Modelagem Espacial das Ilhas de Calor Urbano na Cidade de Campina Grande (Brasil – Paraíba)
DOI:
https://doi.org/10.26848/rbgf.v18.05.p3806-3822Palavras-chave:
crescimento urbano, sensoriamento remoto termal, LandsatResumo
Os últimos relatórios do IPCC apontam que mais de dois terços da população mundial viverão em áreas urbanas até 2050. Um dos principais problemas ambientais dessas áreas são as ilhas de calor urbanas (ICU), que trazem consequências negativas, como degradação ambiental, desbalanceamento hidroclimático e desconforto térmico. Em Campina Grande (PB), a urbanização acelerada e desordenada, impulsionada pelo desenvolvimento industrial e educacional, tem intensificado o fenômeno das ICU. Objetivou-se com esse trabalho observar as mudanças do uso e cobertura da terra dessa cidade e verificar seus impactos sobre a temperatura da superfície, a quantidade de biomassa verde e a umidade. Também se objetivou identificar os padrões espaciais da temperatura da superfície e identificar seus principais preditores. Para obtenção das temperaturas e dos índices, usaram-se oito imagens da série Landsat, entre 1984 e 2023. As mudanças do uso e cobertura foram observadas a partir do MAPBIOMAS. Ao longo dos 40 anos em análise, a substituição das formações naturais e pasto por infraestruturas artificiais resultou na diminuição da umidade e da quantidade de biomassa verde e a um aumento progressivo da temperatura da superfície. A urbanização foi a preditora mais importante para explicar o aumento da temperatura da superfície em Campina Grande, enquanto as variações da precipitação acumulada e da temperatura do ar tiveram um impacto menor. Observou-se o deslocamento das ICU para as Zonas Sul e Oeste da cidade, áreas com grande quantidade de loteamentos, o que torna urgente a implementação de medidas de mitigação, como políticas de uso de materiais refletivos.
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Referências
Alvares, C. A., Stape, J. L., Sentelhas, P. C., Gonçalves, J. L. M., Sparovek, G., 2013. Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift 22, 711–728. https://doi.org/10.1127/0941-2948/2013/0507
Amorim, M., Dubreuil, V., Cardoso, R., 2015. Modelagem espacial da ilha de calor urbana em Presidente Prudente (SP), Brasil. Revista Brasileira de Climatologia 16, 29-45. http://dx.doi.org/10.5380/abclima.v16i0.40585
Bianchi, R., 2021. Estudo de caso: percurso histórico – investigativo sobre o DNA. Revista Mimesis 42, 92-123.
Campos, N. A., 2009. A grande seca de 1979 a 1983: um estudo de caso das ações do governo federal em duas sub-regiões do estado do Ceará (Sertão Central e Sertão dos Inhamuns). Teoria & Pesquisa Revista de Ciência Política 1, 133-166.
Chakraborty, T., Lee, X., 2019. A simplified urban-extent algorithm to characterize surface urban heat islands on a global scale and examine vegetation control on their spatiotemporal variability. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 74, 269–280. https://doi.org/10.1016/j.jag.2018.09.015
Chakraborty, T., Hsu, A., Manya, D., Sheriff, G., 2020. A spatially explicit surface urban heat island database for the United States: Characterization, uncertainties, and possible applications. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 168, 74-88. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2020.07.021
Chander, G., Markham, B. L., 2003. Revised Landsat-5 TM radiometric calibration procedures, and post-calibration dynamic ranges. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 41, 2674–2677. https://doi.org/10.1109/TGRS.2003.818464
Choudhury, D., Nishant, N., Virgilio, G., 2023. Evaluation of ERA5-Simulated Temperature and Its Extremes for Australia. Atmosphere 14, 913. https://doi.org/10.3390/atmos14060913.
