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terça-feira, 11 de fevereiro de 2025

Plante árvores nas cidades e evite as ilhas de calor

ILHAS DE CALOR


1 - ORIGEM DAS ILHAS DE CALOR
Os grandes centros urbanos vêm se transformando em “ilhas de calor”, contribuindo significativamente para o aquecimento global. “Ilhas de calor” é a designação dada à distribuição espacial e temporal da temperatura sobre as cidades que apresentam um efeito, como uma espécie de ilha quente localizada.
As ilhas de calor surgem da simples presença de edificações e das alterações de paisagens feitas pelo homem nas cidades. A superfície urbana apresenta especificidades em relação à capacidade térmica e a densidade dos materiais utilizados na sua construção: asfalto, concreto, telhas, vidros. Esses materiais, que constituem as superfícies urbanas, tais como: ruas, prédios, telhados, estacionamentos, etc. caracterizam-se pela grande capacidade de reflexão e emissão de radiação térmica, diferenciadas em relação às áreas rurais e paisagens naturais. Dificultam a impermeabilização da superfície e provocam alterações do albedo.

O modelo geométrico definido pelas construções de casas, prédios e ruas das cidades, denominado “Cânion Urbano”, corresponde à cavidade de ar acima das ruas, limitado lateralmente pelas paredes das edificações. A parte superior da cavidade é aberta para o céu permitindo apenas a entrada e saída limitada da radiação solar durante o dia e a saída da radiação infravermelha ao longo do dia.
2 - EFEITOS DAS ILHAS DE CALOR
- São fenômenos micro-climáticos favoráveis ao aumento da temperatura em uma área que pode chegar até 10 graus de diferença em relação as áreas no entorno. Observe a imagem abaixo:
- Contribui para o aumento da precipitação convectiva , das tempestades associadas a nuvens do tipo cumulo-nimbos , sobre a área urbana e ao arrastamento desse sistema.
- Agravam as ondas de calor, provocando o aumento da mortalidade de idosos e doentes, com redução da capacidade termorreguladora corpórea.
3 - CAUSAS DAS ILHAS DE CALOR
Causas que explicam a formação das ilhas de calor nas grandes cidades:
- Poluição do ar: o efeito de interação e a poluição atmosférica, constituída de partículas e de diferentes gases, como os gases do efeito estufa, provocam alterações locais no balanço de energia e radiação contribuindo para a formação das ilhas de calor.
- Fontes antrópicas de calor: emissões antrópicas de calor, a umidade associada à queima de combustíveis fósseis, o funcionamento dos aparelhos de ar condicionados. As fontes antrópicas , aumentam a quantidade de gás carbônico e, em consequência, aumentam também a temperatura dos centros urbanos.
- Mudanças no balanço da radiação: a retenção da radiação solar, decorrentes do efeito da geometria do “Cânion urbano”, agravada pela elevação dos prédios e redução na largura das ruas, alterando o albedo urbano, aumentando a absorção dos raios infravermelhos, elevando a temperatura média nas grandes cidades.
- Redução das áreas verdes: diminuição do efeito da evapotranspiração pela impermeabilização das superfícies urbanas e redução das áreas verdes nas cidades. A redução das áreas cobertas por vegetação, diminui a extensão das superfícies de evaporação dos lagos e rios e a evaporação dos parques, bosques, jardins e bulevares. Assim como outras atividades humanas, também alteram os microclimas urbanos contribuindo para o aumento do desconforto ambiental nas grandes cidades.
ALBEDO DE UMA SUPERFÍCIE
A radiação solar, ao incidir sobre qualquer corpo, vai, em maior ou menor quantidade, sofrer uma mudança de direção, sendo reenviada para o espaço por reflexão.

A fração de energia refletida por uma superfície em relação ao total de energia nela incidente (expresso em percentagem) designa-se por albedo. As superfícies de cor clara, como a neve, têm um albedo elevado, refletindo quase a totalidade da energia solar nelas incidente, logo não aquecem muito.
As superfícies de cor escura têm uma albedo muito fraco, o que se traduz numa grande absorção de radiação solar e num consequente aquecimento.
As florestas têm um albedo fraco, na medida em que são corpos relativamente escuros e de superfície desigual.
Por outro lado, quanto maior a inclinação dos raios solares maior é o albedo.

