Fronteiras em Ciências da Terra

Introdução

Um dos objetivos fundamentais de muitos estudos sobre ilhas de calor urbano (UHI) envolve o estabelecimento de sua intensidade em determinadas noites ou, se não houver um número suficientemente elevado de observações, a sua intensidade máxima e média de intensidade também pode ser determinado., Independentemente da metodologia empregada, se refere a (1) diferenças entre os dois fixa observatórios, um urbano e outro periférico ou não-urbanas, (2) móvel urbano transectos ou (3) sensoriamento remoto, no fim, é uma questão de fornecer um valor de isolamento térmico diferenças entre o contraste de pontos ou setores, um urbano e outro que poderia ser chamado de não-urbanas. Assim, a intensidade do UHI é vista na diferença de temperatura expressa em um dado momento entre o setor mais quente da cidade e o espaço não-urbano que o rodeia., A intensidade da ilha do calor é o indicador mais simples e quantitativo da modificação térmica imposta pela cidade ao território em que se situa e do seu aquecimento relativo em relação ao ambiente rural circundante à noite (Kim e Baik, 2002; Memon et al., 2009).

Background

No entanto, o conceito de UHI, requer uma definição que estabelece comparações entre cidades e faz avaliações precisas da magnitude deste fenômeno em uma determinada cidade em diferentes datas., O primeiro passo básico implica a escolha de dois pontos, um urbano e o outro não Urbano. Em relação ao ponto urbano, há geralmente menos incerteza, porque é estabelecido na parte mais quente da cidade em média, geralmente no centro. Mesmo sem observações ad hoc, em muitas cidades é muito fácil determinar a área mais quente à noite. Se não fosse esse o caso, uma campanha-piloto de medição poderia estabelecer o ponto mais quente., Deve-se ter em mente que a parte mais quente da cidade nem sempre é a mesma, como pode ser visto por meio de teledetecção em Santiago do Chile (Sarricolea e Martin-Vide, 2014), embora o presente artigo se refira a esses pontos urbanos e não urbanos. Este último deve ser seleccionado com grande cuidado. Idealmente, o ponto não urbano deve ser perto da cidade, mas em uma área rural, ou, melhor ainda, com cobertura de vegetação natural., O adjetivo “rural” tem sido tradicionalmente associada com a localização do não-urbanas ou ponto de referência e, portanto, UHI intensidade tem sido comumente definida como a diferença de temperatura entre as zonas urbanas e rurais locais (ou áreas), Δ Tu−r = Tu − Tr, onde Δ Tu−r é UHI intensidade, Tu é interior a temperatura e a Tr rural de temperatura., Claro, não urbanas ponto deve ser situado fora do espaço urbano construído ou qualquer superfície que tenha sido modificado por asfalto, cimento, etc…, para que antropogénicas de calor para ser insignificante em seu balanço energético, para o sensível e de calor latente para ser o mais semelhante possível ao de cobertura natural, e para o balanço de radiação para apresentar albedos e emissividade coeficientes que também são semelhantes aos de um ambiente natural., No entanto, as fronteiras da cidade são muitas vezes imprecisas, porque o continuum urbano às vezes carece de limites claros, apresentando uma transição para usos tipicamente rurais da terra. A maioria das cidades não faz fronteira com o espaço rural, mas sim com zonas periurbanas, rururbanas, etc…, que são influenciadas em certa medida pela cidade. Mesmo estudos rigorosos fazem uso de Expressões um pouco Vagas como “área rural próxima” para o ponto ou setor não Urbano (Van Hove et al., 2011)., Para encontrar este ponto não Urbano, teríamos, em certos casos, de cobrir tal distância que entraríamos em um domínio climático, ou um determinado tipo de clima em um determinado momento, diferente da cidade em estudo. Comparando as suas temperaturas, as diferenças resultariam não só do efeito urbano, mas também da existência de climas ou clima diferentes. Muitos estudos não conseguiram selecionar o ponto não Urbano adequado, selecionando um Observatório disponível fora da cidade, mesmo que isso não fornece as condições ideais., Além disso, muito esforço tem sido investido no zoneamento dos usos do solo em torno das cidades, a fim de submetê-los a estudo climático e meteorológico e para estabelecer intensidades UHI. Na verdade, alguns climatologistas urbanos propuseram classificações detalhadas do espaço e das paisagens urbanas e rurais, particularmente das suas zonas de transição. Neste sentido, podemos citar o trabalho de Oke (2006), que propõe sete zonas climáticas urbanas (UCZ), a partir de n ° 1, zonas urbanas intensamente desenvolvidas com edifícios de arranha-céus separados com revestimento, e.g.,, torres do centro, apresentando mais de 90% de Superfície construída (impermeável), A n°7, dispersas casas de desenvolvimento semi-rural em uma área natural ou agrícola, por exemplo, fazendas, propriedades, com menos de 10% de Superfície construída. Esta classificação é utilizada, por exemplo, para comparar com precisão as intensidades máximas das Ilhas heat urbanas de 19 cidades holandesas (Van Hove et al., 2011). Outros autores também assumem que o ponto rural, ou de referência, deve possuir menos de 10% da Superfície construída (Wing-Yee, 2010). Utilizando a teledetecção, a cobertura urbana explica as intensidades UHI de muitas cidades europeias (Zhou et al.,, 2013). Stewart and Oke (2009) expanded the UCZ classification into a more comprehensive system called Local Climate Zones (LCZ). Ele tenta categorizar a Paisagem “Universo” em 19 LCZ pertencentes a quatro séries de paisagem (cidade, agrícola, natural, e mista) de acordo com a cobertura da superfície, estrutura da superfície e atividade cultural. Este procedimento foi utilizado, por exemplo, pela UIE Hart (2013) para Hong Kong. Neste sentido, o caso de Hong Kong é altamente ilustrativo dos problemas envolvidos na escolha dos pontos, particularmente o rural, ou não Urbano., Estes autores concluem que as estações rurais utilizadas em estudos anteriores não são representativas e, portanto, as intensidades UHI previamente calculadas para Hong Kong podem ter sido subestimadas.

