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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA POLITÉCNICA
MESTRADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL URBANA
ESTUDO DO MICROCLIMA URBANO A PARTIR DE PLATADORMAS DE COLETA DE DADOS (PCD´S) DA
FACHADA SUDESTE DE SALVADOR
Lucimary Moreira Gomes Cardoso
Salvador 2017
ii
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA MESTRADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL URBANA
ESTUDO DO MICROCLIMA URBANO A PARTIR DE PLATADORMAS DE COLETA DE DADOS (PCD´S) DA
FACHADA SUDESTE DE SALVADOR
Lucimary Moreira Gomes Cardoso
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental Urbana da Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Engenharia Ambiental Urbana.
Orientadora: Profª. Dra. Vivian de Oliveira Fernandes Co-orientador: Prof. Dr. Mauro José Alixandrini Junior
Salvador 2017
iii
iv
DEDICATÓRIA
A meus pais, Luiz e Maria de
Lourdes, pelo apoio incondicional na vida.
Ao meu esposo, Gustavo, pelo
incentivo e amor, elementos fundamentais
para a realização deste trabalho.
A minha filha, Maria Luiza, por me
ensinar o real sentido da vida.
v
FORMAÇÃO DA CANDIDATA
Meteorologista, formada pela Universidade Federal de Campina Grande, UFCG
(2008).
“O insucesso é apenas uma oportunidade para recomeçar com mais inteligência.”
Henry Ford
vi
MEMBROS DA BANCA EXAMINADORA DA DISSERTAÇÃO DE
MESTRADO DE LUCIMARY MOREIRA GOMES CARDOSO
APRESENTADA AO MESTRADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL
URBANA, DA UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA, EM 06 DE
SETEMBRO DE 2017.
BANCA EXAMINADORA:
vii
AGRADECIMENTOS
Meus agradecimentos são para todos os que, direta e indiretamente, contribuíram para
esta conquista:
A Deus, por ter me guiado nessa trajetória.
A toda minha família, em especial aos meus pais (Luiz Gonzaga e Maria de Lourdes)
meus irmãos (Luciana e Luiz Carlos), meu esposo (Gustavo) e milha filha (Maria Luiza) que
me deram todo o apoio necessário para chegar até aqui.
À professora Vivian Fernandes, pela generosidade, paciência, motivação, estímulo
permanente, sem dúvida a pessoa mais importante para que esta trajetória fosse cumprida.
Ao professor Mauro Alixandrini, pela boa vontade em me ajudar e suporte fundamental
para a realização deste trabalho.
A professora Telma Côrtes, pelo apoio para iniciar esta pesquisa acadêmica.
Ao grupo de pesquisa em Análise e Representação de Dados Espaciais – GPRDE
UFBA, pela oportunidade da aprendizagem em grupo durante a construção desta dissertação.
Aos colegas Elaine Gomes e Elias Naim, pela disponibilidade e grande colaboração,
meus anjos da guarda no desenvolvimento desta dissertação.
Aos professores e funcionários do Departamento de Engenharia de Transportes e
Geodésia da Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia, em especial a Patrícia
Lustosa, pelo apoio no decorrer do mestrado.
À Cetrel S.A por ceder gentilmente os dados para que esta pesquisa fosse realizada e na
pessoa do meu líder Eduardo Fontoura, por me liberar durante a jornada de trabalho, além do
incentivo no aprimoramento e buscas de aperfeiçoamento profissional.
Aos amigos Catarina Garofalo, Carolina Leite e Daniel Amorim, pela amizade e apoio,
me ouvindo desabafar e incentivando a cada dificuldade nos percalços do dia a dia da nossa
jornada de trabalho.
Ao amigo e professor Gerhard Held, pela amizade e apoio durante este trabalho.
Aos amigos Andréia Paiva, Júlia Torres e Vinicius Senna, pelo acolhimento e amizade
fundamental em minha jornada aqui nesta vida.
Aos meus amigos da graduação em meteorologia da UFCG, Pollyanna Kelly e Madson
Tavares, pelo auxilio fundamental, dedicados durante a fase final da dissertação.
Aos meus familiares, pelo apoio, carinho e incentivo constantes, mesmo à distância.
viii
RESUMO
A cidade de Salvador teve seu crescimento urbano intensificado nas últimas décadas,
como resultado, as alterações do espaço natural causada por edificações e ocupações
inadequadas acarretaram alterações no clima e no conforto urbano. Nesta pesquisa busca-se
identificar as diferentes tipologias urbanas da fachada sudeste de Salvador e sua influência na
mudança do clima local. O trabalho foi conduzido por três análises principais: caracterização
climática, ocupação urbana e ilhas de calor. A caracterização climática foi abordada através
da climatologia dinâmica e dos dados meteorológicos de superfície disponibilizados por
instituições públicas e privadas de quatro estações meteorológicas fixas localizadas na área de
estudo. A ocupação urbana foi identificada através da classificação de imagens de satélite
Landsat e a aplicação de técnicas de sensoriamento remoto que permitiu estimar o percentual
de distribuição dos elementos do solo. As Ilhas de Calor Urbano (ICU) foram avaliadas
através da análise comparativa dos dados de temperatura do ar (ºC) na área urbana estudada,
com o intuito de identificar sua ocorrência e intensidade. Analisando as três áreas urbanas
selecionadas para esta pesquisa, é possível afirmar que ambas têm a evolução da ICU bem
marcada ao longo dos 12 meses do ano, e sua evolução é predominantemente diurna, com
intensidades de fraca a moderada (0º a 4º C) durante a manhã e início da tarde, com picos
entre 09:00 e 11:00h, forte e muito forte nas áreas urbanas 1 e 2 e moderados na área 3.
Durante o meio da tarde e início da noite, a diferença é negativa, indicando que a área mais
natural, com vegetação é mais quente que a área mais urbana. Durante a madrugada as
intensidades das ICU são fracas e sem variações significativas em relação aos meses e
estações do ano. Em relação às três áreas urbanas avaliadas, os maiores núcleos de formação
das ICU se concentraram nas áreas urbanas 1 e 2, áreas marcadas por maiores temperaturas
médias e menor aporte de umidade, essas duas áreas também se concentram as zonas mais
urbanizadas da fachada sudeste. Os resultados apresentados confirmaram que o
comportamento do clima local está diretamente ligado as características do uso do solo
urbano, indicando que atuais condições pedem estratégias e definição de orientações para o
planejamento urbano.
Palavras-chave: ilhas de calor urbano, ocupação do solo, sensoriamento remoto, clima
urbano.
ix
ABSTRACT
The city of Salvador had its urban growth intensified in the last decades, as a result, the
natural alterations space caused by buildings and inadequate occupations, resulted in changes
in the climate and urban comfort. This study intends to identify the different urban typologies
of the southeast frontage of Salvador and its influence on local climate change. The research
was conducted by three main analyzes: climatic characterization, urban occupation and heat
islands. The climatic characterization was approached through dynamic climatology and
surface meteorological data provided by public and private institutions of four fixed
meteorological stations located in the study area. The urban occupation was identified through
the classification of Landsat satellite images and the application of remote sensing techniques
that allowed to estimate the percentage of soil elements distribution. The urban heat island
were evaluated through the comparative analysis of the air temperature (ºC) data in the
studied urban area, in order to identify its occurrence and intensity. The analysis of the three
urban areas selected for this research showed that all of them have a well-defined increase in
UCI throughout the 12 months of the year, and their evolution is predominantly diurnal, with
low to moderate intensities (0º to 4º C) during morning and early afternoon, with peaks
between 09:00 and 11:00 am, strong and very strong in urban areas 1 and 2 and moderate in
area 3. During mid-afternoon and early evening, the difference is negative, indicating that the
more natural area with vegetation is warmer than the more urban area. At dawn, the UCI
intensities are weak and do not show significant variations in relation to the months and
seasons of the year. Considering the three urban areas of this study, the largest centre of UCIs
were concentrated in urban areas 1 and 2, both marked by higher average temperatures and
lower humidity, these two areas are also concentrated in the more urbanized areas of the
southeast frontage. The results that were found confirmed that the local climate behavior is
directly related to the characteristics of urban soil use, indicating that current conditions
demand strategies and definition of guidelines for urban planning.
Keywords: urban heat islands, soil occupation, remote sensing, urban climate.
x
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 1
2 OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 3
2.1 OBJETIVO GERAL .................................................................................................................... 3 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................................................... 3
3 REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................................................. 4
3.1 O CLIMA URBANO ................................................................................................................... 5 3.2 A CIRCULAÇÃO ATMOSFÉRICA ................................................................................................ 7 3.3 OS PERFIS DO VENTO NA CAMADA LIMITE DA ATMOSFERA .................................................... 9 3.4 ILHAS DE CALOR URBANA - ICU .......................................................................................... 11 3.5 A EXPANSÃO URBANA NA CIDADE DE SALVADOR ................................................................. 12 3.6 CLASSIFICAÇÃO DE COBERTURA DO SOLO ............................................................................ 15 3.7 A METEOROLOGIA E O PLANEJAMENTO URBANO ................................................................. 16
4 MATERIAL E MÉTODO ............................................................................................................... 18
4.1 MATERIAL ............................................................................................................................ 18 4.1.1 Caracterização Geral da Cidade de Salvador .............................................................. 18 4.1.2 Caracterização Climática ............................................................................................. 19 4.1.3 Área de estudo............................................................................................................... 21 4.1.4 A ocupação do solo em Salvador .................................................................................. 22 4.1.5 A ocupação do solo na fachada sudeste ....................................................................... 24 4.1.6 Dados ............................................................................................................................ 25
4.2 MÉTODO ............................................................................................................................... 25 4.2.1 Dados climatológicos .................................................................................................... 26 4.2.2 Ilha de calor .................................................................................................................. 28 4.2.3 Modificações da ocupação do solo ............................................................................... 29 4.2.4 Classificação da cobertura do solo por imagem de satélite ......................................... 29
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................................................... 31
5.1 AVALIAÇÃO CLIMATOLÓGICA DE MICROESCALA NA ÁREA DE ESTUDO: FACHADA SUDESTE
DE SALVADOR 31 5.1.1 Temperatura do Ar ........................................................................................................ 31 5.1.2 Umidade Relativa do Ar ................................................................................................ 34 5.1.3 Precipitação pluviométrica ........................................................................................... 36 5.1.4 Análise dos Regimes de Vento a superfície ................................................................... 38 5.1.5 Direção dos Ventos ....................................................................................................... 40
5.2 USO E OCUPAÇÃO DO SOLO NA ÁREA DE ESTUDO .................................................................. 45 5.2.1 Descrição dos tipos do uso do solo da superfície na fachada sudeste .......................... 45 5.2.2 Classe de uso do solo .................................................................................................... 46
5.3 ILHA DE CALOR URBANA - ICU ............................................................................................ 51 5.3.1 Avaliação das ICU na área urbana 1 ........................................................................... 52 5.3.2 Avaliação das ICU na área urbana 2 ........................................................................... 54 5.3.3 Avaliação das ICU na área urbana 3 ........................................................................... 56 5.3.4 Os padrões da ICU nas áreas urbanas estudadas ........................................................ 58
6 CONCLUSÃO .................................................................................................................................. 60
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................... 62
xi
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Modelo de circulação meridional da atmosfera, mostrando os ventos à superfície e áreas de
alta (A) e baixa (B) pressão. .................................................................................................................... 8
Figura 2 - Esquema das camadas verticais nas áreas urbanas ................................................................10
Figura 3 - Variabilidade das isotermas sobre uma região urbana e regiões vizinhas .............................11
Figura 4 - Localização da Cidade de Salvador e área de estudo ............................................................18
Figura 5 - Fachadas litorâneas de Salvador. ...........................................................................................21
Figura 6 - Localização das estações meteorológicas de coleta de dados ...............................................22
Figura 7 – Mapa contemplando as Prefeituras-Bairro PDDU 2016. Fonte: PDDU (2016) ..................23
Figura 8 – Divisão da fachada Sudeste em áreas urbanas 1, 2 e 3, adotadas neste estudo .....................24
Figura 9 – Fluxograma esquemático da metodologia adotada ...............................................................26
Figura 10 – Imagens das Estações Meteorológicas de superfície ..........................................................27
Figura 11: Comportamento da chuva acumulada mensalmente na área estudada nos anos de 2013,
2014, 2015 e 2016 e a normal climatológica (INMET,1992) ................................................................37
Figura 12: Indicação das Direções do Vento na Rosa dos Ventos. ........................................................40
Figura 13 - Rosa dos Ventos para a estação Ondina ao longo de 2013, 2014, 2015 e 2016. .................41
Figura 14 - Rosa dos Ventos para a estação Rio Vermelho ao longo de 2013, 2014, 2015 e 2016. ......42
Figura 15 - Rosa dos Ventos para a estação ACM - DETRAN ao longo de 2013, 2014, 2015 e 2016. 43
Figura 16 - Rosa dos Ventos anual para a estação Paralela-CAB ao longo de 2013, 2014, 2015 e 2016.
................................................................................................................................................................44
Figura 17 - Tipologias da Ocupação do Solo nas áreas urbanas da fachada sudeste. ............................46
Figura 18 – Imagem do ano de 2016, classificada por cobertura do solo para fachada sudeste de
Salvador. .................................................................................................................................................49
Figura 19 – Imagem do ano de 2016, classificada por cobertura do solo para fachada sudeste de
Salvador, contemplando: a) área urbana 1, b) área urbana 2 e C) área urbana 3. ..................................50
Figura 20 – Variação horária da intensidade da Ilha de calor urbana (ICU) ao longo dos 12 meses dos
anos de 2013 a 2016: ΔTu–rentre a estação Rio Vermelho (Urbana 01) e Ondina (rural de referência)
................................................................................................................................................................53
Figura 21 – Variação horária da intensidade da Ilha de calor urbana (ICU) ao longo dos 12 meses dos
anos de 2013 a 2014: ΔTu–r entre a estação Detran (urbana 02) e Ondina (rural de referência) ..........55
Figura 22 – Variação horária da intensidade da Ilha de calor urbana (ICU) ao longo dos 12 meses dos
anos de 2013 a 2016: ΔTu–rentre a Paralela-CAB (Urbana 3) e Ondina (rural de referência). ...........57
Figura 23 – Variação horária da intensidade da Ilha de calor urbana (ICU) média horária ao longo dos
12 meses (2013 a 2016): Urbana 1, Urbana 2, Urbana 3. ......................................................................59
xii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Descrição dos Bairros da área estudada .................................................................. 24
Tabela 2 - Informações da localização e caracterização das estações meteorologicas na
fachada Sudeste ........................................................................................................................ 28
Tabela 3 – Classificação da imagem de satélite adotada para cobertura do solo ..................... 30
Tabela 4 – Temperaturas do ar: média anual para a área de estudo ......................................... 32
Tabela 5 – Umidade relativa do ar: média anual para a área de estudo ................................... 34
Tabela 6 – Precipitação acumulada anual para a área de estudo .............................................. 36
Tabela 7 – Velocidade dos ventos: média anual para a área de estudo .................................... 38
Tabela 8 – Descrição das características do uso do solo urbano na fachada Sudeste de
Salvador-BA ............................................................................................................................. 48
Tabela 9: Divisão da fachada Sudeste em áreas representativas .............................................. 51
xiii
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Comportamento mensal da temperatura na área de estudo dos anos de 2013, 2014,
2015 e 2016 .............................................................................................................................. 33
Gráfico 2: Comportamento mensal da umidade relativa do ar (%) na área de estudo dos anos
de 2013, 2014, 2015 e 2016. ..................................................................................................... 35
Gráfico 3: Comportamento mensal da Velocidade do vento (m/s) na área de estudo dos anos
de 2013, 2014, 2015 e 2016. ..................................................................................................... 39
1
1 INTRODUÇÃO
O processo de evolução das cidades promoveu transformações, cujas consequências
repercutem não só no equilíbrio do meio ambiente, como também na qualidade de vida das
populações, devido à alta concentração de atividades e densidade construtiva e demográfica.