Dorigon, L. P., Amorim, M. C. C. T., 2019. Spatial modelling of an urban Brazilian heat island in a tropical continental climate. Urban Climate 28, 100461. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2019.100461
Errebai, F. B., Strebel, D., Carmeliet, J., Derome, D., 2022. Impact of urban heat island on cooling energy demand for residential building in Montreal using meteorological simulations and weather station observations. Energy and buildings 273, 112410. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.112410
Gao, B., 1996. NDWI – a normalized difference water index for remote sensing of vegetation liquid water from space. Remote Sensing of Environment 58, 257-266. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(96)00067-3
Glantz, M. H., 2002. La Niña and Its Impacts: Facts and Speculation. United Nations University Press.
Grismino, M. H. V., Silva, W. P., 2023. Metodologia para avaliação dos impactos socioespaciais da expansão urbana: um estudo de caso na cidade de Campina Grande-PB. Revista Brasileira de Gestão e Desenvolvimento Regional 19, 508-528. https://orcid.org/0000-0001-6000-4458
Gurgel, A. P. C., 2017. As metrópoles do interior do Nordeste: a caracterização de um tipo metropolitano regional. Cadernos Metrópole 19, 841-864. https://doi.org/10.1590/2236-9996.2017-4007
Hamed, K. H., Rao, A.R., 1998. A modified Mann-Kendall trend test for autocorrelated data. Journal of Hydrology 204, 1-4, 182-196. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(97)00125-X
Hamidi, A., Ramavandi, B., Sorial, G. A., 2021. Sponge City — An emerging concept in sustainable water resource management: A scientometric analysis. Resources, Environment and Sustainability 5, 100028. https://doi.org/10.1016/j.resenv.2021.100028
Ho, J. Y.; Shi, Y., Lau, K. K. L., Ng, E. Y. Y., Ren, C., Goggins, W.B., 2023. Urban heat island effect-related mortality under extreme heat and non-extreme heat scenarios: A 2010–2019 case study in Hong Kong. Science of the total environment 858, 159791. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.159791
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2023. Censo Demográfico 2022. Rio de Janeiro: IBGE.
Imran, H. M., Kala, J., Ng, A. W. M., Muthukumaran, S., 2019. Impacts of future urban expansion on urban heat island effects during heatwave events in the city of Melbourne in southeast Australia. Quaterly Journal of the Royal Meteorological Society 145, 2586–2602. https://doi.org/10.1002/qj.3580
IPCC, 2021. Summary for Policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. In Press.
Leal Filho, W., Wolf, F., Castro-Díaz, R., Li, C., Ojeh, V. N., Gutierrz, N. … Boenecke, J., 2021. Addressing the Urban Heat Islands Effect: A Cross-Country Assessment of the Role of Green Infrastructure. Sustainability 13, 753. http://dx.doi.org/10.3390/su13020753
Lee, K., Kim, Y., Sung, H. C., Ryu, J., & Jeon, S. W., 2019. Trend Analysis of Urban Heat Island Intensity According to Urban Area Change in Asian Mega Cities. Sustainability 12, 112. https://doi.org/10.3390/su12010112
Liu, Y., Li, T., Yu, L., 2020. Urban heat island mitigation and hydrology performance of innovative permeable pavement: A pilot-scale study. Journal of Cleaner Production 244, 118938. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118938
Lombardo, M. A., 1985. Ilha de calor nas metropoles o exemplo de São Paulo. São Paulo: Hucitec.
Lunt, P. H., Fuller, K, Goodhew, S., Murphy, T.R., 2022. Comparing the thermal conductivity of three artificial soils under differing moisture and density conditions for use in green infrastructure. Soil Use and Management 39, 260-269. https://doi.org/10.1111/sum.12841
Ma, Y., Jiang, Y., Swallow, S., 2020. China's sponge city development for urban water resilience and sustainability: A policy discussion. Science of The Total Environment 729, 139078. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139078
MapBiomas – Coleção [9] da série anual de Mapas de Cobertura e Uso da Terra do Brasil, 2023, acessado em novembro 2024, através do link: https://brasil.mapbiomas.org/.
