio somente foi
observada, segundo Velasco (2007), pela manh, quando o calor foi dissipado mais
rapidamente pela superfcie da terra.
Existe certa uniformidade entre os pesquisadores citados neste estudo de que a
vegetao um parmetro importante na gerao e na identificao das anomalias dos
elementos meteorolgicos em ambientes construdos. Sobre isso, Viana e Amorim (2008), ao
estudarem o clima da cidade paulista de Teodoro Sampaio, identificaram que a ocupao do
solo, associada vegetao, exerce papel relevante na formao de microclimas na sua zona
urbana, gerando ilhas de calor e de frescor e ilhas midas e secas. Mudanas no clima das
cidades, geralmente mais destacadas, so as ocorridas na temperatura do ar e na umidade
relativa do ar dos centros urbanos e da zona rural. A partir dessa problemtica, emerge a
necessidade de estudos voltados para a anlise da atmosfera urbana, como sugerem os autores.
A influncia da urbanizao na origem de ilhas de calor pode ser observada tambm
em cidades de pequeno porte. Viana e Amorim (2008) concluram que, apesar de Teodoro
Sampaio possuir somente 16.000 habitantes, j apresenta caractersticas prprias decorrentes
do uso e ocupao do solo, sendo identificadas ilhas de calor, ilhas de frescor, ilhas secas e
ilhas midas, cujo comportamento dependia do horrio, estao do ano, uso e ocupao do
solo e das condies atmosfricos predominantes.
Os autores observaram que as ilhas de calor, apresentam, no vero, maiores valores
no horrio de maior devoluo de radiao terrestre para a atmosfera, que se inicia s 9 h e se
define s 15. Entre 7h e 21 h as ilhas de calor observadas foram nas reas densamente
construdas, independentemente de possuir pouca ou muita vegetao. No inverno,
observaram que ilhas de calor de maior intensidade eram verificadas tambm s 15 h, apesar
de os valores apresentados nos horrios de 7h e 21 h terem sido semelhantes aos das 15 h.
Xavier et. al (2009), em estudo comparativo dos microclimas de trs locais de Cuiab -
MT, com caractersticas diferentes, observaram que as menores temperaturas do ar foram
verificadas na rea com maior quantidade de vegetao, quando comparada s outras duas
envolvidas na pesquisa, com pouca vegetao. Percebe-se, assim, que a arborizao deve
31
tornar-se prtica a ser desenvolvida pela populao, para que sejam preservados o conforto
trmico e a manuteno das condies climticas naturais.
A temperatura da superfcie do solo mantm relao com a temperatura do ar, cuja
fundamentao confirmada a partir da construo e estudo do campo trmico de
determinadas reas, a partir do geoprocessamento de imagens de satlites. Com o acelerado
crescimento das cidades, a paisagem natural sofreu srias perturbaes, que vm alterando o
ambiente natural, sendo o retorno da vegetao nos centros urbanos de extrema relevncia,
pelos benefcios ecolgicos que promove ao homem, dentre estes, destacando-se a
manuteno do microclima.
2.4 Temperatura da superfcie do solo a partir de imagem de satlite
Tcnicas de sensoriamento remoto a partir de imagens de satlites vm trazendo
significativas contribuies s pesquisas destinadas deteco de ilhas de calor ou ilhas de
frescor urbanas e sua intensidade pela construo do campo termal da superfcie do solo, o
que permite uma correlao com a temperatura do ar. O procedimento consiste em
transformar as bandas termais em temperatura aparente da superfcie do solo, realizando-se
medidas pelos dados do sensor infravermelho termal, que fornece, com auxlio de tcnicas de
sensoriamento remoto, a temperatura qualitativa da superfcie do solo.
Em julho de 1977 foram observadas mais de 50 ilhas de calor urbanas no norte e
centro-oeste dos Estados Unidos da Amrica (EUA), mostrando diferenas de temperatura de
2,6 C a 6,5 C entre a zona urbana e a rural. Matson et al (1978) justificaram o fato como
decorrente do crescente aumento da urbanizao nas cidades observadas, a exemplo de St.