Este processo vem provocando modificações substanciais na paisagem, no balanço de energia
e na concentração de poluentes acentuando a escalada nos processos de deterioração
ambiental (SILVA, 2012).
Nos centros urbanos, quase tudo é artificial; e quando é algo natural, apresenta sempre
variações e modificações provocadas pela ação humana. O clima das metrópoles, o chamado
clima urbano, um tipo específico de microclima, constitui um exemplo disso. Nas grandes
cidades faz mais calor e chove um pouco mais do que nas áreas rurais circunvizinhas.
Também, são frequentes as enchentes e alagamentos após algumas chuvas, resultantes da
impermeabilização do solo.
A cidade de Salvador, capital do estado da Bahia, possui aproximadamente 3 milhões
habitantes (IBGE, 2010), distribuídos em uma área peninsular de 361 km2, cuja altitude
alcança os 100 m e tem o clima classificado como quente e úmido. Nos últimos 30 anos teve
o seu crescimento urbano mais intensificado, ou seja, a substituição de áreas verdes por uma
zona urbana edificada, alterando o relevo, impermeabilizando o solo, diminuindo o fluxo de
calor sensível responsável pelo balanço de energia na superfície e aumentando o fluxo de
calor sensível, responsável pela sensação térmica sentida.
Um dos principais problemas de perturbações nas características atmosféricas em áreas
urbanas tem como principais razões: Vedação da paisagem pela introdução de materiais
artificiais, a presença de obstáculos que interagem com o fluxo atmosférico livre, as emissões
de gases com efeito de estufa e emissões de poluentes atmosféricos.
Como resultado da perturbação urbana, alteração térmicas das propriedades radiativas e
aerodinâmicas da superfície da terra podem ocorrer (OKE, 1987). Os dois fenômenos
climáticos urbanos mais significativos são a alteração dos ventos locais e um aumento da
temperatura em comparação com os ambientes que é conhecido como Ilha de Calor
Urbana (ICU). (ACERO et al, 2013).
A ICU representa o aquecimento de áreas urbanas em comparação às áreas rurais e sua
formação depende dos padrões meteorológicos e localização e características urbanas.
2
Em clima tropical, o vento desempenha papel importante na qualidade e conforto
ambiental das cidades. Além de ser responsável pela dispersão de poluentes, em áreas urbanas
tropicais os fluxos de ar favorecem as trocas térmicas entre o corpo humano e o ambiente,
sendo a ventilação uma estratégia bioclimática eficiente para a obtenção do controle térmico e
conforto humano (BITTENCOURT et al., 2006).
Não é somente o calor do sol e sua retenção pelo CO2 e vapor d’água que aquecem uma
cidade. Existe também a produção de calor, a cidade é um grande centro consumidor de
energia, e toda vez que a mesma é utilizada, parte é liberada para o ambiente. Pesquisas de
clima urbano desenvolvidas pelo Laboratório de Conforto Ambiental - LACAM da
Universidade Federal da Bahia - UFBA levantaram a hipótese da existência de ilhas de calor,
que são um sobreaquecimento das cidades, ao invés de presença de uma única ilha central
coincidente com o centro urbano (ANDRADE et al, 2004). Nesta configuração, o aumento da
temperatura ocorre em diversas áreas da cidade, caracterizando o clima urbano de Salvador.
As diminuições das áreas verdes criam mudanças na atmosfera local, modificando a
temperatura e as chuvas da região, bem como a direção e a velocidade dos ventos. As áreas
verdes também alteram os índices de reflexão do calor e favorecem a manutenção da umidade
relativa do ar. Porém, pode-se dizer que a intensidade das ilhas de calor não está somente
relacionada com a diminuição destas áreas, mas, também, com o tamanho das cidades,
população, geometria das ruas e dos prédios nas áreas urbanizadas ocasionando como
consequência o aumento do fluxo de calor sensível da superfície da terra perto das cidades,
onde o fluxo de calor sensível divide-se em dois componentes: no calor produzido pelo
homem (ex: cidades industriais) e pela radiação solar (KATO E YAMAGUCHI, 2005).
É fato que o microclima de áreas urbanas, mesmo vinculado às variáveis
mesoclimáticas, possui características diferenciadas daquelas inerentes às áreas que
circundam as cidades. Fatores climáticos como a radiação solar, temperatura, velocidade e
direção dos ventos, camadas atmosféricas, precipitação, umidade, entre outros, estão
diretamente relacionados com a urbanização. Diversos fenômenos consequentes da
concentração urbana contribuem para as variações climáticas e devem ser analisados, para se
conhecer a caracterização espacial e temporal, além de seus efeitos locais dentro das cidades.
3
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Identificar as diferentes tipologias urbanas da fachada sudeste de Salvador e suas
possíveis influências na mudança do clima local.
2.2 Objetivos Específicos
a. Analisar a tendência do comportamento climático de Salvador;
b. Identificar a ocorrência e intensidade das ilhas de calor urbana da fachada Sudeste;
c. Estimar os tipos de uso e características do solo da superfície para fachada sudeste;
d. Relacionar o comportamento do clima e a configuração urbana da fachada sudeste;
4
3 REFERENCIAL TEÓRICO
Estudos relacionados ao clima urbano tornam-se cada vez mais frequentes, devido a
intima ligação entre o processo de urbanização e as alterações das variáveis climáticas. O
microclima corresponde ao clima de pequenos espaços urbanos e é influenciado pela ação
humana nas transformações do seu entorno, formados a cada volume geométrico imaginário
no espaço habitado ou não (GEIGER, 1961).
Em latitudes tropicais e subtropicais, o processo de urbanização vem se tornando
cada vez mais acelerado e é acompanhado pelo aumento de problemas severos associados à
deterioração ambiental, condições de vida insalubres, escassez de energia e água e aumento da
exposição da população a situações de riscos hidrológicos e ventos extremos. Muitos destes
problemas poderiam ser reduzidos se o planejamento urbano incorporasse estudos relativos ao
clima (TAESLER, 1986). O que se percebe, contudo, é que pesquisas com esta abordagem
ainda são pouco aplicadas ao zoneamento das cidades brasileiras.
Segundo Givoni (1998), alguns fatores que influenciam nas mudanças dos
microclimas em relação à configuração urbana são: densidade da área construída, cobertura
do solo, altura dos edifícios, orientação e a largura das ruas, divisão dos lotes, efeitos dos
parques e áreas verdes e detalhes especiais do desenho dos edifícios.
As pesquisas que tratam da questão da climatologia urbana comumente empregam
dois tipos de tratamento das variáveis climáticas, os quais são o tratamento estático e o
dinâmico (MONTEIRO, 1969). O tratamento estático tem como propósito a descrição
genérica do comportamento atmosférico, sem revelar suas particularidades, realizada através
de longos períodos de observações climáticas. A climatologia dinâmica, por sua vez, pretende
expressar as variações no tempo e as particularidades dos fenômenos por meio de amostragem
de individualidades que sejam expressões reais dos mecanismos de circulação atmosférica de
uma região. O autor aponta que a melhor compreensão do clima em determinada região se dá
quando este é analisado através da dinâmica dos fenômenos atmosféricos, pois assim pode-se
ter noção da sucessão dos tipos de tempo atmosférico.
Tendo como foco o estudo da dinâmica do comportamento dos escoamentos de ar e
conforto térmico em ambiente urbano, cabe verificar, então, a interação entre o clima local e a
configuração urbana alterada diante do crescimento das cidades (FERREIRA, 2009). Assim,
será realizada uma revisão bibliográfica formando a base conceitual e teórica deste trabalho,
abordando conceitos e pesquisas relacionados ao tema, tendo como enfoque a relação entre a
cidade e o clima urbano.
5
3.1 O clima Urbano
O entendimento de que a cidade é um ambiente modificador do clima e que as
atividades humanas provocam alterações na atmosfera desencadearam estudos sobre um clima
específico que se forma nas cidades, intitulado de clima urbano. Os estudos pioneiros que
demonstraram preocupações com a modificação da atmosfera das cidades foram realizados
em Londres, em 1661, onde já se observava que a queima do carvão impactava na
temperatura da cidade devido ao aumento da concentração de poluentes na atmosfera.
Entretanto, a literatura científica sobre clima urbano é relativamente recente e somente a partir
da Segunda Guerra Mundial, com o grande crescimento de áreas metropolitanas e o aumento
da industrialização, intensificaram-se os estudos sobre essa temática, tendo em vista a
contaminação do ar, sobretudo nas áreas urbanas das metrópoles.
Segundo Dumke (2007), os primeiros estudos brasileiros a respeito do clima urbano
foram desenvolvidos na década de setenta, dentre os quais se destacam os trabalhos efetuados
no Rio de Janeiro/RJ e em Marabá/PA, todos com o objetivo de subsidiar o planejamento
urbano dessas cidades. A proposta teórico-metodológica criada por Monteiro (1975),
intitulada Sistema Clima Urbano -SCU, fundamentada na Teoria Geral dos Sistemas (TGS)
de Ludwig von Bertalanffy, constituiu uma importante contribuição brasileira aos estudos de
climatologia urbana.
Ao construir e ocupar as cidades, o homem interfere significativamente sobre seu
ambiente climático. As condições particulares do meio ambiente urbano - rugosidade,
ocupação do solo, orientação, propriedades termodinâmicas dos materiais constituintes, entre
outros fatores - modificam as suas feições climáticas, formando um clima particular: o clima
urbano LANDSBERG (1981) e OKE (1996).
A informação climática se dá em três níveis: macroclima, mesoclima e microclima.
Os dados macroclimáticos estão associados aos movimentos resultantes da circulação
geral da atmosfera. Podem ser descritos como as informações obtidas nas estações
meteorológicas e descrevem o clima geral de uma região, dando detalhes de insolação,
nebulosidade, precipitações, temperatura, umidade e ventos, ou seja, na escala sinótica. Os
dados mesoclimáticos informam as modificações do macroclima provocadas pelo relevo local
como vales, montanhas, grandes massas d’água, vegetação, etc. O microclima descreve o
clima próprio de pequenos espaços como um bairro, uma rua, uma praça ou até mesmo um
edifício. Portanto, cada parte da cidade apresenta características térmicas diferentes que
variam constantemente (NERY et al, 1997).
6
O clima urbano não é homogêneo, ele é constituído por um mosaico de microclimas
variados, cuja formação e caracterização dependem das condicionantes do parcelamento, uso
e ocupação do solo: percentual de pavimentação, asfalto e volume construído em relação à
extensão territorial e compensação da cobertura vegetal e espaços públicos que favoreçam a
penetração e captação dos ventos.
Por outro lado, as características climáticas de um determinado local podem determinar
sua configuração, o modo como as atividades humanas se desenvolvem e ainda indicar
caminhos para a forma mais apropriada de intervenção (ALMEIDA, 2006).
Oke (1987) apresentou um modelo que relaciona a intensidade da ilha urbana de calor à
densidade populacional aplicado a cidades Européias e Norte-Americanas. Este mesmo autor
demonstrou, ainda, que a geometria urbana, bem como as propriedades térmicas das
superfícies tem maior influência que o vento e a densidade da população, consolidando o
estudo da inter-relação entre clima urbano e uso e ocupação do solo.
Para Katzschner (1997) são quatro os aspectos que influenciam o clima urbano:
ventilação e balanço de energia, topografia da área e a estrutura urbana. Ainda de acordo com
o autor, para caracterizar o clima urbano é necessário identificar os efeitos das áreas
edificadas e das áreas verdes em geral, além de suas respectivas tipologias. Na Alemanha, o
mesmo autor conclui que os planos para ocupação do espaço urbano são desenvolvidos por
bairros com a participação de climatologistas desde a fase dos estudos preliminares. Todas as
decisões são tomadas em um ambiente multidisciplinar para escolha das regiões apropriadas
para adensamento, verticalização e áreas verdes. Tais definições são adotadas em função do
mapeamento da circulação do ar e das ilhas de calor urbanas - ICU já identificadas.
Lombardo (1981) analisou o fenômeno ilha de calor na cidade de São Paulo e concluiu
que a cidade apresentou um gradiente de temperatura horizontal superior a 10° C, sendo a
área de pico de calor também a área com maior índice de poluição, maior concentração de
edifícios e indústrias, demonstrando, assim, a forte correlação entre o aumento de temperatura
e o uso do solo.
Uma das vantagens que a abordagem descritiva traz para o planejamento urbano,
principalmente aquela que tem como origem o referencial humano (MONTEIRO, 1976;
MAYER; HOPE, 1987; KATZSCHNER, 1997 e outros), é a identificação dos elementos
importantes da paisagem para o conforto térmico ou a mitigação dos efeitos da ilha de calor
urbana, que devem ser preservados ou mobilizados racionalmente pelo projeto urbano. O
limite dessa abordagem é que não possibilita a indicação objetiva do melhor arranjo dos
edifícios, do tamanho e disposição das áreas verdes e/ou corpos d´água necessários ao efetivo
7
melhoramento das condições climáticas locais. Para este tipo de análise de desempenho, a
modelagem torna-se fundamental.
Almeida (2006) estudou a configuração urbana de Maceió no Estado de Alagoas e sua
relação com os microclimas a partir das características físicas das áreas pesquisadas. Também
realizou medições “in loco” de temperatura do ar, umidade relativa do ar e velocidade dos
ventos. A autora observou a existência de microclimas diferenciados na malha urbana de
Maceió, determinados pela influência da configuração urbana das áreas estudadas, tais como:
a relação entre densidade construída e temperaturas mais elevadas do que em áreas abertas;
diferenças entre áreas pavimentadas e solo natural tanto nos valores de temperatura como na
diminuição da umidade relativa do ar e a pouca influência da vegetação dispersa.
