Surface temperature and social dimension in genesis of urban climate of Presidente Prudente - SP

Autor: Lima, Aline Pereira
Přispěvatelé: Universidade Estadual Paulista (Unesp), Sant'Anna Neto, João Lima [UNESP]
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UNESP
Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
Popis: Submitted by Aline Pereira Lima (aline.p.lima@unesp.br) on 2022-10-01T16:38:43Z No. of bitstreams: 1 lima_ap_dr_prud.pdf: 18161297 bytes, checksum: ea95fb376bdfb115f57c5a6f51eb4dd6 (MD5) Approved for entry into archive by Renata Bianchui Prado (renata.bianchui@unesp.br) on 2022-10-03T18:07:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lima_ap_dr_prud.pdf: 18161297 bytes, checksum: ea95fb376bdfb115f57c5a6f51eb4dd6 (MD5) Made available in DSpace on 2022-10-03T18:07:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lima_ap_dr_prud.pdf: 18161297 bytes, checksum: ea95fb376bdfb115f57c5a6f51eb4dd6 (MD5) Previous issue date: 2022-07-18 Os estudos de clima urbano em sua maioria têm se concentrado na gênese do fenômeno sob a perspectiva física. Entretanto, os distintos segmentos socioeconômicos possuem diferentes formas de receber, de se defender e adaptar aos efeitos adversos do clima. Por isso, a presente pesquisa partiu da hipótese de que não apenas os elementos da forma urbana contribuem para a construção de um clima próprio das cidades, mas também os atributos socioeconômicos de sua população (dimensão social), relacionados com seu conteúdo. Os procedimentos metodológicos fundamentaram-se no uso de produtos e técnicas do Sensoriamento Remoto. O objetivo principal consistiu em identificar e compreender o potencial de alteração térmica das superfícies nos períodos diurno e noturno para a área urbana de Presidente Prudente/SP - cidade média de clima tropical continental -, bem como seus fatores explicativos do ponto de vista físico e social. Destaca-se a utilização de imagens termais noturnas do satélite Landsat 8, disponibilizadas recentemente e ainda pouco exploradas. Partiu-se de uma escala de análise temporal e espacial mais ampla, para caracterizar o campo térmico diurno e noturno, sendo o perímetro urbano e seu entorno próximo estudados por meio do ciclo anual (jun/2019 até mai/2020) da variável térmica relativa (diferença de temperatura alvo-ar: ΔT). Os fatores físicos foram explorados de forma episódica, inicialmente através de análise quantitativa com gráficos de dispersão e o coeficiente de Spearman, para verificar as relações (positiva/negativa e forte/fraca) dos índices de vegetação (NDVI), água (NDWI) e área construída (NDBI e BUI) com ΔT. Em seguida, na escala espacial mais fina apenas com o perímetro urbano, os fatores físicos foram analisados de modo qualitativo por meio de três trajetos (L-O, N-S e NE-SO) com a incorporação de aspectos do relevo e tipos de coberturas (vegetação, telhados e pavimentos). Uma vez identificadas duas datas próximas, de períodos opostos (dia/noite) e após a constatação da estabilidade atmosférica (com cartas sinóticas e registros meteorológicos), prosseguiu-se na investigação de áreas representativas das características socioeconômicas agregando-se informações de renda, exclusão-inclusão e vulnerabilidade social e consumo de energia elétrica, e valeu-se da metodologia de LCZs (Zonas Climáticas Locais) para sintetizar suas tipologias construtivas. Verificou-se que o padrão construtivo da cidade responde bem às condições do mês de maio, com a maior parte da área dotada de ΔTs próximos de zero; já de agosto até outubro há agravamento das condições naturalmente quentes. As relações entre os índices e a diferença de temperatura apresentaram intensidades maiores com o NDVI (negativa) e o BUI (positiva), bem como, correlações mais fortes para o dia do que para a noite. Observou-se que posição relativa dentro da área urbana e a orientação das vertentes são relevantes para o entendimento do aquecimento/resfriamento das superfícies. Dentre os materiais construtivos estudados (cerâmica, fibrocimento, metal, asfalto e concreto), a cerâmica revelou exclusivamente alterações de ΔT negativas, o que sugere que suas propriedades termodinâmicas desfavorecem o aquecimento. As variações espaciais e temporais da variável térmica demonstraram a necessidade dos planejadores urbanos avaliarem onde e quando (dia/noite) desejam aplicar estratégias de mitigação do calor. Constatou-se que os níveis de