Louis, Baltimore e Washington, D.C.
No Brasil, trabalhos como o de Lombardo (1985), voltados a estudos de ilhas de calor
urbano foram realizados com a ajuda da tcnica de sensoriamento remoto, utilizando imagens
de satlites referentes ocupao do solo e ao campo trmico da superfcie do solo. Cunha,
Rufino e Ideio (2009) pesquisaram a relao entre o aumento de temperatura da superfcie do
ar e o crescimento da cidade de Campina Grande - PB, tomando como base os produtos e
tcnicas do sensoriamento remoto e investigando as possveis alteraes no clima da regio.
Os resultados mostram que, ao longo do processo de ocupao da cidade, houve diminuio
das reas verdes, aumento espacial do domnio urbano, elevao da temperatura da superfcie
do solo e da do ar, mostrando-se maior, principalmente em 2007, quando comparadas com
imagens de anos anteriores.
32
Coltri et al (2007) detectaram, por geoprocessamento de imagens do satlite, ilhas de
calor em Piracicaba SP, em estudo que concluiu ser, a quantidade de reas verdes numa
cidade, determinante para a intensidade da ilha de calor. Os autores classificam como reas
verdes todo e qualquer vegetal, inclusive grama e pasto, tanto dos bairros quanto da rea rural.
A vegetao exerce influncia sobre o clima local, minimizando os efeitos das altas
temperaturas. Contudo, o tipo de vegetao atua de forma diferente, como observou Tarifa
(1981), que verificou em So Jos dos Campos - SP, uma temperatura do ar na rea
urbanizada com menores valores que na rea rural. Observou, ainda, que a diferena de
temperatura do ar entre a rea urbana e as com plantao de eucalipto foi de 1,7 C, enquanto
em relao a reas cobertas por pasto ficou 2,9 C.
notrio, pela gama de trabalhos nas cidades brasileiras, que a reduo de reas
verdes oriunda da ocupao urbana est modificando o clima das cidades. Sugere-se, pois,
que sejam implantadas aes que possam proporcionar melhor conforto populao.
Os diversos estudos citados permitiram um melhor embasamento sobre a temtica
desta pesquisa desenvolvida em Teresina-PI, onde se utilizou sensoriamento remoto para
quantificar as reas verdes existentes e verificar as alteraes no clima da cidade.
33
3 METODOLOGIA
Para o estudo da relao da urbanizao com o clima da cidade de Teresina, foi
realizada uma anlise do comportamento da temperatura do ar (mdia, mnima e mxima),
umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica, ao longo do perodo de 1977 a 2009,
observando-se a interao desses elementos meteorolgicos com a evoluo demogrfica do
municpio e a supresso da vegetao. A anlise foi realizada em dois perodos: de 1977 a
1991, quando Teresina possua 599.272 habitantes (IBGE, 2000) e de 1992 a 2009, com uma
populao maior, quando se deu o final da pesquisa.
As sees seguintes indicam os procedimentos metodolgicos utilizados na realizao
do estudo. Trata-se de informaes bsicas para o desenvolvimento da pesquisa, englobando a
localizao da cidade de Teresina, seguida das fontes informativas referentes demografia,
urbanizao, vegetao, temperatura superficial do solo e dados meteorolgicos.
3.1 Localizao e caractersticas bsicas da rea de estudo
Teresina, capital do Piau, est localizada na regio Norte do estado, situado no
Nordeste do Brasil. A sede do municpio tem coordenadas geogrficas 0505 de latitude Sul
e 4248 de longitude Oeste Possui altitude mdia de 74,4 m acima do nvel mdio do mar
(BASTOS; ANDRADE JNIOR, 2008) e ocupa uma rea territorial de 1.756 km2
(IBGE,
2009a), com a incluso de Nazria, com rea de 171,0 km2, ainda no confirmada
oficialmente.