Assim, fica evidente que a urbanização exerce influência direta no clima da cidade.
Logo, como medida mitigadora destes efeitos, os aspectos climáticos devem ser considerados
no planejamento urbano.
3.2 A circulação atmosférica
O vento à superfície é uma importante variável climática, com diversas aplicações. Uma
compreensão das atuais condições do vento se torna importante sob o ponto de vista do
planejamento urbano, bem como das mudanças climáticas. É evidente que a determinação do
clima de uma região não depende apenas do conhecimento do regime de vento, mas também
de outras variáveis como precipitação, temperatura, radiação solar, evaporação, umidade do
solo e do ar, entre outras. A maioria das pesquisas sobre o tempo e o clima investiga a
temperatura e precipitação em diversas escalas espaciais e temporais. Por outro lado, estudos
atuais têm crescido na busca de uma inter-relação entre a circulação atmosférica e essas
variáveis do clima.
A caracterização do vento em qualquer ponto (φ, λ, z) da atmosfera requer dois
parâmetros: a direção e a velocidade (módulo). Ambas são grandezas instantâneas e pontuais,
pois, o escoamento do ar depende das condições atmosféricas, que variam no espaço e com o
tempo. Nas proximidades da interface superfície-atmosfera o vento é altamente influenciado
pelas características geométricas e pelo estado de aquecimento da própria superfície
subjacente (VAREJÃO-SILVA, 2006).
A caracterização dos aspectos predominantes do movimento do ar, no tocante à
troposfera, complica-se bastante porque a superfície do globo é muito heterogênea. Além do
mais, há extensas áreas continentais desabitadas e uma vasta superfície oceânica onde é
8
ínfima a possibilidade de coletar dados sistematicamente, exceto através de sensoriamento
remoto, usando imagens de satélites (VAREJÃO-SILVA, 2006).
Na escala planetária, padrões globais de vento e pressão que se mantêm durante o ano,
ou são produzidos sazonalmente, definem a circulação geral da atmosfera (BARRY e
CHORLEY, 1976 apud AYOADE, 1998). Nesta escala, três mecanismos regem o movimento
das massas de ar: o movimento de rotação da Terra (Força de Coriolis); a força centrífuga,
relacionada com a curvatura da trajetória da Terra, e o gradiente de pressão, causado pelo
aquecimento não uniforme da superfície terrestre (SILVA, 1999). Em altitudes onde o efeito
do atrito pode ser desprezado, há um equilíbrio entre a força de gradiente de pressão e a força
de Coriolis, definindo a aceleração das partículas de ar. Nesta região, o fluxo de ar é
denominado vento geostrófico.
A circulação geral da atmosfera, de maneira genérica, pode ser representada por um
modelo composto por três células de circulação meridional para cada hemisfério da Terra
(VAREJÃO-SILVA, 2006, Figura 1):
Figura 1 - Modelo de circulação meridional da atmosfera, mostrando os ventos à superfície e áreas de alta (A) e baixa (B) pressão.
*Nota: a espessura da troposfera está representada em escala exagerada. Fonte: VAREJÃO-SILVA, 2006.
Faixa tropical, que se estende do Equador até 30º de latitude, denominada Célula de
Hadley, onde predominam os ventos alísios;
Zona de latitudes médias, conhecida como Célula de Ferrel, entre as latitudes 30º e
60º, onde atuam os ventos de oeste;
Região polar, que está entre a latitude 60º e os pólos.
Na circulação geral, sistemas circulatórios secundários produzem variações diárias ou
periódicas na atmosfera. Tais variações determinam as condições de tempo, que são padrões e
9
tipos característicos que definem um estado médio da atmosfera em um intervalo temporal e
em determinado local (AYOADE, 1998). Alguns tipos de sistemas produtores de tempo são
os anticiclones e ciclones, as massas de ar, as linhas de instabilidade e os sistemas frontais.
Os ciclones e anticiclones são circulações caracterizadas pelo seu sentido no plano
horizontal. Os ciclones, sistemas de baixa pressão atmosférica, têm circulação anti-horária no
Hemisfério Norte e horária no Hemisfério Sul. Os anticiclones, ao contrário, são áreas de alta
pressão que se movem no sentido horário no Hemisfério Norte e anti-horário no Hemisfério
Sul.
As massas de ar são grandes porções da atmosfera que apresentam distribuição vertical
de temperatura e umidade aproximadamente uniformes (VAREJÃO-SILVA,2006), podendo
ter origem tropical ou polar. Já os sistemas frontais ou frentes, são zonas-limites que separam
massas de ar de propriedades diferentes (AYOADE, 1998). Denomina-se frente fria quando a
massa de ar frio avança na direção da massa de ar quente. A frente quente, por sua vez, ocorre
quando a massa de ar quente avança na direção da massa de ar frio
Outros tipos de sistema de circulação podem ser observados em extensões menores de
território e com duração que compreende o ciclo de um dia. Tais fenômenos são provocados
por características próprias da superfície como topografia e tipo de cobertura superficial (água
ou terra) que geram circulações locais, tais como brisas terrestres e marítimas e ventos de vale
e de montanha (AYOADE, 1998).
3.3 Os perfis do vento na Camada Limite da Atmosfera
Determinadas investigações micrometeorológicas procuram quantificar a difusão
vertical de propriedades físicas do ar, especificamente de massa, de calor e de quantidade de
movimento, tornando-se necessário estabelecer perfis de velocidade do vento, isto é: conhecer
a variação da velocidade do vento com a altura, na camada atmosférica justaposta à
superfície-fonte, que pode estar representada por um espelho d'água, pelo solo, pelas copas da
vegetação, pelas edificações etc. (VAREJÃO-SILVA, 2005).
A atmosfera sofre influência da superfície nos primeiros 10 km de sua extensão vertical,
na camada denominada troposfera. No interior desta camada, em termos de altura, duas zonas
distintas podem ser consideradas: a camada limite e a zona exterior. Na zona exterior, o ar se
comporta como um fluido ideal. Já a camada limite, também denominada camada limite
atmosférica (CLA), é aquela onde as forças de origem viscosa são relevantes (SARAIVA,
1983). Na CLA, o escoamento das massas de ar é diretamente afetado pela superfície
terrestre e sofre influência de forçantes superficiais como arrasto, evaporação e
10
evapotranspiração, transferência de calor, emissão de poluentes e modificações do
escoamento induzidas pela topografia (LOREDO-SOUZA et al., 2004). Sua espessura é
definida como a altura acima do solo onde a velocidade atinge 99% da magnitude do
escoamento não perturbado. À medida que o fluxo de ar escoa do campo para áreas urbanas
vai encontrar um conjunto diferente de condições de fronteira ou camada limite.
Oke (1978) propõe a divisão da CLA em dois níveis (Figura 2): a camada urbana ao
nível das coberturas (urban canopy layer - UCL) e a camada limite urbana (urban boundary
layer - UBL). A UCL é a camada comandada por processos atmosféricos de microscala ao
nível das ruas, espaços entre os edifícios, conjunto ao qual se atribui e designa de canyons
urbanos. A UBL é definida como a camada acima das coberturas das edificações e se estende
até o nível onde a influência do atrito é nula, cujas características são afetadas pela presença
da superfície urbana abaixo dela. Nesta região, os fenômenos locais e de meso-escala são
controlados por processos que operam em macro-escalas espaciais e temporais (ARNFIELD,
2003).
Figura 2 - Esquema das camadas verticais nas áreas urbanas Fonte: Adaptado de OKE, 1978.
A UCL abrange a extensão do solo até a altura média dos elementos de rugosidade (ZH).
Nesta camada, os processos de fluxo de ar e troca térmica são controlados pela micro-escala,
ou seja, por trocas e processos realizados no nível dos edifícios e das ruas.
É o conjunto dos microclimas, cada um, influenciado pelas características do seu espaço
adjacente, que formam o mosaico do clima urbano. Nesta cobertura tridimensional, composto
pela Atmosfera Urbana Exterior e Inferior, ocorrem as principais trocas energéticas em meio
urbano, sendo por isso fundamental o seu estudo (LOPES, 2003).
11
3.4 Ilhas de Calor Urbana - ICU
Pesquisas sobre a qualidade de vida da população em grandes cidades de países com
elevado grau de crescimento econômico foram estudadas por Lombardo (1985), o autor
concluiu que os habitantes de áreas urbanas se tornavam mais vulneráveis às enfermidades
cardiovasculares, principalmente àquelas pessoas de idade avançada. Afirmou ainda que a
poluição do ar e as ilhas de calor constituíam exemplos de alterações das condições climáticas
locais impostas pela urbanização, caracterizando ilha de calor urbana como sendo uma área na
qual a temperatura do ar é mais elevada que nos seus arredores.
Este clima urbano, composto por microclimas variados, tem como principal
característica a formação das ilhas de calor e do domus de poeira. A ilha de calor urbana é
decorrente do aumento da temperatura e da alteração da umidade do ar nas regiões mais
adensadas da cidade. Conforme explica Givoni (1998), o ar poluído e mais aquecido tende a
subir, criando uma pressão negativa que succiona o ar mais frio da periferia da cidade em
direção ao centro, gerando um sistema de ventilação que faz com que o ar poluído fique na
cidade, configurando o domus de poeira.
O termo ICU se deve a uma elevação das isotermas sobre a superfície considerada em
relação às áreas circunvizinhas, tendo similaridade com uma ilha (Figura 3). Esta
conceituação corrobora com a definição de Coltri et al. (2008) que definem ICU como uma
anomalia térmica onde a temperatura de superfície do ar urbano se caracteriza por ser superior
à da vizinhança rural.
Figura 3 - Variabilidade das isotermas sobre uma região urbana e regiões vizinhas
Fonte: Adaptado Silva (2001)
Marques Filho et al. (2009) destacam a importância dos estudos de climatologia urbana
em países tropicais, que aparecem bem diferentes de climas temperados. Os autores
12
apresentaram alguns resultados da termodinâmica e a evolução temporal da ICU para a
Região Metropolitana do Rio de Janeiro - RMRJ. Três grupos de microclimas diferentes
foram identificados na RMRJ, ocasião em que constataram que a ICU tropical na RMRJ
ocorre durante a manhã e não durante a noite, como em áreas temperadas, sendo mais intensa
ao longo dos meses de transição entre o verão chuvoso e inverno seco (Fevereiro-Maio) com
uma amplitude de 4-5 °C (em oposição a um intervalo de 2 a 3 °C nos outros meses). Ao
contrário do que acontece na manhã, tarde e início da noite, a diferença é negativa, indicando
que a área com vegetação é mais quente que a área urbana.
Na região metropolitana de Macapá (RMM), Silva (2016), estudou a ocorrência de ICU
através de dados da temperatura e imagens de satélite, verificou-se que o índice sazonal de
ICU foi maior (menor) nos meses de março a abril (outubro a dezembro), enquanto o índice
horário obteve diferentes resultados de acordo com a época do ano: no mês chuvoso (seco) foi
mais intenso no início da noite (do dia) com valor para a RMM atingiram valores máximos de
6°C (4,9°C) verificando que em todas as imagens houve a comprovação de ICU com núcleos
nos centros da malhas urbanas.
Bezerra (2009) avaliou a ocorrência de ICU nas cidades de Petrolina/PE e Juazeiro/BA
a partir de dados de temperatura para o período de inverno e verão, e nos dois períodos
estudados, os maiores valores de ICU foram observados nas áreas densamente urbanizadas,
cujas superfícies são impermeabilizadas com materiais que possuem maior capacidade de
absorver energia. Essa energia, após ser absorvida, é liberada para a atmosfera na forma de
calor sensível, principalmente durante a madrugada, retardando o resfriamento noturno dessas
áreas.
Para a cidade de Salvador, estudos realizados por Nery et al (2003), comprovaram a
existência de uma relação entre os valores das médias das temperaturas do ar e os padrões de
ocupação e mostraram que áreas com maior densidade construtiva tendem a possuir maiores
médias de temperatura do ar em relação às áreas com menor densidade.
3.5 A expansão urbana na cidade de Salvador
Fundada em 1549, a Cidade de Salvador é resultado de sucessivos desmembramentos
para a criação de outros municípios da Região Metropolitana. No contexto histórico, a
Salvador colônia já apresentava uma densa ocupação nas proximidades da Baía de Todos os
Santos.
A estrutura urbana de Salvador é fortemente influenciada pelas peculiaridades do sítio
onde a cidade foi implantada. O relevo, marcado pela falésia na borda da Baía de Todos os
13
Santos e por vales estreitos, espigões e pequenos tabuleiros no interior, constituiu-se num dos
fatores decisivos para a escolha do sítio de fundação da Cidade em razão das necessidades
estratégicas de defesa do território, preponderantes nos primeiros momentos da colonização
portuguesa. Ao longo dos séculos, porém, o sítio revelou-se extremamente problemático para
comportar uma Cidade de grandes dimensões, caracterizada pela ocupação desordenada e por
altos níveis de densidade populacional e de área construída. (SALVADOR, 2009)
Em Salvador, a urbanização foi lenta até as primeiras décadas do século XX. Nos anos
sessenta, a expansão do sistema viário da cidade, definido, nos anos 40, pelo Escritório do
Plano de Urbanismo da Cidade do Salvador - EPUCS, plano coordenado por Mario Leal
Ferreira (PMS, 1976) – incorporou espaços novos ao tecido urbano, inverteu a lógica de
circulação pelas cumeadas para a circulação pelos vales, aumentou o valor da terra urbana e
tornou acessível ao mercado terras que não estavam disponíveis e abrigavam muitas das
habitações precárias da cidade, que ocupavam fundos de vale e encostas. Embora a primeira
avenida projetada pelo EPUCS tenha sido construída em 1949, somente na década de 70 a
implantação é completa como um sistema articulado (VASCONCELOS, 2002). Outro fato de
destaque que impulsiona a expansão espacial urbana neste período é a substituição dos bondes
pelos ônibus urbanos, que trazem mais flexibilidade para os processos de periferização da
cidade.