aquecimento/resfriamento urbano são distribuídos de forma desigual em relação aos aspectos socioeconômicos: ΔTs maiores, carência de vegetação e materiais construtivos inadequados associados ao segmento dotado de pouca/nenhuma condição de segurança, adaptação e resiliência climática. Assim, nota-se ainda que o papel das superfícies urbanas se estende para além das questões climáticas, tem efeitos na saúde, eficiência energética e conservação de recursos naturais, e portanto, pode auxiliar no atendimento aos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável da Agenda 2030, e na construção de cidades sustentáveis e saudáveis. Most urban climate studies have focused on the genesis of the phenomenon from a physical perspective. However, the different socioeconomic segments have different ways of receiving, defending and adapting to the adverse effects of the climate. Therefore, the present research started from the hypothesis that not only the elements of the urban form contribute to the construction of a city's own climate, but also the socioeconomic attributes of its population (social dimension), related to its content. The methodological procedures were based on the use of products and techniques of Remote Sensing. The main objective was to identify and understand the potential for thermal alteration of the surfaces during the day and night for the urban area of Presidente Prudente/SP - medium sized city with continental tropical climate -, as well as its explanatory factors from the physical and social point of view. The use of night thermal images from the Landsat 8 satellite, recently available and still underexplored, is highlighted. A broader temporal and spatial analysis scale was used to characterize daytime and nighttime thermal field, with urban perimeter and its near surroundings being studied through the annual cycle (Jun/2019 to May/2020) of the relative thermal variable (target-air temperature difference: ΔT). The physical factors were explored in an episodic method, initially through quantitative analysis with scatter plots and Spearman coefficient, to verify the relationships (positive/negative and strong/weak) of the vegetation (NDVI), water (NDWI) and built-up area (NDBI and BUI) indices with ΔT. Then, in the more refined spatial scale with only urban perimeter, physical factors were analyzed in a qualitative way through three paths/profiles (L-W, N-S and NE-SW) with the incorporation of relief aspects and types of coverage (vegetation, roofs and pavements). Once two close dates were identified, from opposite periods (day/night) and after verification of atmospheric stability (with synoptic charts and meteorological records), the investigation of representative areas of socioeconomic characteristics was continued, adding information on income, social exclusion-inclusion and vulnerability and consumption of electric energy, and used the LCZs (Local Climatic Zones) methodology to synthesize their constructive typologies. It was found that the construction pattern of the city responds well to the conditions of the month of May, with most of the area ehxibiting ΔTs close to zero; from August to October there is a worsening of naturally hot conditions. The relationships between the indices and the temperature difference showed higher intensities with the NDVI (negative) and BUI (positive), as well as stronger correlations for day than for night. It was observed that the relative position within the urban area and the orientation of the slopes are relevant to the understanding of the heating/cooling of surfaces. Among the construction materials studied (ceramic, fiber cement, metal, asphalt and concrete), ceramics showed exclusively negative ΔT changes, which suggests that its thermodynamic properties are unfavorable to heating. The spatial and temporal variations of the thermal variable demonstrated the need for urban planners to assess where and when (day/night) they deserve to apply heat mitigation strategies. It was found that levels of urban heating/cooling are unevenly distributed in relation to socioeconomic aspects: higher ΔTs, lack of vegetation and inadequate construction materials associated with the segment with little/no condition of safety, adaptation and climate resilience. Thus, it is also noted that the role of urban surfaces extends beyond climate issues, has effects on health, energy efficiency and conservation of natural resources, and