além disso, há um efeito sobre o lado para a frente da cidade, que em um determinado momento depende principalmente da direção do vento. Se em uma determinada noite o ponto não Urbano é submetido a este efeito, a diferença entre este ponto e o centro da cidade será atenuada., Portanto, dependendo da direção do vento, a influência urbana sobre o lado esquerdo da cidade pode ou não afetar o ponto não-Urbano.

Simplificando Lowry”s aditivo esquema (Lowry, 1977), temperatura medida no interior de ponto é uma função do clima da região, é localizado em, mais o efeito de fatores geográficos locais e urbanização, enquanto que a temperatura no não-urbanas ponto de o clima da região em si e o efeito de locais geográficos., Se os fatores geográficos locais são semelhantes em ambos os pontos, então a diferença entre as duas temperaturas expressará o efeito da cidade, que constitui o nosso objetivo. Se queremos fornecer um valor correto e comparável de intensidade UHI, é vital escolher um ponto não Urbano com uma altitude e distância do mar, ou das massas de água existentes, comparáveis às do ponto urbano. Estes dois fatores geográficos, altitude e distância do mar, são decisivos, enquanto outros, como latitude, não causam diferenças apreciáveis entre os dois pontos., Se o ponto não Urbano estiver situado, por exemplo, mais alto do que o urbano, a sua temperatura média será sensivelmente inferior ou, por vezes, mais elevada se ocorrer inversão térmica. Em qualquer caso, o efeito urbano seria camuflado no cálculo da diferença de temperatura. Por conseguinte, é necessário estabelecer a margem de diferenças de altitude entre os pontos urbanos e não urbanos, a fim de considerar que as suas diferenças de temperatura revelam apenas o efeito urbano. Se o gradiente médio de temperatura vertical for considerado (0,65°C / 100 m), 30,8 m causará uma variação de 0.,2 ° C, que é da ordem de precisão de muitas medições de temperatura. Assim, como regra geral, a altitude do não-urbanas ponto não deve diferir da urbana, por mais que ± cerca de 30 m. Muito bem documentado tese de doutorado de Siu (2011), os pontos seleccionados apresentam uma diferença de altitude de 27 m. No caso de Barcelona, a diferença de altitude entre os pontos de contraste é de aproximadamente 20 m (Moreno-García, 1994)., Em noites com intensa inversão térmica do solo, muitas vezes associada a situações sinópticas (anticiclônicas) que dão origem a ilhas de calor intenso, 30 m constitui um contraste altitudinal que pode causar diferenças substanciais de temperatura, de vários graus centígrados. Nestes casos, um ponto não urbano situado a uma altitude mais baixa (mais elevada) sobrestimaria (subestimar) o efeito urbano. Para estas noites, diferenças altitudinais de apenas 10 m representariam um viés não urbano nas intensidades calculadas da ilha do calor., Em suma, a diferença altitudinal entre os pontos urbanos e não urbanos nunca deve ultrapassar os 30 m, e, se possível, deve ser inferior a 10 m. No caso de este último critério não ser possível, a intensidade da ilha do calor estabelecida em noites com intensa inversão térmica deve ser sujeita a correção. Também é o caso se fosse impossível encontrar um ponto não Urbano com uma diferença de altitude de 30 m ou menos em relação ao ponto urbano (por exemplo, numa cidade que ocupa totalmente o fundo de um vale fechado).,é um facto bem