Carvalho e Pereira (2008) descrevem o processo de expansão da metrópole como um
processo que levou à configuração de um espaço urbano desigual e segregado a partir de três
vetores de expansão diferenciados, orla atlântica, miolo e subúrbio ferroviário, que partem do
centro tradicional da cidade, nos anos 70 já bastante esvaziado de suas funções. O vetor “orla”
segue em direção ao norte, no litoral atlântico, e é área privilegiada quanto a moradia,
serviços e lazer. É a área de concentração de riqueza, investimentos públicos, equipamentos
metropolitanos, parques, hotéis, centros de consumo, oportunidades de trabalho. O vetor
“miolo” corresponde ao centro geográfico do município, e começa a ser ocupado nos anos 70,
a partir da implantação de conjuntos habitacionais financiados pelo Banco Nacional de
Habitação para setores de rendimento médio. As áreas dos conjuntos que não foram
edificadas deram lugar às invasões, e a expansão dessa área continuou por loteamentos
populares. O subúrbio ferroviário tem sua ocupação inicialmente ligada à linha férrea, em
1860, se expande a partir do centro em direção norte, na orla da Baia de Todos os Santos, e se
constitui a partir dos anos quarenta como um local de loteamentos populares ampliados nas
décadas sucessivas sem controle urbanístico, com suas áreas livres invadidas e ocupadas.
Concentra uma população pobre e é marcado pela precariedade habitacional, com a maioria
14
de suas habitações autoproduzidas pelos seus moradores, pela carência de infraestrutura,
equipamentos, serviços, oportunidades de emprego e, no período mais recente, pela violência.
Segundo Pereira, 2014, a década de 70 foi marcada pelo início da implantação dos polos
do CIA - Centro Industrial de Aratu e COPEC - Complexo Petroquímico de Camaçari e a
expansão do tecido urbano, consolidada pelo novo sistema viário. A década de 80 foi a da
consolidação de um novo centro urbano, que não substituiu a centralidade existente e foi
impulsionado por grandes empreendimentos públicos e privados realizados na década
anterior, com destaque para a construção da Avenida Paralela, do Centro Administrativo da
Bahia - CAB, da nova Estação Rodoviária e do Shopping Iguatemi. A Avenida Paralela
complementou o sistema viário, configurando um vetor de expansão urbana Sul–Norte, que
conectou os vazios urbanos já apropriados por empreendedores imobiliários. Essa nova
centralidade direcionou a expansão urbana no sentido da orla atlântica norte, e contribuiu para
o gradativo esvaziamento do centro tradicional da cidade.
Nos anos 1990, observa-se o comprometimento de quase todo o território continental de
Salvador com formas diversificadas e intensivas de uso e ocupação do solo. Dentro da Área
Urbana Legal permanecem como áreas de menor densidade apenas alguns trechos da região
de Itapuã e os grandes espaços vazios localizados em torno da Av. Paralela, principalmente na
bacia do rio Jaguaribe. Esta, entretanto, consolida-se cada vez mais como um corredor de usos
diversificados e vetor de expansão urbana a partir do qual a ocupação do solo expande-se,
longitudinalmente, no sentido Iguatemi – São Cristóvão, e, transversalmente, na direção tanto
do Miolo quanto da Orla. Intensifica-se, também, a conurbação de Salvador com Lauro de
Freitas a partir do vetor formado pelo corredor Av. Paralela–Estrada do Coco. (SALVADOR,
2009).
Logan e Molotch (1987) partem de uma premissa de que os conflitos locais sobre o
crescimento urbano são centrais para a organização das cidades. O conflito central é entre os
residentes, que usam o espaço urbano para satisfação de necessidades essenciais (viver e
trabalhar na cidade) e empreendedores que buscam retorno financeiro, que é conseguido, de
um modo geral, intensificando o uso do solo (mais construções, verticalização, etc.). A busca
de maiores valores de troca para as propriedades urbanas não implica, necessariamente, a
maximização do valor de uso do solo urbano. De fato, os dois objetivos são contraditórios e
geram uma contínua fonte de tensão e conflito.
15
3.6 Classificação de cobertura do solo
Sensoriamento remoto é a ciência e a arte de obter informações acerca de um objeto,
área ou fenômeno, através da análise de dados adquiridos por um dispositivo que não está em
contato com o objeto, área ou fenômeno sob investigação (LILLESAND E KIEFIR, 1979).
Estes objetos de interesse, vegetação, culturas agrícolas, solos, formações rochosas, corpos
d’água, além de outros, são em seu conjunto genericamente denominados de alvos. As
informações de interesse são obtidas basicamente através do estudo da interação da radiação
eletromagnética emitida por fontes naturais (sol) ou artificiais (radar) com os alvos.
A rugosidade da superfície é parâmetro importante na conformação dos fluxos de ar. A
representação dos diferentes valores de rugosidade pode ser realizada por meio do
reconhecimento de classes de cobertura do solo, sendo o uso de imagens orbitais de
sensoriamento remoto uma das fontes mais tradicionais de dados aplicados na confecção de
mapas de cobertura do solo (PINHO e KUX, 2004).
De acordo com Parlow et al. (1997) a decisão de se empregar este tipo de imagem para
classificação de cobertura do solo pode se dar em função da disponibilidade da informação
espacialmente distribuída em malhas regulares, e da possibilidade de atualização periódica de
bancos de dados que contém estas informações.
Duas categorias podem ser utilizadas quanto ao procedimento de extração de
informações das imagens de satélite: uma que utiliza técnicas de fotointerpretação e outra que
emprega métodos de classificação automática.
A técnica de fotointerpretação exige que intérpretes realizem tarefas tais como detecção,
reconhecimento e identificação, análise, dedução, classificação, idealização e determinação da
exatidão. O processo de reconhecimento está relacionado aos elementos da interpretação
visual, constituídos pela forma, textura, tamanho, cor, tonalidade, sombra e contexto dos
elementos que compõem a imagem (NOVO e PONZONI, 2001).
É necessário o emprego de técnicas de processamento para a classificação das imagens
orbitais, que podem ser divididas em três fases: pré-processamento, realce e classificação
(CAMARA et al., 1996).
Na fase de pré-processamento, são feitas correções dos dados brutos e o
georreferenciamento da imagem a ser classificada. A técnica de realce é o momento em que
ocorre a melhoria da imagem e a busca por melhores padrões de reconhecimento. A
classificação, por sua vez, é quando se faz o reconhecimento automático ou supervisionado
dos alvos de cena. Após o reconhecimento de áreas homogêneas, ou seja, após a classificação
16
das imagens, atribui-se valores de comprimento de rugosidade a cada classe, conformando-se
assim um modelo de rugosidade.
3.7 A Meteorologia e o Planejamento Urbano
A meteorologia e as questões de planejamento urbano estão fortemente ligadas por um
eixo comum, o urbanismo visa o bem-estar da população das cidades e as condições
climáticas locais são um dos fatores associados ao bem-estar. É importante ressaltar que o
conforto climático é apenas um destes fatores, de modo que cabe ao urbanista ponderar seu
peso entre os demais fatores socioeconômicos e assim tomar decisões acerca do planejamento
urbano. Por outro lado, o papel do meteorologista é fornecer subsídios científicos acerca dos
fatores ambientais que possam auxiliar nesta tomada de decisão. A proposta deste trabalho se
encaixa nesse perfil.
A arquitetura, assim como a meteorologia, envolve diferentes escalas, e estas escalas
encontram-se conectadas. Enquanto na meteorologia pode-se tratar de fenômenos em macro1,
meso2 e microescala3, analisando fenômenos desde trocas entre a atmosfera e a superfície até
o desenvolvimento de circulações locais, a arquitetura abrange as escalas de dimensão
humana ou de cidade, tratando desde o conforto ambiental no interior das edificações até o
planejamento de vias de acesso e conexões entre grandes áreas.
As condições de conforto experimentadas por um indivíduo dependem fortemente de
condições meteorológicas locais, bem como de fatores pessoais como a vestimenta, a
atividade física e até mesmo o biótipo do indivíduo. A proximidade com a vegetação, o efeito
de sombreamento e mudanças na intensidade do vento por obstáculos interferem diretamente
nas condições de conforto sentidas.
Segundo uma revisão de estudos brasileiros relacionando as aplicações da climatologia
urbana no planejamento das cidades, mostrou que a maior parte dos estudos sobre clima
urbano no Brasil trata de casos de maneira descritiva, abrangendo cidades de porte médio e
áreas metropolitanas em diferentes domínios climáticos. Nos últimos dez anos, parece que
1 Macroclima: resultado da circulação geral da atmosfera que descreve o clima geral de uma região, dando detalhes de insolação, nebulosidade, precipitações, temperatura, umidade e ventos. 2 Mesoclima: informa as modificações do macroclima provocadas pelo relevo local como vales, montanhas, grandes massas d’água, vegetação, etc. 3 Microclima: clima próprio de pequenos espaços como um bairro, uma rua, uma praça ou até mesmo um edifício
17
houve uma mudança no perfil dos pesquisadores no país. Os estudos eram conduzidos
principalmente por geógrafos até a década de 1980, mas atualmente a maior parte das
pesquisas e das publicações conta com a cooperação interdisciplinar entre esses campos do
conhecimento (ASSIS, 2000).
O Brasil tem algumas das maiores cidades do mundo, de modo que experiências de
aplicação da climatologia urbana no planejamento e na edificação, bem como seus impactos
sobre a qualidade de vida urbana, são importantes de serem analisadas para identificar
prioridades e lacunas nos estudos, bem como as necessidades e oportunidades de transferência
tecnológica na pesquisa, esses estudos de climatologia urbana são, portanto, importantes para
o planejamento e a preservação da qualidade físico-ambiental urbana (ASSIS, 2006).
18
4 MATERIAL E MÉTODO
4.1 Material
4.1.1 Caracterização Geral da Cidade de Salvador
A cidade de Salvador, capital do Estado da Bahia, Nordeste do Brasil (Figura 4) possui
2.7 milhões de habitantes distribuídos em uma área peninsular de 361 km2, cuja altitude
alcança os 100m. Foi fundada em 1549, o território atual é resultante de sucessivos
desmembramentos para a criação de outros municípios na Região Metropolitana, processo
que se intensificou principalmente a partir do final da década de 1950, em decorrência da
criação dos novos municípios, Salvador teve sua área territorial reduzida para
aproximadamente 1/3 daquela que possuía no início da década de 1950, passando o seu
território a restringir-se à extremidade da península localizada na entrada da Baía de Todos os
Santos e a algumas ilhas. Desta forma, passou a limitar-se, por terra, apenas com os
municípios de Simões Filho e de Lauro de Freitas, e, por mar, através da Baía de Todos os
Santos e da Baía de Aratu, com os municípios de Vera Cruz, Itaparica, Saubara, São
Francisco do Conde, Madre de Deus e Candeias.
Figura 4 - Localização da Cidade de Salvador e área de estudo
Fonte: Produzido pela autora.
19
4.1.2 Caracterização Climática
A cidade de Salvador está entre as coordenadas geográficas: 12° 58′ 16″ S e
38° 30′ 39″ W Gr. Salvador é banhada pelo Oceano Atlântico e a cidade tem ao sul e a oeste a
Baía de Todos os Santos. A latitude tropical desta região é caracterizada pelos ventos alísios
que sopram permanentemente de leste com variações de nordeste e de sudeste, sendo este o
vento predominante da grande escala na região. Por outro lado, o corpo d’água representado
pela baia interfere tanto na oferta de umidade quanto nos ventos locais.
A variabilidade climática de Salvador é resultado de efeitos combinados da ação de
vários sistemas meteorológicos, bem como das variações e intensidade de cada um deles.
Fatores locais como características topográficas, altos valores de albedo4 e forma geográfica,
também contribuem para essa variabilidade. A posição geográfica peninsular da cidade faz
com que esteja diretamente influenciado, por circulações de brisa e pelos ventos alísios da alta
subtropical do Atlântico Sul, favorecendo a umidade e pluviosidade.
Os principais fatores que controlam o clima em Salvador e seu entorno são:
Ação permanente do sistema de alta pressão subtropical do Atlântico Sul;
Ação permanente dos ventos alísios;
Localização da cidade na faixa tropical da América do Sul;
Localização da cidade próxima ao Oceano Atlântico, cujas águas são
relativamente quentes ao longo do ano todo.
O sistema de alta pressão subtropical do Oceano Atlântico Sul é uma grande extensão
sobre o oceano onde a pressão atmosférica é relativamente alta. Em associação a este sistema
de alta pressão, observam-se os ventos alísios (ventos persistentes que fluem
predominantemente de leste, de nordeste e de sudeste), de acordo com a época do ano. Devido
a Salvador ser uma metrópole litorânea, todo o comportamento atmosférico na região é
fortemente influenciado por esta alta pressão subtropical do Atlântico Sul. Este
comportamento se manifesta não só na pressão, mas também nos ventos e na altura da camada
de mistura (dentre outras manifestações ambientais observadas nesta região de altas pressões).
Os valores da pressão atmosférica na região de Salvador são tipicamente superiores a
4 Albedo: fração da radiação incidente que é refletida por uma superfície
20
1012hPa (entre os meses de junho e setembro) e inferiores a 1009hPa (entre novembro e abril
a cada ano). A localização de Salvador na faixa tropical e próximo ao litoral do Oceano
Atlântico Sul faz com que a temperatura sofra poucas oscilações, tanto na escala diurna
quanto na escala anual, com o valor mais alto de 30°C (fevereiro e março) e o mais baixo de
26,2°C (julho), enquanto que a mínima é de aproximadamente 24ºC no verão e 21ºC no
inverno. A umidade relativa corresponde a uma combinação entre a temperatura do ar e o
vapor d’água trazido pelos ventos alísios do Oceano Atlântico para o continente. Por esta
razão, a umidade relativa pode ser mais elevada em períodos em que o ar está mais frio,
mesmo havendo menos evaporação. Devido à localização litorânea de Salvador, a umidade
oscila muito pouco, os valores médios mensais dos índices de umidade relativa do ar indicam
taxas elevadas de umidade com valores médios em torno de 80%.
Em associação com a temperatura e a umidade relativa do ar, formam-se as nuvens e a
chuva. Climatologicamente, o período chuvoso predominante concentra-se no quadrimestre
abril a julho, com máximo em junho. A pluviosidade anual é de 2.098,7mm, dos quais 52,5%
(1.101,4mm) são registrados no período de abril a julho (INMET, 1992). Os principais
sistemas meteorológicos causadores das chuvas nessa região são os distúrbios de leste,
sistemas frontais e sistemas de brisa, sendo que este último atua durante todo o ano.
Salvador é cercada pelo mar em três lados (Figura 5), como um recorte territorial que
avança no Oceano Atlântico, formando três fachadas litorâneas, ocasionadas por uma falha
geológica em duas camadas: a Cidade Baixa e a Cidade Alta, configurando três espaços
geográficos com características topoclimáticas distintas: Litoral, Miolo e Faixa da Baia de
Todos os Santos - BTS. A diferença de altitude nos limites da faixa litorânea da BTS é em
torno de 60 m até 63 m.
21
Figura 5 - Fachadas litorâneas de Salvador.