Markham, B. L.; Barker, L. L., 1987. Thematic mapper bandpass solar exoatmospherical irradiances. International Journal of Remote Sensing 8, 517-523. https://doi.org/10.1080/01431168708948658
Medeiros, M., Patriota, E., Silva, L., Coelho, V., 2023. A relação entre ilhas de calor urbana superficial, ocupação do solo e conforto térmico: um estudo da cidade de João Pessoa, Brasil. Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído 17, 1-10. https://doi.org/10.46421/encac.v17i1.3756
Monteiro, F. F., Gonçalves, W.A., Andrade, L. M. B., Villavicencio, L. M. M., Silva, C. M. S., 2021. Assessment of urban heat island in Brazil based on MODIS remote sensing data. Urban Climate 35, 100726. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2020.100726
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), 2024. El Niño and La Niña Years and Intensities, Based on Oceanic Niño Index (ONI). Disponível em: https://ggweather.com/enso/oni.htm.
Nuruzzaman, M. D., 2015. Urban Heat Island: causes, effects and mitigation measures – a review. International Journal of Environment Monitoring and Analysis 3, 67-73. http://dx.doi.org/10.11648/j.ijema.20150302.15
Paes, B. R. S., Garcia, Alexandrino R., 2022. Dinâmica temporal da vegetação urbana com aplicação de NDVI no município de Belo Horizonte - Minas Gerais. 20, 387-409. https://doi.org/10.5016/estgeo.v20i3.16922
Philander, S. G. H., 1983. Anomalous El Niño of 1982-83. Nature 305, 16. https://doi.org/10.1038/305016a0
Popovych, V. F., Dunaievad, L. A., 2021. Assessment of the GPM IMERG and CHIRPS precipitation estimations for the steppe part of the Crimea. Meteorology Hydrology and Water Management 9, 1-13. https://doi.org/10.26491/mhwm/133088
Porangaba, G. F. O., Teixeira, D. C. F., Amorim, M. C. C., Silva, M. H. S., Dubreuil, V., 2021. Modeling the urban heat island at a winter event in Três Lagoas, Brazil. Urban Climate 37, 100853. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2021.100853
Posca, L. M., 2022. Cidades planejadas e imaginários: contrastes entre o planejamento urbano com a tríade cidade vista, marcada e imaginada. Textos e Debates 28, e7937. http://dx.doi.org/10.18227/2317-1448ted.v28i01.7937
Rao, P. K., 1972. Remote sensing of urban heat islands from an environmental satellite. Bulletin of the American Meteorological Society 53, 647-648. https://doi.org/10.1175/1520-0477-53.7.648
Rocha, C. C., Leite, M. A., 2020. A seca de 1979 a 1983 no Semiárido Piauiense: reflexões a partir da Construção da Barragem de Bocaína, Picos- PI. Vozes, Pretérito & Devir Dossiê Temático 11, 88-110.
Rouse, J. W., Haas, R. H., Schell, J. A., Deering, D. W., 1973. Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS. Third ERTS Symposium, NASA SP-351 I, 309-317.