O clima de Teresina, pela classificao de Thornthwaite e Mather, configura-se como
C1s Aa, caracterizado como submido seco, megatrmico, com excedente hdrico moderado
no vero. No trimestre setembro-outubro-novembro, a concentrao da evapotranspirao
potencial de 32,1% (BASTOS; ANDRADE JNIOR, 2008).
O Fluxograma 1 apresenta a localizao da rea de estudo correspondente ao
permetro urbano no municpio de Teresina PI, no estado do Piau, Brasil, prxima ao
equador, visualizado no globo terrestre.
34
Fluxograma 1 Localizao do permetro urbano de Teresina, no Estado do
Piau/Brasil/Mundo.
Fonte: A autora (2010).
Teresina (PI) est situada direita do rio Parnaba, sendo tambm contornada pelo rio
Poti. Limita-se ao Norte com os municpios de Unio - PI e Jos de Freitas PI, ao Sul com
Palmeirais PI, Curralinhos - PI, Nazria - PI, Demerval Lobo - PI e Monsenhor Gil PI, a
Oeste com Timom MA, e a Leste com os municpios Altos - PI, Lagoa do Piau, Pau dArco
do Piau. A sede da Capital piauiense est dividida em cinco regionais administrativas:
Centro, Norte, Sul, Leste e Sudeste. A paisagem natural caracterizada por uma cobertura
vegetal de mdio porte, com babauais e carnaubais nativos que se estendem
preferencialmente ao longo de vales e terrenos quaternrios de maior fertilidade. O cerrado e
o cerrado constituem a forma mais comum de vegetao (TERESINA, 2010b).
35
3.2 Procedimentos e aquisio das informaes
Utilizou-se de informaes de alguns indicadores do crescimento urbano resultantes
do processo interativo entre populao e ambiente, entre os quais se destacam o crescimento
populacional, a expanso do stio urbano e a quantidade de rea verde representada pela
vegetao existente no permetro urbano da cidade de Teresina.
3.2.1 Urbanizao e vegetao
Os dados referentes populao, de 1960 a 2009, foram fornecidos pelo IBGE.
Escolheram-se fatores demogrficos como contributivos na elevao dos elementos
meteorolgicos em Teresina, haja vista o crescimento populacional induzir a expanso urbana
que, consequentemente, incide em prticas de consumo e de atividades diversas que alteram o
clima local.
A evoluo temporal do stio urbano de Teresina, no perodo de 1850 a 2002
(TERESINA, 2010a), mostrada em mapas representativos da expanso do permetro urbano
da cidade em diferentes intervalos de tempo, os quais foram desmembrados de um mapa
produzido pelo software AutoCAD, fornecido pela Prefeitura Municipal de Teresina (PMT),
atravs da Secretaria Municipal de Planejamento e Coordenao (SEMPLAN).
A srie temporal do mapa no obedece mesma srie de dados meteorolgicos e dos
populacionais pelo fato de ser este o ltimo produzido pela instituio, mas permite observar
o crescimento espacial da rea urbanizada da cidade.
Para o mapeamento da cobertura vegetal do stio urbano de Teresina, foram utilizadas
imagens do satlite LANDSAT 5, por oferecer resoluo espacial de 30 metros, a mais
adequada para o perodo estudado, de acordo com as limitaes das pesquisas e
disponibilidade de imagens. Esse satlite possui sensores que cobrem as faixas do verde
(banda 2), vermelho (banda 3) e infravermelho (banda 4), foram escolhidas essas bandas por
serem as que melhor se definem para trabalhos relativos cobertura vegetal (NOVO, 1992).