Foto: Manu Dias, 2009
Tipicamente, o padrão de vento de Salvador analisado a partir do comportamento do
vento com base nas frequências médias mensais, é caracterizado por ventos dominantes de
Sudeste. Pode-se concluir que o vento Sudeste tem frequência significativa em todos os meses
do ano e o vento Leste de setembro a março, o que corresponde aos meses com temperaturas
elevadas no período vespertino. O vento Sul é mais frequente nos meses de abril a julho que
corresponde ao período mais chuvoso. Observa-se ainda a presença do vento Nordeste, de
outubro a janeiro, que, embora importante no verão, não tem frequência significativa, quando
se considera o padrão anual. (NERY et al, 1997).
4.1.3 Área de estudo
A área selecionada para avaliar a influencia das classes de uso do solo na modificação
do clima local na cidade de Salvador, abrange a fachada sudeste. Diferentes nomenclaturas
podem ser associadas as fachadas do municipio de Salvador, considerou-se fachada sudeste a
área de estudo, relacionando diretamente com a direção do vento que é definida como o
sentido de onde sopra o vento, ou seja, de onde se dirige a massa de ar que chega a
determinado local, tendo como referência o Norte verdadeiro.
De acordo com Oke (2004), em estudos com um pequeno número de estações dentro da
área urbana, deve ser decidido qual será o principal alvo, para que se possa instalar os
equipamentos e monitorar um local com características típicas bem definidas que representem
bem o alvo escolhido. Dessa forma, a delimitação da área se justifica pela localização das
22
estações meteorológicas com disponibilidade de dados climatológicos em superficie situarem-
se na fachada sudeste. (Figura 6).
Figura 6 - Localização das estações meteorológicas de coleta de dados
Fonte: Produzido pela autora.
4.1.4 A ocupação do solo em Salvador
Ao longo dos quatro séculos e meio de sua existência como Cidade, Salvador alternou
períodos de apogeu com outros de total estagnação, ao sabor dos sucessivos ciclos
econômicos por que passou o Recôncavo Baiano – sua região de influência imediata, o Estado
da Bahia e o Nordeste brasileiro. Esses movimentos repercutiram fortemente nas funções
desempenhadas por Salvador na rede de cidades brasileiras e na sua configuração urbana,
definindo, ao longo do tempo, a face dual que hoje a caracteriza: ao mesmo tempo um centro
moderno e um dos retratos mais contundentes da segregação espacial e da exclusão social no
país (PREFEITURA DE SALVADOR, 2009).
Segundo SAMPAIO (1999), no final dos anos 1960 um conjunto de medidas de grande
impacto contribuíram para direcionar a expansão urbana de Salvador, mas foi a partir da
década de 1970 que o crescimento demográfico foi acelerado, como consequência das
intervenções urbanísticas realizadas nas décadas anteriores, a malha urbana expandiu-se em
várias direções, distanciando-se do núcleo inicial da Cidade na borda da Baía de Todos os
Santos.
A forma triangular da península – banhada a oeste, sul e leste pelo mar – limita e dirige
as possibilidades de expansão da Cidade às direções norte e nordeste, respectivamente em
direção aos municípios de Simões Filho e Lauro de Freitas. Na direção norte, a continuidade
do assentamento é limitada pela Baía de Aratu, pelas instalações do CIA e pelo cordão de
represas do Rio Ipitanga; na direção nordeste, sofre também restrições em razão da
localização do complexo aeroportuário e do ambiente de dunas do litoral (SEDHAM,2009).
23
Em 1987, através do Decreto nº 7.791, foram criadas as Regiões Administrativas
(RA’s), que vinham sendo adotadas pelos órgãos municipais tanto para fins administrativos
como para fins estatísticos e de planejamento. As RA’s eram agrupadas em seis
Macrounidades, que se distinguem em função de especificidades ambientais,
socioeconômicas, de infraestrutura, de uso e ocupação do solo e do estágio correspondente de
desenvolvimento urbano de Salvador. Em 2012, as RA´s foram substituidas pelas Prefeituras
Bairro, e em 2016 o PDDU foi revisado através da Lei nº 9.069/2016, onde se institui pelo
Art. 377 que o Território do Município fica dividido em 10 prefeituras-bairro conforme a
Figura 7, com a seguinte denominação:
Figura 7 – Mapa contemplando as Prefeituras-Bairro PDDU 2016.
Fonte: PDDU (2016) http://www.sucom.ba.gov.br/category/legislacoes/mapas-pddu-2016/
Em consonância com as diretrizes do PDDU, a prefeitura municipal de Salvador dispõe
sobre a Lei de Ordenamento do Uso e da Ocupação do Solo - LOUOS através da Lei nº
9.148/2016, que trata sobre o ordenamento urbano do Município de Salvador, que através da
divisão do território em zonas de uso e áreas especiais, estabelece critérios e parâmetros de
parcelamento e urbanização, uso e ocupação do solo, com o objetivo de orientar e ordenar o
crescimento da cidade.
24
4.1.5 A ocupação do solo na fachada sudeste
A fachada sudeste contempla duas Prefeituras-Bairro da cidade de Salvador: IV –
Itapuã/Ipitanga e VI – Barra/Pituba. As regiões (IV e VI) englobam juntas 34 bairros da
cidade de Salvador, conforme
Figura 8, destes foram selecionados 18 bairros, conforme Tabela 1 para esta pesquisa, são
eles:
Tabela 1 - Descrição dos Bairros da área estudada
Nomenclatura da Área Prefeituras-Bairro Bairros
Urbana 1 VI
Federação Engenho velho da Federação
Rio vermelho Chapada do rio vermelho
Vale das Pedrinhas Santa Cruz
Nordeste de Amaralina Amaralina
Urbana 2 VI
Pituba Itaigara
Caminho das arvores Stiep
Costa Azul Jardim Armação
Urbana 3 IV
Patamares Pituaçu Imbuí
Boca do Rio
Figura 8 – Divisão da fachada Sudeste em áreas urbanas 1, 2 e 3, adotadas neste estudo
Fonte: Produzido pela autora.
25
O seu limite vai da Orla marítima através das Av. Oceânica, Av. Amaralina, Av.
Octavio Mangabeira, até os corredores de tráfego como Av. Manoel Dias da Silva, Av. Vasco
da Gama, Av. Anita Garibaldi, Av. Juracy Magalhães Júnior, Av. Antonio Carlos Magalhães,
Av. Tancredo Neves, Av. Luiz Viana, Av. Carybé. A principal diferença entre as áreas mais e
menos densas se dá principalmente pela impermeabilização do solo, presença de maior ou
menor quantidade de vegetação e ocupações planejadas ou inadequadas.
4.1.6 Dados
Nesta pesquisa foram utilizadas para a identificação da ocupação do solo a imagem do
satélite Landsat-8 de 15/06/2016. Essa imagem foi adquirida junto ao Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais - INPE. Também foram utilizados dados climatológicos: temperatura do
ar (C º), umidade relativa (%), velocidade (m/s) e direção do vento (º) e precipitação (mm) da
Estação Meteorológica fixa localizada em Ondina do Instituto Nacional de Meteorologia –
INMET e dados de três estações meteorológicas automáticas da empresa Cetrel S.A, são elas:
Estação de Monitoramento Rio vermelho, ACM-Detran e Paralela-CAB.
Também foi utilizada a base cartográfica da cidade de Salvador de 2016, contendo as
feições referentes às quadras, limite dos bairros e curvas de nível, disponibilizados pela
secretaria de Desenvolvimento e Urbanismo - SEDUR da prefeitura de Salvador.
4.2 Método
A pesquisa será desenvolvida utilizando o método indutivo, partindo da premissa de
que alterações no clima urbano estão relacionadas ao efeito da urbanização. Este método
possibilita a compreensão da realidade a partir da análise de fatos.
O roteiro metodológico pode ser sumarizado pela Figura 09, onde a pesquisa foi
constituída de cinco fases, que podem ser resumidas em:
Primeira Fase: consistiu na definição da área de estudo, fachada Sudeste da cidade de
Salvador, envolvendo conhecimento prévio das localizações das estações meteorológicas em
superfície, disponibilidade e qualidade das imagens de satélite Landsat e conhecimento
climático da região.
Segunda Fase: nesta etapa do trabalho, elaborou-se o embasamento teórico e
referencial bibliográfico.
26
Terceira Fase: procedeu-se a análise dos dados climatológicos, a fim de verificar suas
variações, tendências, possíveis ocorrências e intensidade das ilhas de calor urbana.
Quarta Fase: Realizou-se através de técnica de sensoriamento remoto e classificação
de imagens a classificação do tipo de uso do solo na fachada sudeste.
Quinta Fase: Uma vez realizadas essas análises, passou-se a exercitar a relação entre o
os tipos de uso do solo e intensidade das ilhas de calor urbana, avaliando na perspectiva de
planejamento e desenvolvimento urbano, através da leitura do PDDU e LOUOS.
Figura 9 – Fluxograma esquemático da metodologia adotada
Fonte: Produzido pela autora.
4.2.1 Dados climatológicos
A estação meteorológica principal de Salvador está localizada no zoológico da cidade
no bairro Ondina (INMET) e foi utilizada como estação de referência, que adotamos neste
estudo de rural. Isto foi possível avaliando os parâmetros meteorológicos desta estação em
relação às demais, e as características do local onde a estação está instalada, tendo em vista
que seu posicionamento recebe os fluxos das massas de ar diretamente com a menor
influência possível dos elementos urbanísticos, como as edificações.
O comportamento da tendência climática da área de estudo foi analisado a partir dos
dados horários das estações meteorológicas selecionadas para esse estudo correspondente aos
anos 2013 a 2016. Para isso, foram feitas análises através de tratamento estatístico, extraindo
as médias da temperatura do ar, umidade relativa do ar, velocidade e direção dos ventos e
precipitação, para cada série com uma abordagem fundamentada na climatologia dinâmica.
As quatro estações meteorológicas utilizadas nesta pesquisa, são apresentadas através das
imagens abaixo, conforme a Figura 10.
27
A) Ondina B) Rio vermelho
C) ACM-Detran D) Paralela-CAB
Figura 10 – Imagens das Estações Meteorológicas de superfície
Em área litorânea as condições do tempo resultam da atuação de diversos sistemas da
circulação atmosférica. Para identificar quais os sistemas estiveram atuantes no período em
estudo foram feitas análises dos boletins de monitoramento climanálise, disponibilizados pelo
Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos - CPTEC/INPE e possíveis anomalias na
climatologia local.
A Tabela 2, apresentada a seguir, indica a posição geográfica e descrição física dos
locais de instalação das estações meteorológicas.
28
Tabela 2 - Informações da localização e caracterização das estações meteorologicas na fachada Sudeste
Localidade Órgão
Operador Latitude Longitude Descrição física do local
Ondina INMET 13°0'32.00"S 38°30'18.08"W
Localizada no zoológico da cidade, o solo é coberto basicamente por gramíneas, onde existe uma vegetação densa. Está a poucos metros do mar, as edificações são poucas e o trânsito de veículos é inexistente.
Rio Vermelho
Cetrel S.A 13° 0'21.20"S 38°29'8.83"W
Localizada na Av. Juracy Magalhães Junior, dentro de uma área privada coberta por gramíneas, com o solo do seu entorno é coberto basicamente por asfalto nas ruas e concreto nas calçadas. Vias de trânsito de veículos intensas e fluxos de pedestres moderados. As edificações são residenciais e comerciais, marcado pelo contraste de edifícios planejados com gabaritos superiores a 08 metros e casas oriundas de adensamentos desorganizados.
ACM-Detran
Cetrel S.A 12°58'40.93"S 38°28'7.51"W
Localizada na Av. Antonio Carlos Magalhaes, o solo é coberto basicamente por asfalto nas ruas e concreto nas calçadas. Vias de trânsito de veículos intensas e fluxos de pedestres moderados. As edificações são residenciais e comerciais, marcado pelo contraste de edifícios planejados com gabaritos superiores a 08 metros e casas oriundas de adensamentos desorganizados.
Paralela – CAB
Cetrel S.A 12°57'12.88"S 38°25'42.29"W
Localizada no Centro Administrativo da Bahia (CAB), em uma área projetada para instalação dos órgãos públicos, as margens da Av. Luís Viana, com intenso fluxo de veículos nos horários de pico, a cobertura do solo é composta por asfalto e cimento, tendo a sua frente a reserva ecológica parque Metropolitano de Pituaçu, que além da arborização intensa, contempla uma represa. As edificações afastadas uma das outras, sendo uma área de vetor para a expansão imobiliária da cidade.
4.2.2 Ilha de calor
As áreas das cidades se caracterizam por apresentarem temperaturas mais elevadas
quando comparadas com as áreas rurais (LOMBARDO, 1985; MONTEIRO e MENDONÇA,
2003), sendo um dos fenômenos climatológicos urbanos mais estudados. Nesta pesquisa, para
caracterização das ilhas de calor urbana foram utilizados os dados da temperatura do ar, das
quatro estações meteorológicas selecionadas para representar as áreas de estudo. A estação
Ondina, foi denominada de estação rural de referência, por se encontrar instalada antes da
malha urbana, a barlavento (o lado de onde sopra o vento), recebendo diretamente os fluxos
de ar, sem a influência do tecido urbano. Já os outros três pontos de coletas de dados, estão a
sotavento (o lado oposto ao lado do qual sopra o vento), em relação a malha urbana. Esta
definição se fez necessária nesta pesquisa, por não ser disponível no local de estudo, uma área
e consequentemente estação meteorológica rural dentro da fachada sudeste.
29
A análise comparativa dos dados permitiu, além da observância da existência de ilhas de
calor Urbana - ICU na área urbana estudada, a classificação de sua intensidade, de acordo
com o estabelecido por Gomez et al. (1993), conforme parametrização indicada a seguir:
Ilha de calor de fraca intensidade, quando as diferenças de temperatura do ar
oscilam entre 0º e 2ºC;
Ilha de calor moderada, quando as diferenças de temperatura do ar se situam entre
2º e 4ºC;
Ilha de calor de forte intensidade, quando as diferenças de temperatura do ar
oscilam entre 4ºC e 6ºC e;
Ilha de calor de intensidade muito forte, quando as diferenças de temperatura do ar
ultrapassam 6ºC.
4.2.3 Modificações da ocupação do solo
Serão observados os períodos de aprovação das leis municipais de uso e ocupação do
solo, parâmetro que poderá indicar a alteração do aspecto da mancha urbana e de sua
evolução. Isto se fará através de levantamento de dados da Prefeitura de Salvador, baseados
na Lei nº Lei 9.148/2016 - Lei de Ordenamento do Uso e de Ocupação do Solo - LOUOS e na
Lei Nº 9.069/2016 - Lei regulamentadora do Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano -
PDDU, consistindo na caracterização dos padrões de ocupação para área estudada.