conhecido que as massas de água regulam a temperatura e atenuam as diferenças de temperatura diárias e sazonais, como se pode ver nas limitadas gamas de temperatura diárias e anuais nas costas e Ilhas. Por esta razão, não é recomendável escolher um ponto não urbano mais distante ou próximo do litoral do que o ponto urbano, mas isso requer mais discussão. Mais uma vez, é necessário especificar o valor máximo presumível para esta diferença de distância da Costa., Muito poucos estudos abordaram esta questão, que não proporciona um único resultado, dado que a influência da distância do mar é muito forte numa zona costeira e negligenciável num ambiente interior distante da costa ou separado por relevos. Neste último caso, em uma grande área urbana interior, com um clima continental, mesmo uma diferença de dezenas de quilômetros de distância do mar entre os pontos urbanos e não urbanos não vai causar quaisquer diferenças de temperatura., Pelo contrário, junto à costa ou à beira de um grande lago, o efeito da massa de água diminui rapidamente à medida que se afasta dela. É altamente provável que a relação entre a influência da distância do mar e a temperatura não seja linear. Em um ambiente aberto ao mar, como as planícies de Valência (Espanha Oriental), a temperatura média anual mínima diminui em aproximadamente 0,16 °c/km com a distância do mar; em janeiro esta variação é de 0,23 °c/km e em julho de 0,11 °c/km, aproximadamente (Ninyerola et al., 2005)., Se a cidade é costeira, a distância do mar urbanas e não urbanas de pontos não deve diferir muito mais do que mais de 800 m (no caso citado, e em média anual, tendo em vista a ausência de registros específicos, uma diferença de 0,2 °C/km ocorrer em janeiro, com uma diferença entre as distâncias de 870 m). Como pode ser visto no exemplo dado, o fator “distância do mar” depende da época do ano e também da latitude, devido à influência das temperaturas da água e do ar e das correntes marinhas, que possuem sua própria anomalia térmica.,

conclusões

em resumo, a intensidade da ilha do calor é o indicador mais simples e quantitativo da modificação térmica imposta pela cidade ao território. Portanto, os aspectos mais importantes a ser considerado nesta definição são, em primeiro lugar, dois pontos (urbana e não-urbana), que seguem o esquema de Stewart e Oke (2009), isto é, um ponto no centro urbano e outro com menos de 10% da área do piso, também, o altitudinal diferença entre o urbano e não-urbano pontos nunca deve ultrapassar 30 m, e, se possível, deve ser inferior a 10 m., Por último, a proximidade das massas de água em pontos urbanos e não urbanos deveria ser semelhante e, idealmente, mais de 800 metros.

Declaração de conflito de interesses

os autores declaram que a investigação foi realizada na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que possam ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.

agradecimentos

Institut de l ” Aigua( Universidade de Barcelona, Espanha), grupo de Climatologia 2014SGR300 (governo catalão).Sarricolea, P., and Martin-Vide, J. (2014)., El estudio de la isla de calor urbana de superficie metropolitana de santiago de chile con imágenes terra-MODIS y análisis de componentes principales. Rev. Geogr. Norte Grande 57, 123-141. doi: 10.4067/S0718-34022014000100009

CrossRef Full Text/Google Scholar

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