therefore, can assist in attending the Sustainable Development Goals of the 2030 Agenda, and in building sustainable and healthy cities. La mayoría de los estudios sobre el clima urbano se han centrado en la génesis del fenómeno desde una perspectiva física. Sin embargo, los distintos grupos socioeconómicos tienen diferentes formas de recibir, defender y adaptarse a los efectos adversos del clima. Por tanto, la presente investigación partió de la hipótesis de que no sólo los elementos de la forma urbana contribuyen a la construcción de un clima propio de las ciudades, sino también los atributos socioeconómicos de su población (dimensión social), relacionados con su contenido. Los procedimientos metodológicos se basaron en el uso de productos y técnicas de Teledetección. El objetivo principal fue identificar y comprender el potencial de alteración térmica de las superficies durante el día y la noche para el área urbana de Presidente Prudente/SP, una ciudad intermedia, ubicada en el sureste de Brasil, con clima tropical continental, así como sus factores explicativos desde el punto de vista físico y social. Destaca el uso de imágenes térmicas nocturnas del satélite Landsat 8, recientemente puesto a disposición y aún poco explorado. Se utilizó una escala de análisis temporal y espacial más amplia para caracterizar el campo térmico diurno y nocturno, siendo estudiado el perímetro urbano y su entorno inmediato a través del ciclo anual (junio/2019 a mayo/2020) de la variable térmica relativa (diferencia de meta -temperatura del aire: ΔT). Los factores físicos fueron explorados de forma episódica, inicialmente a través de análisis cuantitativos con diagramas de dispersión y coeficiente de Spearman, para verificar las relaciones (positiva/negativa y fuerte/débil) de la vegetación (NDVI), agua (NDWI) y área construida (NDBI y BUI) con ΔT. Luego, en la escala espacial más fina con solo el perímetro urbano, se analizaron los factores físicos de forma cualitativa a través de tres trayectorias (L-W, N-S y NE-SW) con la incorporación de aspectos de relieve y tipos de cubiertas (vegetación, techos y pavimentos). Una vez identificadas dos fechas de cierre, de periodos opuestos (día/noche) y luego de la verificación de la estabilidad atmosférica (con cuadros sinópticos y registros meteorológicos), se continuó con la investigación de áreas representativas de características socioeconómicas, agregando información sobre ingresos, exclusión-inclusión y vulnerabilidad social y consumo eléctrico, y utilizó la metodología de LCZs (Zonas Climáticas Locales) para sintetizar sus tipologías constructivas. Se verificó que el patrón constructivo de la ciudad responde bien a las condiciones del mes de mayo, con la mayor parte del área dotada de ΔTs cercano a cero; de agosto a octubre hay un empeoramiento de las condiciones de calor natural. Las relaciones entre los índices y la diferencia de temperatura mostraron mayores intensidades con el NDVI (negativo) y el BUI (positivo), así como correlaciones más fuertes para el día que para la noche. Se observó que la posición relativa dentro del área urbana y la orientación de las laderas son relevantes para la comprensión del calentamiento/enfriamiento de las superficies. Entre los materiales de construcción estudiados (cerámica, fibrocemento, metal, asfalto y hormigón), la cerámica mostró exclusivamente cambios negativos de ΔT, lo que sugiere que sus propiedades termodinámicas son desfavorables al calentamiento. Las variaciones espaciales y temporales de la variable térmica demostraron la necesidad de que los urbanistas evalúen dónde y cuándo (día/noche) desean aplicar estrategias de mitigación del calor. Se encontró que los niveles de calefacción/refrigeración urbana están desigualmente distribuidos en relación con los aspectos socioeconómicos: Mayores ΔTs, falta de vegetación y materiales de construcción inadecuados asociados al segmento con pocas/ningunas condiciones de seguridad, adaptación y resiliencia climática. Así, también se advierte que el rol de las superficies urbanas va más allá de las cuestiones climáticas, tiene efectos sobre la salud, la eficiencia energética y la conservación de los recursos naturales y, por lo tanto, puede ayudar en el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030, y en la construcción de las ciudades saludable sostenible.
Databáze: OpenAIRE
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