4.2.4 Classificação da cobertura do solo por imagem de satélite
A complexidade do mundo real requer que no processo de aproximação com os dados
da realidade e de suas múltiplas inter-relações sejam adotados mecanismos de simplificação,
de modo a possibilitar a manipulação seletiva desses dados para os fins a que se destinam
(TEIXEIRA, 2001). Dessa maneira, o mapeamento da ocupação do solo em Salvador teve
como procedimento inicial, a classificação da cobertura do solo através de imagens de satélite,
identificando 07 categorias.
Inicialmente foram adquiridas junto a Divisão de Geração de Imagens - DGI do
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE, imagens de satélite Landsat-8 para o ano de
2016. Estas imagens passaram por análise visual, procurando eliminar as que possuíssem
cobertura de nuvem que invalidassem a pesquisa. Após essa seleção foi utilizada a imagem de
30
15/06/2016, constando de sete bandas espectrais cada uma, com resolução geométrica original
de 30 metros, correspondente à órbita/ponto 215/69.
Duas técnicas foram utilizadas para a extração de informações das imagens de satélite.
A primeira foi à fotointerpretação, exigindo a detecção, análise, reconhecimento dos
elementos da interpretação visual, constituídos pela forma, textura, tamanho, cor, tonalidade,
sombra e contexto dos elementos das imagens. A outra forma empregada foi classificação
supervisionada automática, para comparar e validar os resultados da fotointerpretação.
Na fase de classificação das imagens de satélite, foram definidas três classes
representativas de áreas urbanas baseadas na descrição das formas da superfície urbana,
proposta por Grimmond e Oke (1999), e quatro classes relativas a elementos naturais,
(WIERINGA et al., 2001) conforme apresentadas na Tabela 3.
Tabela 3 – Classificação da imagem de satélite adotada para cobertura do solo
Classes de cobertura do solo Descrição
Água Representadas por rios, lagoas e represas
Solo exposto Áreas não ocupadas por edificações, sem qualquer tipo de vegetação
Vegetação rasteira Campos com baixa vegetação (grama), vegetação de pequeno porte.
Vegetação arbórea Áreas com vegetação arbórea significativa, que podem ser remanescentes de florestas, parques urbanos ou conjunto de arvores de grande porte.
Área urbana de baixa altura Regiões com edificações de um a dois andares, casas germinadas (ligadas uma a outra), misto de casas com lojas, escolas, igrejas.
Área urbana de média altura Regiões com edificações de dois a oito pavimentos, com pequenos afastamentos entre eles.
Área urbana de alta altura Regiões que apresentam edificações acima de oito pavimentos, caracterizadas por blocos de torres comerciais, cercados por densa área urbana
Fonte: Wieringa et al. (2001), adaptado pela autora.
31
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
A seguir serão apresentados os resultados, avaliando as variações climáticas para a
cidade de Salvador no período estudado (2013 a 2016), descrevendo a tendência geral das
diferentes áreas e tipologias urbanas da fachada Sudeste. Em seguida serão apresentadas as
características gerais e evolução temporal e espacial da magnitude das Ilhas de Calor Urbano -
ICU na fachada sudeste de Salvador. A ocupação urbana será discutida a partir da
classificação da imagem de satélite, mostrando os resultados obtidos na determinação das
classes de uso do solo da área de estudo e sua relação com as novas leis de Ordenamento do
Uso e de Ocupação do Solo e do Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano do município de
Salvador.
5.1 Avaliação climatológica de Microescala na área de estudo: Fachada Sudeste de Salvador
A atmosfera na região de estudo, cidade de Salvador, recebe a influência dos ventos e
das massas de ar que a circulação geral da atmosfera (macroescala) impõe sobre a região.
Estes ventos, ao interagirem com fatores locais como a topografia e os corpos d’água, sofrem
modificações e são estabelecidos, assim, novos comportamentos meteorológicos numa faixa
que equivale à mesoescala. Finalmente, em um nível ainda mais localizado, a atmosfera sofre
influências mais específicas de outros fatores como a vegetação e o próprio uso do solo, como
as construções, gerando, então, o comportamento atmosférico que se denomina microescala.
Nos tópicos a seguir, serão apresentados e discutidos os aspectos das condições
variáveis do clima, a partir de dados das locais, medidos nas estações meteorológicas de
superfície (Paralela-CAB, Detran, Rio Vermelho e Ondina) e o comportamento destes padrões
influenciados pela diversificação do espaço construído ao longo dos anos de 2013 a 2016, na
fachada sudeste.
5.1.1 Temperatura do Ar
A localização da cidade de Salvador próxima ao litoral do Oceano Atlântico Sul, faz
com que a temperatura da atmosfera passe por poucas oscilações na escala diurna ou na
noturna do ponto de vista da macroescala. Na microescala, a temperatura do ar está
32
relacionada com as condições de incidência e absorção de radiação solar sobre a superfície, e
está intrinsecamente ligada a tipologia da área onde são feitas as medições. Nas análises dos
dados obtidos nas estações meteorológicas de superfície, localizadas na área de estudo,
fachada sudeste da cidade de Salvador, foi possível avaliar o comportamento da temperatura
do ar em relação a influência dos elementos naturais e construídos de cada área.
Abaixo serão apresentados os resultados através de gráficos comparativos referentes às
médias mensais da temperatura registradas em quatro estações entre o período de 2013 e
2016.
O Gráfico 1 indica que a temperatura média mensal na área urbana da fachada sudeste
de Salvador apresenta um ciclo anual bem definido, onde as menores temperaturas (abaixo de
26º C) são registradas entre os meses de junho e agosto na maioria das áreas, esta época do
ano é caraterizada como o período chuvoso da região. Já as temperaturas médias mais
elevadas (ultrapassam 28º C) de maneira geral são registradas entre fevereiro e março.
Existe uma diferença local nítida entre as temperaturas médias registradas ao longo do
ano, justificadas pela tipologia da área estuda onde a estação Urbana 1 (Rio Vermelho) e
Urbana 2 (ACM-Detran) com temperaturas sempre mais elevadas quando comparadas com a
estação Urbana 3 (Paralela-Detran). A área Urbana 1 e 2 possuem revestimento da superfície
em asfalto e paralepípedo (calçamento), pouca arborização, elevado fluxo de veículos e
pedestres, elevado espaço construído com casas e prédios verticalizadas desordenadamente. Já
a área Urbana 3, apesar de estar em frente a uma via de grande passagem de fluxos de
veículos, possui no seu entorno grande área arborizada e há um espaçamento entre os espaços
construídos verticais. A estação de referência rural, localizada no zoológico da cidade, no
bairro Ondina, registrou as menores temperaturas se comparada as outras áreas, com exceção
do ano de 2016. A amplitude térmica média entre as áreas urbanas e área rural de referência
foi de até 1,2 ºC na média, conforme Tabela 4. Essas diferenças serão avaliadas com
detalhamento mais à frente no tópico ICU.
Tabela 4 – Temperaturas do ar: média anual para a área de estudo
Localização Temperatura do ar (média anual) ºC
2013 2014 2015 2016 Média ONDINA – Rural de referência 25,7 25,0 25,9 26,3 26,0
RIO VERMELHO – Urbana1 27,1 27,0 27,4 27,3 27,2
ACM – DETRAN – Urbana 2 26,9 26,9 27,3 27,5 27,2
PARALELA-CAB – Urbana 3 25,9 25,7 26,2 27,0 26,1
33
20
22
24
26
28
30
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
ºC
Temperatura do ar - 2013
ACM-Detran Ondina Paralela-CAB Rio Vermelho
20
22
24
26
28
30
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
ºC
Temperatura do ar - 2014
ACM-Detran Ondina Paralela-CAB Rio Vermelho
20
22
24
26
28
30
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
ºC
Temperatura do ar - 2015
ACM-Detran Ondina Paralela-CAB Rio Vermelho
20
22
24
26
28
30
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
ºC
Temperatura do ar - 2016
Av. ACM Ondina Paralela Rio Vermelho
Gráfico 1: Comportamento mensal da temperatura na área de estudo dos anos de 2013, 2014, 2015 e 2016
34
5.1.2 Umidade Relativa do Ar
A umidade relativa corresponde a uma combinação entre a temperatura do ar e o vapor
d’água trazido pelos ventos alísios do Oceano Atlântico Sul para o continente. Por vezes, a
umidade relativa pode ser mais elevada em períodos em que o ar está mais frio, mesmo
havendo menos evaporação.
A região estudada está localizada em uma posição intermediária entre o oceano, onde a
umidade específica do ar é mais elevada e oscila muito pouco. Como se vê no Gráfico 2, a
umidade relativa do ar esteve mais elevada entre maio e junho em 2013, 2014 e 2015, e
janeiro em 2016 atipicamente, e maio registraram umidade relativa do ar mais elevadas,
chegando a 80% na média mensal.
Observa-se que a umidade relativa em Salvador apresenta pequenas distinções entre as
áreas estudadas. Diferentemente da temperatura, as observações da umidade relativa não
indicam nem ciclo anual marcante nem distinções significativas entre os locais avaliados.
Certamente que, ao longo do dia, ocorrem oscilações com as madrugadas e manhãs com
maior umidade relativa e valores menores à tarde, em razão da relação inversa que existe
entre a temperatura e a umidade relativa. No cômputo mensal, porém este efeito não aparece.
Vale destacar que a estação rural de referência registrou os percentuais mais elevados durante
todos os anos. Conforme a Tabela 5, as médias anuais variaram entre 72% a 76%, sendo a
diferença de amplitude entre as áreas avaliadas de até 4% em média.
Tabela 5 – Umidade relativa do ar: média anual para a área de estudo
Localização Umidade relativa do ar (média anual) %
2013 2014 2015 2016 Média ONDINA – Rural de referência 79 74,7 76 74 76
RIO VERMELHO – Urbana1 74 72 72 71 72
ACM – DETRAN – Urbana 2 73 72 72 70 72
PARALELA-CAB – Urbana 3 75 74 75 74 74
35
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
%
Umidade Relativa do ar - 2013
ACM-Detran Ondina Paralela-CAB Rio Vermelho
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
%
Umidade Relativa do ar - 2014
ACM-Detran Ondina Paralela-CAB Rio Vermelho
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
%
Umidade Relativa do ar - 2015
ACM-Detran Ondina Paralela-CAB Rio Vermelho
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
%
Umidade Relativa do ar - 2016
Av. ACM Ondina Paralela Rio Vermelho
Gráfico 2: Comportamento mensal da umidade relativa do ar (%) na área de estudo dos anos de 2013, 2014, 2015 e 2016.
36
5.1.3 Precipitação pluviométrica
A precipitação no nordeste brasileiro é caracterizada por grande variabilidade espacial e
temporal bem como em intensidade. No caso da região de Salvador, o período chuvoso é
marcado pelo quadrimestre de abril a julho, que tem seus ciclos de início e final, antecipados
ou não, variando de um ano para outro. Os fenômenos de grande escala como a instalação
dos fenômenos El Niño e La Niña, podem alterar a climatologia regional, e os efeitos deste
padrão climático de escala global, esses fenômenos têm sido avaliados e constados suas
influencias sobre o comportamento das variáveis meteorológicas observadas ao longo dos
anos pesquisados (2013 a 2016). A pior situação que pode acontecer no Recôncavo Baiano,
região onde está inserida a cidade de Salvador é a formação de um El Niño e/ou um bloqueio
oceano ou atmosférico mais ao sul da Região, ambas as ocasiões influenciam diretamente no
volume de chuva a ser recebido na área pesquisada.
Para apresentar o comportamento mensal da precipitação registrado entre 2013 e 2016,
foram utilizadas as informações disponíveis dos dados das estações dentro da área de estudo,
onde em 2013, apenas a estação meteorológica havia dados disponíveis. Conforme a Figura
11, observa-se que no geral, nos anos de 2013, 2014 e 2016, as chuvas registradas tiveram
acumulados abaixo na normalidade, em 2015, as chuvas foram acima da condição normal. Em
2014 choveu entre 15 e 25% a menos que o normal, ao longo deste ano já havia a formação de
um El Niño, que depois viria a se tornar o segundo mais forte da história e o mais forte deste
século. A Tabela 6, mostra que apenas a estação ACM-Detran registrou dados acima da
normalidade no total anual de 2015.
Tabela 6 – Precipitação acumulada anual para a área de estudo
Localização Precipitação: (acumulado anual) mm
2013 2014 2015 2016 Normal climatológica (INMET,1992) ONDINA – Rural de referência 1758,4 1440,4 1441,8 1117,6
2098,9 RIO VERMELHO – Urbana1 - 1390,4 1778,2 1146,8
ACM – DETRAN – Urbana 2 - 1528,4 2182,0 1355,8
PARALELA-CAB – Urbana 3 - 1408,6 1842,2 1191,2
37
Figura 11: Comportamento da chuva acumulada mensalmente na área estudada nos anos de 2013, 2014, 2015 e 2016 e a normal climatológica (INMET,1992)
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
350,0
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
mm
Precipitação Total Mensal em 2013
Ondina Normal
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
350,0
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
mm
Precipitação Total Mensal em 2014
Av. ACM Paralela Rio Vermelho Ondina Normal
0,0
100,0
200,0
300,0
400,0
500,0
600,0
700,0
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
mm
Precipitação Total Mensal em 2015
Av. ACM Paralela Rio Vermelho Ondina Normal
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
350,0
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZm
m
Precipitação Total Mensal em 2016
Av. ACM Paralela Rio Vermelho Ondina Normal
38
5.1.4 Análise dos Regimes de Vento a superfície
O Gráfico 3 referem-se à velocidade ou intensidade do vento, medida em estações
meteorológicas de superfície de Ondina, Rio Vermelho, ACM-Detran e Paralela-CAB,
respectivamente entre 2013 e 2016. A região urbana 1 (Rio Vermelho) é a área que têm
ventos mais intensos ao longo do ano, chegando a ventos médios superiores a 4,0 m/s. As
regiões urbanas 2 e 3 (ACM-Detran e Paralela-CAB) registram ventos comparativamente
mais fracos, inferiores a 3m/s, a exceção dos meses de novembro e dezembro.
Analisando-se os registros das estações dentro da fachada sudeste, é possível identificar
alguns aspectos significativos na distribuição espacial e temporal da intensidade do vento.