O albedo é definido como o índice de reflexão dos raios solares. Quanto maior a reflexão, menor será o calor acumulado. Ao atingirem a superfície, os raios solares encontram diferentes materiais como o gelo ou o asfalto, o gelo é muito claro e por isso reflete a maior parte da energia solar (albedo de 50 a 70% e absorve 50 a 30%), a cidade é muito mais escura e reflete apenas de 14 a 18% (absorve 86 a 82% da energia solar). Consequentemente a cidade é muito mais quente que as superfícies brancas. Por sua vez, as florestas refletem de 3 a 10% e a água reflete de 2 a 4%.

BALANÇO ENERGIA RECEBIDA E REFLETIDA.
- Reemissão da irradiação: razão pela qual a temperatura média das grandes cidades é maior que a temperatura de cidades menores. Ambas estão submetidas às mesmas condições climáticas. A maior quantidade de energia radiante é reemitida devido à grande quantidade de construções em concreto, asfalto, número de carros, entre outros.
4 - SUGESTÕES PARA EVITAR QUE A SUA CIDADE NÃO SE TRANSFORME NUMA NOVA ILHA DE CALOR.
- Evitar a impermeabilização solo urbano: reduzir as áreas pavimentadas, para permitir o aumento do processo de evaporação e evapotranspiração  urbana, que contribui também para diminuir a incidência de enchentes e deslizamentos de terra.
- Aumento das áreas verdes na cidade: a vegetação diminui os índices de calor e ajuda na manutenção da umidade do ar, bem como a absorção dos gases, como o dióxido de carbono, emitidos pela queima dos combustíveis fósseis nos veículos e chaminés das indústrias.
- Evitar a construção de prédios muito altos e muito próximos uns dos outros, os quais aumentam o grau do “Cânion urbano”, contribuindo para o deslocamento do ar quente para outras áreas da região.
- Proibir o uso de aparelhos de ar condicionados, a fim de diminuir a elevação média da temperatura.
- Diminuir a circulação de veículos automotores movidos a combustíveis fósseis, cuja queima contribui para o aumento da poluição e do efeito estufa, cada vez maior na camada atmosférica, que impede a dissipação do calor no período noturno.
- Substituir o uso de concreto nas grandes edificações por outros materiais que absorvam o calor durante o dia, reduzindo a temperatura no interior da cidade.
- Filtrar a emissão dos gases poluentes, gerados pela poluição das fábricas, que atacam a camada de ozônio nas partes mais baixa da atmosfera. Estes, oxidam-se e, com a umidade da chuva, transformam-se em ácidos que, ao se precipitarem, atacam o solo, a água e as plantas.
- Substituir as calçadas concretizadas por calçadas sextavadas ou de montagem, pois proporcionam uma melhor absorção da água das chuvas, irrigando o solo logo abaixo das calçadas.
- Uso obrigatório de catalisadores nos veículos automotores e motocicletas, para diminuir a emissão de gases que aumentam o efeito estufa.
- Cuidar dos rios e lagos existentes na cidade, pois estes contribuem para a diminuição da poluição, com a evapotranspiração.
FONTE: PROF.IVALINO GARCIA/MUNDO EDUCAÇÃO/GEO-CONCEIÇÃO.

segunda-feira, 10 de fevereiro de 2025

Ilhas de calor urbano aumentam o estresse térmico nas árvores


 


Superfícies duras como tijolo, asfalto ou concreto, o tipo de cobertura do solo e o número e tamanho dos corpos d’água próximos, chamados de espaços azuis, afetam as temperaturas da copa e a saúde das árvores em microclimas urbanos, concluiu a pesquisa.


A reportagem é de Jim Steele, publicada por University of Alabama in Huntsville e reproduzida por EcoDebate, 27-05-2021. A tradução e edição são de Henrique Cortez.


Os dosséis das árvores urbanas saudáveis fornecem sombra e a transpiração da água que pode mitigar os efeitos do aquecimento das ilhas de calor urbanas (UHIs), e uma nova pesquisa publicada recentemente no Scientific Reports sobre as temperaturas das copas das árvores na cidade de Nova York por um doutorado da Universidade do Alabama em Huntsville (UAH) aluno oferece novos insights para o manejo florestal urbano.