As duas imagens selecionadas e disponibilizadas pelo INPE (2010a), no catlogo
eletrnico de sua pgina (www.inpe.br), esto inseridas na rbita-ponto 219/064, em duas
datas distintas, sendo uma no dia 14/8/1989 compreendida no primeiro perodo de estudo da
pesquisa (1977 a 1991) e outra do dia de 09/11/2009, dentro do segundo perodo (1992 a
2009). As imagens passaram por tratamento de geoprocessamento e sensoriamento remoto,
pelo software SPRING 4.3.3, para procedimentos de correo e ajustes, sendo em seguida
http://www.inpe.br/
36
realizado um tratamento de realce e contraste, resultando numa imagem RGB1, que permitiu o
reconhecimento e classificao dos objetos homogneos presentes na rea de estudo. As
tcnicas utilizadas nesse aplicativo possibilitaram visualizar a extenso de rea arborizada e
rea construda no stio urbano.
Essa anlise foi realizada a partir da comparao entre as duas imagens, identificando a
dinmica temporal e espacial de reas verdes existentes no perodo 1977 a 1991 e no perodo
1992 a 2009 e determinar, quantitativamente, a rea que representa o stio urbano e rea verde
em cada perodo.
Como o que se pretendeu foi verificar variaes no clima da cidade, no se adentrando
muito s terminologias, os termos reas verdes, cobertura vegetal e arborizao, usados
artigo, representam a vegetao visualizada nas imagens de satlite Landsat 5, utilizadas no
trabalho. Utilizou-se, para o clculo do ndice de reas Verdes (IAV), a frmula adotada por
Harder (2002), dada pela soma de todas as reas verdes dividida pela populao referente
rea de estudo, cuja expresso :
IAV=Total de reas verdes/Populao
O fato de, neste estudo, reas verdes serem representadas por toda vegetao
identificada pelo satlite Landsat 5, no se restringindo, somente, a uma modalidade
especfica, pode resultar em diferente resultado do ndice dessas reas se comparado a outros
calculados a partir de diferentes critrios de classificao.
3.2.2 Campo trmico da superfcie do solo
Na identificao das diferenas de temperatura entre reas urbanas e seu entorno,
utilizaram-se informaes de temperatura da superfcie terrestre adquiridas a partir das
imagens orbitais da regio termal, banda 6 do satlite Landsat 5, as mesmas utilizadas para a
classificao da ocupao do solo, tambm correspondentes aos mesmos perodos. A
temperatura da superfcie foi detectada de acordo com a sensibilidade aos contrastes trmicos
apresentados pelas propriedades termais das superfcies (rochas, solos, vegetao, gua,
concreto, zinco, dentre outros) e apresentada em faixas trmicas. As imagens do campo
1 RGB corresponde s iniciais das bandas cobertas pelos sensores do satlite Landsat-5. R (red), G (green) e B
(black).
37
trmico do permetro urbano de Teresina PI foram transformadas em imagens termais pelo
software IDRISI, com a refletncia das superfcies convertida em temperatura.
Nesse processo, as bandas termais foram transformadas em temperatura aparente da
superfcie do solo, cujas medidas se obtm atravs de sensor infravermelho termal, que
fornece a temperatura da superfcie da cidade, como fizeram Cunha, Rufino e Ideio (2009),
em estudo realizado em Campina Grande PB.
3.2.3 Dados meteorolgicos
Para a anlise dos elementos meteorolgicos, utilizaram-se sries histricas (1977 a
2009) com dados de, temperatura mdia do ar, temperatura mxima do ar, temperatura
mnima do ar, umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica, fornecidos pela Estao
Meteorolgica Convencional do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), sob a
responsabilidade e operao da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria (Embrapa
Meio-Norte), localizada na zona Norte da cidade de Teresina PI.
Na Imagem 1 pode-se observar que a rea onde a estao meteorolgica cedente dos
dados utilizados nessa pesquisa est localizada preserva expressivo ndice de vegetao e
afastada do centro urbano onde h concentrao de edificaes, o que pode de certa forma
alterar os resultados do estudo.
Imagem 1 Localizao da Embrapa Meio-Norte e extenso de reas verdes nas proximidades.
Fonte: GOOGLE EARTH (2010).