Observaram-se pequenas reduções na intensidade do vento em alguns locais e aumento em
outros. Reduções na velocidade dos ventos se constituem em fator desfavorável para à
dispersão dos poluentes e em consequência a capacidade de diluição atmosférica. Não houve
nos anos avaliados uma época do ano em que todas as estações tivessem o mesmo
comportamento simultaneamente, o que sugere que as flutuações na intensidade do vento em
Salvador (e seu entorno) se devem, não apenas ao controle da grande escala, mas também ao
controle de escalas menores. Estes fatos afirmam a importância da influência das
características locais (como topografia, vegetação, corpos d’água e eventuais obstáculos,
naturais ou artificiais) na diminuição da ventilação local (microescala) e sua ligação intrínseca
com o conforto ambiental.
Conforme a Tabela 77, as médias anuais variaram entre 1,6 e 3,5 m/s, sendo a diferença
de amplitude entre as áreas avaliadas de até 1,9 m/s em média.
Tabela 7 – Velocidade dos ventos: média anual para a área de estudo
Localização Velocidade dos ventos: (média anual) m/s
2013 2014 2015 2016 Média ONDINA – Rural de referência 2 1,5 1,6 1,5 1,6
RIO VERMELHO – Urbana1 3,6 3,6 3,6 3,4 3,5
ACM – DETRAN – Urbana 2 2,9 2,9 2,8 2,8 2,8
PARALELA-CAB – Urbana 3 2,9 2,8 3 2,9 2,9
39
Gráfico 3: Comportamento mensal da Velocidade do vento (m/s) na área de estudo dos anos de 2013, 2014, 2015 e 2016.
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
m/s
Velocidade dos Ventos - 2013
ACM-Detran Ondina Paralela-CAB Rio Vermelho
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
m/s
Velocidade dos Ventos - 2014
ACM-Detran Ondina Paralela-CAB Rio Vermelho
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
m/s
Velocidade dos Ventos - 2015
ACM-Detran Ondina Paralela-CAB Rio Vermelho
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
m/s
Velocidade dos Ventos - 2016
Av. ACM Ondina Paralela Rio Vermelho
40
5.1.5 Direção dos Ventos
A direção do vento é o sentido de onde sopra o vento, ou seja, de onde se dirige a massa de
ar que chega a determinado local. Nesta sessão, serão feitas as análises das direções dos ventos
observadas nos a partir dos dados coletados nas estações da fachada sudeste ao longo de 2013
e 2016. Esta análise tem por objetivo o entendimento da circulação local, em resposta ao
aquecimento diferenciado da superfície ao longo do ano e da interação entre a circulação local
(microescala), as brisas de mar e de montanha (mesoescala) e os regimes do vento forçados
pela circulação de grande escala, principalmente pelos ventos alísios.
Sendo uma cidade litorânea, Salvador sofre forte influência da circulação das brisas
marítima e terrestre. A brisa marítima (o vento soprando em direção ao interior do continente)
ocorre à tarde e início da noite devido ao aquecimento continental diurno, em resposta à
incidência da radiação solar. A brisa terrestre (o ar fluindo do continente para o mar) ocorre
no período da madrugada e início da manhã, quando aumenta o contraste térmico decorrente
da perda radiativa sobre o continente depois que o sol se põe. A brisa marítima é mais intensa
nos dias mais quentes e mais suave em dias nublados. Por outro lado, a brisa terrestre
(noturna) é, de modo geral, mais fraca que a brisa marítima (diurna) porque o contraste
térmico terra/mar no período noturno é menor que no período diurno.
A representação gráfica mais empregada para visualização do comportamento do vento
é conhecida como “Rosa dos Ventos”. Este diagrama reúne, simultaneamente, a velocidade e
a direção do vento, apresentando os setores de predominância do vento, isto é, de onde o
vento está soprando sobre uma determinada região e com que velocidade, conforme Figura
12.
Figura 12: Indicação das Direções do Vento na Rosa dos Ventos.
41
5.1.5.1 Área rural de referência
A área rural de referência é representada pelos dados coletados na estação
meteorológica Ondina está localizada no zoológico da cidade, conforme características
descritas na Tabela 2.
Figura 13 apresenta a Rosa dos Ventos anual a partir da observação dos ventos na
estação Ondina entre os anos de 2013 e 2016, respectivamente. As direções predominantes
nessa estação, no período de janeiro a dezembro foram de Nordeste (NE), Leste-nordeste
(ENE), Leste (E), Leste-sudeste (ESE), Sudeste (SE) e Sul-sudeste (SSE).
Figura 13 - Rosa dos Ventos para a estação Ondina ao longo de 2013, 2014, 2015 e 2016.
42
5.1.5.2 Área Urbana 1
A área urbana 1 é representada pelos dados coletados na estação meteorológica Rio
Vermelho, conforme características descritas na Tabela 2.
A Figura 14 apresenta a Rosa dos Ventos anual a partir da observação dos ventos na
estação Rio Vermelho entre os anos de 2013 e 2016, respectivamente. As direções predominantes
nessa estação, no período de janeiro a dezembro foram de Leste-nordeste (ENE), Leste (E) e
Leste-sudeste (ESE), com índice de calmaria de até 1%.
Figura 14 - Rosa dos Ventos para a estação Rio Vermelho ao longo de 2013, 2014, 2015 e 2016.
5.1.5.3 Área Urbana 2
A área urbana 2 é representada pelos dados coletados na estação meteorológica ACM -
DETRAN, conforme características descritas na Tabela 2.
A Figura 15 apresenta a Rosa dos Ventos anual a partir da observação de ventos na estação
ACM - DETRAN entre os anos 2013 e 2016, respectivamente. As direções predominantes nessa
43
estação, no período de janeiro a dezembro, foram de Nordeste (NE), Leste-nordeste (ENE) e Leste
(E), Leste-sudeste (ESE), Sudeste (SE) e Sul-sudeste (SSE) com índice de calmaria de 2 a 6%.
Figura 15 - Rosa dos Ventos para a estação ACM - DETRAN ao longo de 2013, 2014, 2015 e 2016.
5.1.5.4 Área Urbana 3
A Área Urbana 3 é representada pelos dados colotados na estação Paralela-CAB,
localizada no Centro Administrativo da Bahia – CAB, conforme características descritas na
Tabela 2.
A Figura 16 apresenta a Rosa dos Ventos anual a partir da observação dos ventos na
estação Paralela-CAB entre os anos de 2013 e 2016, respectivamente. As direções predominantes
nessa área foram de Leste-nordeste (ENE), Leste (E), Leste-sudeste (ESE) e sudeste (SE), com
índice de calmaria de 2 a 8%.
44
Figura 16 - Rosa dos Ventos anual para a estação Paralela-CAB ao longo de 2013, 2014, 2015 e 2016.
5.1.5.5 Descrição geral sobre os padrões da Direção dos Ventos na área estudada, fachada sudeste de Salvador:
Os dados de vento medidos na área urbana de Salvador durante os anos de 2013 a 2016
mostram a predominância de ventos no primeiro e segundo quadrante, entre as direções
nordeste (NE) e Sul-sudeste (SSE), com frequentes ventos de Leste (E), Leste-sudeste (ESE) e
Sudeste (SE). Em algumas situações e épocas do ano, são observadas direções do vento
diferentes deste padrão básico. Dentre outras, temos as direções Norte (N) e Sul-sudoeste
(SSW). Note que os dados medidos nas estações apresentaram algumas diferenças de
padrões, mesmo estando sob a influência da mesma circulação geral da atmosfera. Essas
diferenças estão ligadas a geometria da área urbana as quais estão inseridas cada localização
das estações.
Os fatores que podem influenciar para a ocorrência de diferentes direções e intensidades
dos ventos na área estudada estão relacionados aos movimentos resultantes da circulação
geral da atmosfera ou descrição da configuração urbana, que são: densidade da área
45
construída, cobertura do solo, altura dos edifícios, orientação e a largura das ruas, divisão dos
lotes, efeitos dos parques e áreas verdes e detalhes especiais do desenho dos edifícios.
5.2 Uso e ocupação do solo na área de estudo
No contexto da análise das características espaciais da evolução das ilhas de calor
urbano - ICU é essencial descrever o uso do solo do ponto de vista climático. A fachada
sudeste, objeto deste estudo, é considerada uma área efetivamente urbanizada, com limite
intermunicipal com Simões Filho e Lauro de Freitas e encontra-se praticamente toda
comprometida com usos tipicamente urbanos. Fez-se necessário a classificação da cobertura
do solo, detendo-se na identificação, representação e quantificação dos elementos construídos
levando em consideração três parâmetros (altura do espaço construído) e dos elementos
naturais considerando quatro parâmetros (tipo da cobertura vegetal, solo e água).
5.2.1 Descrição dos tipos do uso do solo da superfície na fachada sudeste
Levando em consideração a representação do espaço em dias atuais (2016) através de
imagens aéreas para elucidar as características predominantes da ocupação do solo, a Figura
17, mostra através de imagens, os contrastes dos usos do solo e tipos de ocupação das áreas
urbanas estudadas. Na imagem A, a ocupação do solo é de alta densidade (mais de 80% dos
lotes), com padrão residencial com comercio e serviços, compostos de casas com arruamento
irregular, edifícios de baixo, médio e alto gabarito. Na Imagem B, a ocupação do solo é de
média e alta densidade (50% e 80% do lote), características semelhantes à imagem A no
tocante dos tipos de edificações, contudo, a presença de vegetação é existente nesta área da
cidade. A Imagem evidencia o vetor de crescimento imobiliário da cidade, com ocupação
residencial e comercial baixa/média máximo de 50% do lote), arruamento regular, muita
vegetação e copos d´água.
46
A) Imagem representativa da área urbana 1
B) Imagem representativa da área urbana 2
C) Imagem representativa da área urbana 3
Figura 17 - Tipologias da Ocupação do Solo nas áreas urbanas da fachada sudeste.
5.2.2 Classe de uso do solo
Através da classificação das imagens do satélite Landsat baseada no pixel, por
interpretação visual e supervisionada automática, correspondentes ao ano de 2016 (Figura 19),
foi possível conhecer as características das classes de uso do solo da área de estudo e
47
comparar a evolução espacial destas classes nas três áreas urbanas estudada na fachada
sudeste. As informações gerais sobre o uso da terra, através da classificação do solo por
imagens de satélite, nos permitirão a discussão dos dados climáticos do ponto de vista dos
efeitos da interação terreno e clima.
Intuitivamente e baseado em estudos in loco, para essa pesquisa optou-se por utilizar a
classificação da interpretação automática com o intuito de diminuir os erros da classificação.
Verifica-se que a classificação automática considerou adequadamente os elementos
naturais, como vegetação e água, porém nas classes urbanas há um desvio, principalmente nas
áreas urbanas com pavimentos altos, classificando as predominâncias da classe urbana com
edificações de um ou dois pavimentos (área urbana de baixa altura), devido as ocupações
irregulares, aglomerados, terrenos, a técnica de interpretação da imagem perde acurácia.
A classificação dos corpos d’água, representados pelas lagoas e represas apresentaram-
se na área urbana 3, com percentual de 2,43%.
Através da classificação da imagem de 2016, foi possível confirmar o baixo percentual
da classe solo exposto, com apenas 0,03% na área urbana 3, 0,01% na área urbana 2 e sem
detecção para área urbana 1, admitindo que as áreas em estudo e seus respectivos bairros é
muito urbanizada e o solo exposto uma porção muito pequena. É importante frisar que não foi
considerado nessa pesquisa os diferentes tipos de solo como, por exemplo, o solo arenoso ou
argiloso e suas interações no balanço de energia, consequentemente, suas implicações nas
variáveis climáticas locais devido ao grau de complexidade e tempo da pesquisa. Assim, as
dunas, solo arenoso, não foram consideradas como solo exposto por essa classe gerar um grau
de dificuldade para caracterizar sua classificação.
A classe de cobertura do solo relativa à vegetação rasteira apresenta percentuais de
2,46% na área urbana 1, 4,53% na área urbana 2 e 7,32% na área urbana 3, evidenciando a
realidade dos bairros estudados, onde a área urbana1 é a área mais densamente construída,
com maior substituição de áreas verdes por áreas pavimentadas. A área urbana 2 possui um
parque ecológico e a área urbana 3 é caraterizada por uma área de vetor da expansão
imobiliária da cidade, onde ainda é possível identificar áreas verdes.
A classe vegetação arbórea apresentou percentuais 0,16% (área urbana 1), 4,78% (área
urbana 2) e 26,17% (área urbana 3), essa distribuição também foi condizente com a realidade
em todas as áreas, sendo perceptível na Figura 19.
Possíveis erros de classificação são comuns em todas as imagens, pois as áreas urbanas
são de classificação difícil e confundem-se quanto à suas feições e resolução espectral. Na
classificação das áreas urbanas nota-se que a área urbana de baixa altura apresentou maior
48
percentual na área urbana 3 (50,82%), percentual de 58,59% na área urbana 1 e 75,32% na
área urbana 2. Contudo esperava-se que os resultados das classificações apontassem a classe
urbana baixa com maior percentual na área 1. Caracterizada por bairros muitos adensados,
com construções irregulares e desordenadas de baixa altura.
No que se referem às áreas urbanas de média altura elas apresentaram na classificação
da imagem de forma condizente com a realidade, onde calculou-se para área urbana 2 um
percentual de 1,16%, evidenciada na Figura 18.
A classe de cobertura do solo caracterizada por construções de altura alta, com
pavimentos superiores a oito pavimentos também parece apresentar erros de classificação,
onde 38,23% foi calculado na área urbana 1, onde esperava-se sua maior concentração na área
urbana 2. O percentual atribuído a área urbana 2 foi de 14,18%, esse possível erro na
classificação, devido as feições e limites das áreas pode ser verificado através da Figura 18,
que mostra uma mancha dos edifícios de alturas elevadas (área urbana de alta altura) nos
limites da área urbana 1 e 2.
De posse da classificação das imagens de satélite e identificação das principais
características do uso do solo urbano, foram computados os valores estimados para cada
classe e sua evolução temporal, conforme resultados apresentados na
Tabela 8, discutidos acima.
Tabela 8 – Descrição das características do uso do solo urbano na fachada Sudeste de Salvador-BA
Classes de cobertura do solo Percentual de ocorrência das classes (%)
Urbana 1 Urbana 2 Urbana 3
Água - - 2,43
Solo exposto - 0,01 0,03
Vegetação rasteira 2,46 4,53 7,32
Vegetação arbórea 0,16 4,78 26,17
Área urbana de baixa altura 58,59 75,32 50,82
Área urbana de média altura 0,57 1,16 0,76
Área urbana de alta altura 38,23 14,18 12,47
49
Figura 18 – Imagem do ano de 2016, classificada por cobertura do solo para fachada sudeste de Salvador.
50
Figura 19 – Imagem do ano de 2016, classificada por cobertura do solo para fachada sudeste de Salvador, contemplando: a) área urbana 1, b) área urbana 2 e C) área urbana 3.