Santamouris, M., 2020. Recent progress on urban overheating and heat island research. Integrated assessment of the energy, environmental, vulnerability and health impact. Synergies with the global climate change. Energy and buildings 207, 109482. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.109482
Santos, I. S., Silva, M. C. C., Azevedo, G. A., Lafayette, K. P. V., Silva, S. R., 2023. Avaliação espaço-temporal do processo de uso e ocupação de uma encosta no bairro de Macaxeira - Recife/PE – Brasil. Revista de Geografia (Recife) 40, 334-358. https://doi.org/10.51359/2238-6211.2023.257514
Shi, L, Ding, R., Hu, S., Li, X., Li, J., 2023. Extratropical impacts on the 2020–2023 Triple-Dip La Niña event. Atmospheric Research 294, 106937. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2023.106937
Silva, R. S., Silva, R. M., Freitas, A. F., Santos, J. S., Santos, C.A.G., Lima, E.R.V., 2022. Thermal comfort conditions at microclimate scale and surface urban heat island in a tropical city: A study on João Pessoa city, Brazil. International Journal of Biometeorology 66, 1079-1093. https://doi.org/10.1007/s00484-022-02260-y
Silva, J. P. S., Loureiro, G. E., Sousa, I. de, 2021. Spatio-temporal analysis of the earth’s surface temperature in Marabá City, Pará, Brazil. Research, Society and Development 10, 7, e41710716718. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i7.16718
Silva, J. M. O., Luna, V. F., Gomes, J. F., Oliveira, M. M., de Sousa Lopes, J. L., 2024. Sensoriamento remoto aplicado ao estudo da evolução das ilhas de calor de superfície na cidade do Crato-CE. Revista Tamoios 20, 2, 231-247. https://doi.org/10.12957/tamoios.2024.76870
Silva, R. F., Oliveira, P. P., 2024. Eficiência de telhados verdes nos centros urbanos: uma abordagem analítica. Revista Multidisciplinar do Nordeste Mineiro 6, 1-15. https://doi.org/10.61164/rmnm.v6i1.2516
Silveira, P. C., Campos, C. G. C., Sá, E. A. S., Biffi, L. J., Dalri, J. C., 2023. Análise das superfícies urbanas para identificação de ilhas de calor através da aplicação de índices radiométricos e da temperatura da superfície. Revista Brasileira de Climatologia 33, 329-353. http://dx.doi.org/10.55761/abclima.v33i19.16322
Souto, J. I. O., Cohen, J. C. P., 2021. Spatiotemporal variability of urban heat island: influence of urbanization on seasonal pattern of land surface temperature in the Metropolitan region of Belém, Brazil. Revista Brasileira de Gestão Urbana 13, 1-17. https://doi.org/10.1590/2175-3369.013.e20200260
Taha, H., 1997. Urban climates and heat islands: albedo, evapotranspiration, and anthropogenic heat. Energy and buildings 25, 99-103. https://doi.org/10.1016/S0378-7788(96)00999-1
USGS. Sistema Geológico dos Estados Unidos, 2015. Using the USGS Landsat 8 Product.
Velikou, K., Lazoglou, G., Tolika, K., Anagnostopoulou, C., 2022. Reliability of the ERA5 in Replicating Mean and Extreme Temperatures across Europe. Water 14, 543. https://doi.org/10.3390/w14040543
Vujovic, S., Haddad, B., Karaky, H., Sebaibi, N., Boutouil, M., 2021. Urban Heat Island: Causes, Consequences, and Mitigation Measures with Emphasis on Reflective and Permeable Pavements. CivilEng 2, 459-484. https://doi.org/10.3390/civileng2020026
Wang H., Mei C., Liu J.H., Shao W.W., 2018. A new strategy for integrated urban water management in China: Sponge city. Science China Technological Sciences 61, 317-329. https://doi.org/10.1007/s11431-017-9170-5
Wang, Q., Fan, Y., Li, Y., 2019. Interacting urban heat island circulations as affected by weak background wind. Building and Environment 160, 106224. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.106224
Yilmaz, M., 2023. Accuracy assessment of temperature trends from ERA5 and ERA5-
Land. Science of the total environment 856, 159182. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.159182
Zheng, Y., Tang, L., Wang, H., 2021. An improved approach for monitoring urban built-up areas by combining NPP-VIIRS nighttime light, NDVI, NDWI, and NDBI. Journal of Cleaner Production 328, 129488. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.129488
Zipperer, W. C., Robert, N., Andreu, M., 2020. Urban development and environmental degradation. Oxford Research Encyclopedia of Environmental Science. 1-25. https://doi.org/10.1093/acrefore/9780199389414.013.97
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