38
A anlise dos elementos meteorolgicos utilizando a srie temporal 1977 a 2009
corresponde a 33 anos de observaes meteorolgicas dirias, diretamente realizadas na
estao meteorolgica, assim, de acordo com o mnimo de trinta anos recomendado pela
OMM. A srie de dados de cada elemento meteorolgico foi dividida nos perodos de 1977 a
1991 que corresponde a uma poca em que a populao de Teresina era de 599.272
habitantes, e de 1992 a 2009 quando j atingia 802.537 habitantes (IBGE, 2009b) com uma
rea urbanizada mais concentrada e com maiores dimenses. Essa fragmentao na srie
temporal permitiu observar mudanas num perodo anterior e posterior, quando da
intensificao do processo de urbanizao da cidade de Teresina - PI.
A delimitao da srie 1977 a 1991 deve-se ao fato de o banco de dados da estao
meteorolgica de referncia no estudo iniciar-se em 1977, e final em 1991 porque nesse ano
houve um censo demogrfico. O segundo perodo (1992 a 2009) iniciou-se no ano seguinte ao
do censo estendendo-se at 2009, quando se encerraram as pesquisas desse estudo.
A lacuna apresentada pela falta do dado de temperatura mdia (Tmed) de dezembro de
2006 foi preenchida pela mdia aritmtica da temperatura mxima (Tmax) e da temperatura
mnima (Tmin) desse mesmo ms. s temperaturas mdias de agosto, setembro e outubro de
2007 e temperatura mnima do ms de setembro de 2007 atriburam-se valores utilizados
por Bastos e Andrade Jnior (2008) em Boletim Agrometeorolgico de 2007 para o
municpio de Teresina - PI.
Os dados faltosos de temperatura mnima (Tmin) de julho, agosto e setembro de 2008
e os de precipitao pluviomtrica referentes aos anos de 2005, 2006 e 2007 foram
preenchidos com valores disponveis pelo Sistema de Monitoramento Agrometeorolgico
(AGRITEMPO, 2009). Os valores de temperatura mdia (Tmed) referentes a julho, agosto,
setembro e outubro de 2008 foram calculados a partir da mdia aritmtica da temperatura
mxima (Tmax) e da temperatura mnima (Tmin). So assim, apresentadas e analisadas as
mdias mensais e anuais de temperatura mdia do ar (Tmed), mdias de temperatura mxima
do ar (Tmax), mdias de temperatura mnima do ar (Tmin), mdias de umidade relativa do ar
(Ur) e total mdio de precipitao pluviomtrica (Pp).
3.2.3.1 Escolha da fonte de informaes
A escolha da estao meteorolgica da Embrapa Meio-Norte como cedente dos dados
utilizados na pesquisa, deu-se no s por localizar-se numa rea extensa e com grande
quantidade de vegetao em seus arredores, minimizando os efeitos de interferncia de fatores
39
externos no resultado das observaes, mas tambm pela homogeneidade nos dados, o que
conferiu maior confiabilidade srie temporal.
Alm da arborizao, dentre as estaes existentes na cidade, esta a que mantm
maior distncia do centro metropolitano, caracterstica que contribui para que os resultados
das observaes dos elementos meteorolgicos sejam diferentes dos obtidos na estao da
Infraero, localizada numa rea urbanizada, com grande fluxo de veculos e prxima ao
aeroporto, cujos rudos e vibraes podem alterar os resultados. J a estao da Secretaria de
Meio Ambiente e Recursos Hdricos (SEMAR) est situada numa regio prxima aos dois
shopings da cidade, numa rea pavimentada e com interferncia do fluxo de veculos que
circulam nas proximidades, alm de j ter sido remanejada de outro loca, prejudicando a
homogeneidade dos resultados e no possuir uma srie, o que interferiu na homogeneidade
dos dados. Tais fatores foram decisivos na escolha da estao meteorolgica da Embrapa
Meio-Norte.