51
5.3 Ilha de Calor Urbana - ICU
A identificação e análise da intensidade das ICU foram estudadas através da diferença
de temperatura do ar entre cada estação urbana e a estação rural de referência. Para tanto,
adotou-se a estação meteorológica de Ondina, como a estação rural de referência por dentre as
estações com dados disponíveis apresentar-se com o espaço mais natural, com menor
influência da urbanização devido ao seu posicionamento. As estações representativas da área
urbana consideradas nesta pesquisa foram: Rio vermelho, ACM-Detran e Paralela-CAB, onde
suas características urbanas são definidas por áreas com grandes vias em asfalto, alto trafego
de veículos e construções residenciais e comerciais.
Os resultados obtidos nos locais de coletas de dados foram comparados com aqueles
que representam uma situação natural, observados na estação meteorológica rural (de
referência). De acordo com Oke (2004), em estudos com um pequeno número de estações
dentro da área urbana, deve ser decidido qual será o principal alvo, para que se possa instalar
os equipamentos e monitorar um local com características típicas bem definidas que
representem bem o alvo escolhido. Dessa forma, a seleção dos locais com disponibilidade de
dados e o posicionamento das estações, teve como base a representatividade da área. Em
virtude dos aspectos abordados foram eleitas as cinco localidades citadas para o
desenvolvimento da pesquisa.
Agrupou-se as diferenças da variável temperatura do ar em intervalos horários para
destacar as situações observadas ao longo do dia, durante os meses dos anos. Os resultados
obtidos foram discutidos conforme a Tabela 9 a seguir, onde foi adotada a seguinte convenção:
Tabela 9: Divisão da fachada Sudeste em áreas representativas
Divisão da Área de estudo Estação de coleta dos dados Calculo da ICU
Rural de referência Ondina -
Urbana 1 Rio Vermelho ΔTu–r: Ta Urbana 1 – Ta Rural
Urbana 2 ACM-Detran ΔTu–r: Ta Urbana 2 – Ta Rural
Urbana 3 Paralela-CAB ΔTu–r: Ta Urbana 3 – Ta Rural
Para definição da intensidade das ilhas de calor observadas, foi utilizada a classificação
já descrita no item 4.2.2 deste trabalho conforme legenda abaixo:
52
Nc Ilha de calor não caracterizada: valores negativos
Fr Ilha de calor de fraca: oscilam entre 0º e 2ºC
Mo Ilha de calor moderada: oscilam entre 2º e 4ºC
Fo Ilha de calor forte: oscilam entre 4ºC e 6ºC
Mu Ilha de calor muito forte: ultrapassam 6ºC
5.3.1 Avaliação das ICU na área urbana 1
As diferenças das temperaturas médias horárias na área rural de referência e área urbana
1, (ΔTu–r) são apresentadas para os anos de 2013 a 2016 na Figura 20.
A área urbana 1 é representada por dados coletados em um local com tipologias urbanas
diversificadas, como bairros planejados e bairros com adensamentos desorganizados, possui
ainda a presença de vegetação sem distribuição uniforme. Esta configuração urbana se
refletirá nos resultados das ICU calculados nesta região, como se observa a seguir.
Nota-se que a evolução da ICU é bem marcada ao longo dos 12 meses dos anos pela
ocorrência diurna, com suas maiores intensidades, de forte e muito forte (4º a > 6º C) entre
09:00 e 11:00h da manhã. As intensidades moderadas (2º a 4ºC) ocorreram geralmente entre
07:00 e 14:00h. Os valores negativos, caracterizados pela não ocorrência da ICU foram
observados a tarde e início da noite, normalmente entre 16:00 até 20:00h. Durante a
madrugada as intensidades das ICU são fracas (0 a 2°C) e sem variações significativas em
relação aos meses e estações do ano. No ano de 2015, foi possível identificar a ocorrência de
ICU com intensidade moderada as 22:00h nos meses de janeiro, fevereiro e de maio a
outubro, distinguindo-se esse horário dos outros anos avaliados.
Nesta área os efeitos da intensidade das ICU foram bem marcantes em todas as estações
do ano, inclusive dentro do período seco (setembro a março) e chuvoso (abril a agosto).
53
Figura 20 – Variação horária da intensidade da Ilha de calor urbana (ICU) ao longo dos 12 meses dos anos de 2013 a 2016: ΔTu–rentre a estação Rio Vermelho (Urbana 01) e Ondina (rural de referência)
54
5.3.2 Avaliação das ICU na área urbana 2
As diferenças das temperaturas médias horárias na área rural de referência e área urbana
2, (ΔTu–r) são apresentadas para os anos de 2013 a 2016 na Figura 21.
A área urbana 2 é representada por dados coletados em um local fortemente urbanizado,
com elementos construtivos diversificados e com menos elementos naturais (solo exposto,
água e vegetação) em comparação com as áreas urbanas 1 e 3, isto se reflete nos resultados
apresentados na análise da ICU calculada nesta região. Nota-se que a evolução da ICU como
nas outras áreas, é bem marcada ao longo dos 12 meses dos anos pela ocorrência diurna, com
suas maiores intensidades, de forte e muito forte (4º a > 6º C) entre 09:00 e 11:00h da manhã.
Esses núcleos mantiveram-se em todos os meses estudados, onde apenas o mês de julho
apresentou menor intensidade (moderada). Nesta área os efeitos da intensidade das ICU foram
bem marcantes em todas as estações do ano, inclusive dentro do período seco (setembro a
março) e chuvoso (abril a agosto). Os valores negativos, caracterizados pela não ocorrência da
ICU foram observados no final da tarde e noite, a partir das 16:00 até 21:00h, mantendo o
padrão da caracterização das ICU durante a manhã e início da tarde (6:00 as 14:00h). Durante
a madrugada as intensidades das ICU são fracas (0 a 2°C) e sem variações significativas em
relação aos meses e estações do ano. Nota-se também que a distribuição temporal e espacial
da ocorrência e intensidade das ICU são muito semelhantes entre os anos 2013 e 2016.
Esta área apresenta o maior tecido rugoso por elementos construídos, e apresentou as
maiores médias dos parâmetros meteorológicos (temperatura do ar, umidade relativa do ar,
velocidades do vento) em relação às áreas urbanas 1 e 3, assim, podemos inferir que o tecido
urbano desta região se apresenta como uma manta térmica capaz de reter mais energia, e
dificultar as trocas de calor com o ambiente.
No ano de 2013 os dados de temperatura dos meses de janeiro, fevereiro e julho, para
este local, foram invalidados ou indisponíveis por falha operacional.
55
Figura 21 – Variação horária da intensidade da Ilha de calor urbana (ICU) ao longo dos 12 meses dos anos de 2013 a 2014: ΔTu–r entre a estação Detran (urbana 02) e Ondina (rural de referência)
56
5.3.3 Avaliação das ICU na área urbana 3
As diferenças das temperaturas médias horárias entre a área urbana 3 e a área rural de
referência (ΔTu–r) são apresentadas para os anos de 2013 a 2016 na Figura 22.
A área urbana 3 é representada por dados coletados em um local com tipologias urbanas
diversificadas, como bairros planejados e bairros com adensamentos desorganizados, possui
vasta presença de vegetação e copos d´água, em relação as áreas 1 e 2, é o vetor de expansão
imobiliária da cidade, e apresenta ainda vazios urbanos. Esta configuração urbana se refletirá
nos resultados das ICU calculados nesta região. Nota-se através da Figura 22 que a evolução
da ICU é bem marcada ao longo dos 12 meses dos anos com intensidades de fraca a moderada
(0º a 4º C) durante a manhã e início da tarde (6:00 as 14:00h). Em 2013 os maiores efeitos
das ICU ocorreram entre 8:00 e 11:00h, com picos moderados nos meses de verão (fevereiro e
março) e um pico forte no inverno. Ao contrário do que acontece na manhã, durante o meio da
tarde e início da noite, a diferença é negativa, indicando que a área mais natural, com
vegetação é mais quente que a área urbana. Durante a madrugada as intensidades das ICU são
fracas e sem variações significativas em relação aos meses e estações do ano. Em 2014 a
distribuição temporal e espacial da ocorrência e intensidade das ICU são muito semelhantes
ao ano de 2013, a exceção dos meses da primavera de 2014, entre outubro e dezembro, onde
há um deslocamento horário na intensidade das ICU, nesses meses os maiores efeitos
iniciaram as 10:00h e permaneceram até as 14:00h.
57
Figura 22 – Variação horária da intensidade da Ilha de calor urbana (ICU) ao longo dos 12 meses dos anos de 2013 a 2016: ΔTu–rentre a Paralela-CAB (Urbana 3) e Ondina (rural de referência).
58
5.3.4 Os padrões da ICU nas áreas urbanas estudadas
A variação sazonal das ICU em cidades tropicais como a cidade de Salvador, se difere
dos resultados em cidades localizadas nas latitudes médias, onde as estações do ano são bem
definidas. No caso de Salvador, além da posição geográfica da cidade, o efeito do
resfriamento que é soprado pelas brisas marítimas (que sopram ar úmido o ano inteiro, sem
variações significativas durante os meses do ano), diminui à medida que o fluxo de ar adentra
na área urbana, onde as características do uso do solo é um fator que condiciona diretamente
na magnitude das anomalias da temperatura urbana.
Conforme Figura 23, analisando as três áreas urbanas selecionadas para esta pesquisa, é
possível afirmar que ambas têm a evolução bem marcada ao longo dos 12 meses do ano, e sua
evolução é predominantemente diurna, com intensidades de fraca a moderada (0º a 4º C)
durante a manhã e início da tarde (6:00 as 14:00h), com picos entre 09:00 e 11:00h, forte e
muito forte nas áreas urbanas 1 e 2 e moderados na área 3. Ao contrário do que acontece na
manhã, durante o meio da tarde e início da noite (15:00 as 21:00h), a diferença é negativa,
indicando que a área mais natural, com vegetação é mais quente que a área urbana. Durante a
madrugada as intensidades das ICU são fracas e sem variações significativas em relação aos
meses e estações do ano. Em relação às três áreas urbanas avaliadas, os maiores núcleos de
formação das ICU se concentraram nas áreas urbanas 1 e 2, áreas marcadas por maiores
temperaturas médias e menor aporte de umidade, essas duas áreas também concentram-se as
zonas mais urbanizadas da fachada sudeste.
59
Figura 23 – Variação horária da intensidade da Ilha de calor urbana (ICU) média horária ao longo dos 12 meses (2013 a 2016): Urbana 1, Urbana 2, Urbana 3.
60
6 CONCLUSÃO
O trabalho proposto visou contribuir com dados quantitativos, avaliando o
comportamento climático para a cidade de Salvador, estimando a ocorrência das Ilhas de
Calor Urbana (ICU), além da sua variação temporal e espacial, identificando através da
classificação de imagens de satélite as diferentes classes de uso do solo, para assim descrever
a tendência geral dos efeitos da urbanização sobre a modificação do clima local. As
principais conclusões foram:
As temperaturas médias foram mais elevadas nas áreas urbanas 1 e 2, que possuem
maior densidade construída, que a área urbana 3, que possui maior aporte de áreas verdes e
cobertura vegetal no solo. A amplitude térmica entre as áreas urbanas e área rural de
referência foi de até 1,2 ºC na média.
A região estudada está localizada em uma posição, onde diferentemente da temperatura,
as observações da umidade relativa do ar não indicam nem ciclo anual marcante nem
distinções significativas entre os locais avaliados, com médias anuais variando entre 71,8% a
76,1%, sendo a diferença de amplitude entre as áreas avaliadas de até 4,3% em média.
Em relação à velocidade dos ventos, a região urbana 1 é a área que têm ventos mais
intensos ao longo do ano, chegando a ventos médios superiores a 4,0 m/s. As áreas urbanas 2
e 3 registram ventos comparativamente mais fracos, inferiores a 3m/s, as médias anuais
variaram entre 1,6 e 3,5 m/s, sendo a diferença de amplitude entre as áreas avaliadas de até
1,9 m/s em média. Este resultado reforça a influência das características locais (desde
topografia a obstáculos naturais e artificiais) na diminuição da ventilação local. A direção
predominante dos ventos variou entre Nordeste (NE) e Sul-sudeste (SSE), com frequentes
ventos de Leste (E), Leste-sudeste (ESE) e Sudeste (SE). Em algumas situações e épocas do
ano, são observadas direções do vento diferentes deste padrão básico. Dentre outras, temos as
direções Norte (N) e Sul-sudoeste (SSW). Note que os dados medidos nas estações
apresentaram algumas diferenças de padrões, mesmo estando sob a influência da mesma
circulação geral da atmosfera. Essas diferenças estão ligadas a geometria da área urbana as
quais estão inseridas cada localização das estações.
Analisando as três áreas urbanas selecionadas para esta pesquisa, é possível afirmar que
ambas têm a evolução das ICU bem marcada ao longo dos 12 meses do ano, e sua evolução é
predominantemente diurna, com intensidades de fraca a moderada (0º a 4º C) durante a manhã
e início da tarde (6:00 as 14:00h), com picos entre 09:00 e 11:00h, forte e muito forte nas
61
áreas urbanas 1 e 2 e moderados na área 3. Ao contrário do que acontece na manhã, durante o
meio da tarde e início da noite (15:00 as 21:00h), a diferença é negativa, indicando que a área
mais natural, com vegetação é mais quente que a área urbana. Durante a madrugada as
intensidades das ICU são fracas e sem variações significativas em relação aos meses e
estações do ano. Em relação às três áreas urbanas avaliadas, os maiores núcleos de formação
das ICU se concentraram nas áreas urbanas 1 e 2, áreas marcadas por maiores temperaturas
médias e menor aporte de umidade, essas duas áreas também se concentram as zonas mais
urbanizadas da fachada sudeste.
A Classificação das categorias do uso do solo por imagem de satélite, evidenciam que
as áreas urbanas 1 e 2 possuem menor percentual de elementos naturais (água, solo exposto e
vegetação) em relação a área urbana 3, e também maior concentração das edificações de
altura baixa. A descrição e conhecimento das caraterísticas da cobertura do solo nas áreas
estudas, através de percentuais estimados para elementos naturais e construídos, foram
fundamentais na discussão da avaliação climatológica abordada nesta pesquisa.
Os resultados apresentados indicam o comportamento do clima e ocorrência das ICU
durante todos os meses do ano nas áreas estudadas dentro da fachada Sudeste de Salvador,
esses resultados estão diretamente ligados as características do uso do solo urbano, indicando
que atuais condições devem ser acompanhadas e contempladas nas estratégias e definição de
orientações para o planejamento urbano.
Espera-se também que este estudo auxilie trabalhos futuros como base de informações
na avaliação das tendências do clima local.
62
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