3.2.3.2 Limitaes das informaes
No foi estudada uma srie maior de dados meteorolgicos pela inexistncia dessas
informaes observacionais completas para um perodo maior, na estao cedente. Vale
salientar que o fato de a estao meteorolgica da Embrapa Meio-Norte localizar-se numa
rea menos urbanizada, com pouca rea impermevel, menor fluxo de veculos nas
proximidades e menor verticalizao da construo civil, contribui para que os dados
observados sofram menos influncia desses fatores. Alis, dados de outras estaes situadas
prximas ao centro metropolitano, em reas mais antropizadas e com caractersticas
diferentes, podem apresentar outros resultados.
3.3 Anlise estatstica dos dados meteorolgicos
A anlise estatstica dos dados de temperatura mdia do ar, temperatura mxima do ar,
temperatura mnima do ar, umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica foi realizada
atravs do software SPSS 15.0 (2007). A srie de 33 anos (1977 a 2009) dessas informaes
meteorolgicas dividida nos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009, adequando-se ao recorte
temporal do censo realizado pelo IBGE com j descrito, permitiu que fossem analisadas
mudanas numa etapa anterior e posterior intensificao do processo de urbanizao da
cidade de Teresina - PI.
40
A partir de 396 valores mensais de cada elemento meteorolgico correspondente aos
33 anos da srie completa do estudo, determinaram-se as mdias climatolgicas anuais e
mensais do perodo completo (1977 a 2009). Tambm foram analisados subconjuntos com as
mdias anuais e mensais dos perodos de 1977 a 1991 e 1992 a 2009 e as mdias dos perodos
estacionais, aos quais foram atribudas as denominaes, estao chuvosa (jan-fev-mar-abr-
maio) e estao seca ou estao do b-r-o-br (set-out-nov-dez).
As sries temporais de dados meteorolgicos foram submetidas a teste de
normalidade, sendo verificada distribuio normal quando o valor da significncia era
superior a 0,05. A qualidade dos ajustes foi verificada atravs do teste de Kolmogorov-
Smirnov usando o programa estatstico SPSS 15.0 (2007).
Os dados foram submetidos ao teste de normalidade, tendo, apenas, as precipitaes
dos meses de julho, agosto e setembro que no apresentaram distribuio normal. Em todos os
demais meses e com as demais variveis foi apresentado comportamento normal quando
comparados entre meses.
Culturalmente, em Teresina, conhecida como B-R-O-BR, a estao
compreendida pelos meses cuja ltima slaba do nome terminada em BRO (setembro,
outubro, novembro e dezembro) e serem os mais quentes do ano.
Organizando os 396 valores de cada elemento meteorolgico do perodo de 1977 a
2009 distribudos em quartis (25%, 50% e 75%), identificou-se 50% dos valores
compreendidos entre o 1 e 3 quartil. Considerou-se assim, que 25% dos valores extremos
inferiores identificados antes do 1 quartil so baixos, e os 25 % dos extremos superiores aps
o 3 quartil so valores altos. Estes valores referenciais, assim obtidos, permitiram indicar a
existncia de anos mais quentes ou mais frios.
Verificaram-se possveis alteraes entre anos, entre meses e entre estaes de cada
elemento meteorolgico no perodo total (1977 a 2009), usando-se a anlise de varincia
(ANOVA) a um nvel de confiana de 95% ou = 0,05 adotado neste estudo, que verifica se
as diferenas entre as mdias de cada elemento meteorolgico so significativas ou no. A
anlise parte da hiptese de que todas as mdias so iguais ou que existe pelo menos uma
mdia diferente.
Se o valor da significncia encontrado a partir da aplicao do teste for maior que o
nvel de significncia adotado ( >0,05), as diferenas entre as mdias no so significativas.
Se o contrrio, (
41
compara cada mdia (ano, ms, estao) com todas as outras restantes, identificando com um
asterisco (*), as estatisticamente diferentes.
O teste t para duas amostras independentes foi utilizado para comparar mdias entre
si tomadas de forma independente. Se a estatstica do teste t encontrar um valor > 0,05, as
mdias so iguais. Se < 0,05, as amostras so diferentes.
O Quadro 1 apresenta as estatsticas e testes realizados para a identificar se mdias de
temperatura mdia do ar, temperatura mxima do ar, temperatura mnima do ar, umidade
relativa do ar e precipitao pluviomtrica so estatisticamente iguais ou diferentes, de acordo
com a ordenao utilizada no estudo.
Elementos meteorolgicos Fatores
analisados N de eventos Anlise estatstica
Temperatura mdia do ar,
temperatura mxima do ar,
temperatura mnima do ar,
umidade relativa do ar,
precipitao pluviomtrica
Ano 33 anos ANOVA comTukey
Ms 12 meses ANOVA comTukey
Perodos 2 Teste t
Estaes 2 Teste t
Quadro 1 Testes usados na verificao de significncia das diferenas entre as mdias de
temperatura mdia do ar, temperatura mxima do ar, temperatura mnima do ar, umidade relativa do ar
e precipitao pluviomtrica por ano, ms, perodo (1977 a 1991 e 1992 a 2009) e estao (chuvosa e
seca) de 1977 a 2009.
O banco de dados composto por mdias mensais de temperatura mdia do ar,
temperatura mnima do ar, temperatura mxima do ar, umidade relativa do ar e precipitao
pluviomtrica correspondentes a 33 anos totalizando 396 informaes mensais. Os 33 anos
foram divididos em dois perodos, 1977 a 1991, com 15 anos e 1992 a 2009 com 18 anos.
Quando no se verificou diferenas significativas entre as mdias anuais, realizou a anlise
dividindo-se a srie em estao chuvosa, representada pelos meses jan-fev-mar-abr-maio e
seca por set-out-nov-dez.
Os grficos confeccionados pelo software ORIGIN 5.0 (1997) e dispostos nos
resultados, permitiram melhor interpretao dos resultados encontrados, cuja anlise foi
realizada, segundo a correlao das mudanas no clima de Teresina PI com a evoluo
urbana e a reduo da vegetao.
Aps as anlises estatsticas desenvolvidas pelo software SPSS 15.0 (2007), utilizou-
se o software MAKESENS 1.0 (2002) para determinar a tendncia temporal anual dos
42
elementos meteorolgicos (temperatura mdia do ar, temperatura mxima do ar, temperatura
mnima do ar, umidade relativa do ar e precipitao pluviomtrica). Realizou-se o teste de
Mann-Kendall, comparando-se cada valor da srie com os valores subsequentes, e de forma
sucessiva.
O teste de Mann-Kendall, de acordo com GOOSSENS e BERGER (1986),
apropriado para se determinar mudanas climticas em sries meteorolgicas, permitindo,
ainda, identificar quando se deu o marco inicial aproximado da mudana, o que o torna mais
importante na anlise.
O referido teste dado pela seguinte expresso:
,
considerando-se uma srie temporal de Xi, onde X1, X2,.......Xn como sendo os valores
seqenciais e n o nmero de termos.
O ser:
A estatstica S tende normalidade com mdia E(S) e varincia Var(S) dadas por:
Onde, n o tamanho da srie temporal, tp o nmero de passos at o valor p e q o
nmero de valores iguais na srie de dados.
O teste estatstico dado por:
43
Se Z for positivo significa que h uma tendncia crescente e um Z negativo indica
tendncia decrescente.
Se a probabilidade (p) do teste de Mann-Kendall for menor que o nvel de
significncia (), existe tendncia significativa. Quando p for maior que , implica tendncia
no significante. Quando a amostra no apresenta tendncia, Z um valor prximo a zero e p
um valor prximo a .
O valor calculado de Z pode ser comparado com valores de Z tabelado para
distribuio normal. Para o nvel de significncia de 5%, Z deve estar entre -1,96 e 1,96. Caso
Z calculado seja maior que o valor tabelado, deve-se rejeitar a hiptese de nulidade. Para o
nvel de significncia de 10%, Z deve estar entre 1,64 e 1,64.
A anlise de regresso pode indicar alteraes climticas pelo teste de significncia do