Trang Thuy Vo da cidade de Ho Chi Minh, Vietnã, está estudando os efeitos urbanos na climatologia e como mitigar o efeito da ilha de calor otimizando efetivamente a silvicultura urbana em megacidades para seu doutorado no Departamento de Ciências Atmosféricas e da Terra (ATS) na UAH, a parte do Sistema da Universidade do Alabama. Ela é aconselhada pelo Dr. Leiqiu Hu, um professor assistente de ciência atmosférica que é co-autor do artigo de pesquisa.


“Esta é sua primeira publicação em seu programa de Ph.D. em ATS, que demonstrou a capacidade crescente de sensores espaciais de nova geração para lidar com questões ambientais urbanas complexas em altas resoluções espaciais e temporais”, disse o Dr. Hu. “A pesquisa destaca interações espacialmente diversas e temporalmente diferentes entre as copas das árvores, a atmosfera e o ambiente construído em uma cidade.”


A pesquisa de Vo usou dados do instrumento ECOSTRESS montado na Estação Espacial Internacional (ISS). Foi parcialmente apoiado pelo projeto de Ciências Aplicadas de Saúde e Qualidade do Ar da NASA em infraestrutura de resfriamento urbano em colaboração com a Florida State University e o Programa de Pesquisa Interdisciplinar em Ciências da Terra da NASA sobre o ciclo hidrometeorológico urbano em colaboração com a Cornell University, a Texas A&M University e a Arizona State University.


Interpretar esses dados pode ajudar a identificar a saúde das árvores em ambientes urbanos complexos usando observações de sensoriamento remoto, diz Vo, e pode influenciar as espécies usadas e os padrões de plantio de árvores em paisagens urbanas.


“Nossa abordagem é primeiro reduzir o trabalho necessário para coletar manualmente a integridade dos dados da árvore”, diz ela. “Ao investigar como as árvores urbanas interagem com três fatores ambientais – quantidade de vegetação, distância aos corpos d’água e altura do edifício -, a colocação das árvores e os requisitos suplementares para suas condições de cultivo, como irrigação, podem ser melhorados no projeto urbano”.


Superfícies duras como tijolo, asfalto ou concreto, o tipo de cobertura do solo e o número e tamanho dos corpos d’água próximos, chamados de espaços azuis, afetam as temperaturas da copa das árvores e a saúde das árvores em microclimas urbanos, concluiu a pesquisa.


Isso, por sua vez, afeta a capacidade das árvores de combater o efeito UHI, um fenômeno bem conhecido no qual uma diferença significativa de temperatura ocorre entre as áreas urbanas e rurais circundantes.


“Descobrimos que a temperatura das árvores varia significativamente entre os bairros de Nova York. Por exemplo, as temperaturas das árvores em Staten Island – o bairro mais verde – são muito mais baixas e mais homogêneas em comparação com as de Manhattan, que tem a morfologia de construção mais complexa”, disse Vo . “Isso indica uma interação entre morfologia urbana e árvores urbanas.”


As descobertas oferecem novos insights para gestores de florestas urbanas sobre como reduzir o estresse térmico nas árvores para melhorar suas taxas de sobrevivência, diz seu conselheiro, Dr. Hu.


“Os resultados também são importantes para apoiar nossa pesquisa futura sobre a capacidade de resfriamento de árvores urbanas em cidades, já que a temperatura do dossel é uma variável chave que influencia o resfriamento evaporativo e transpirativo”, disse o Dr. Hu.


O estudo propõe algumas abordagens práticas para a mitigação do calor em áreas densamente povoadas, como reforma de edifícios com fachadas verdes e telhados verdes, e fornecimento de irrigação necessária para as condições mais secas presentes nas ilhas de calor.


“Para cidades do interior com falta de benefícios de resfriamento de espaços azuis, é melhor reunir as árvores em vez de isolá-las como pequenos fragmentos e fornecer irrigação suficiente. Quanto maior a cobertura do espaço verde, mais baixa a temperatura das árvores”. Vo diz.


“É interessante que a temperatura da superfície das árvores urbanas varie diurna e espacialmente na megacidade, o que enfatiza as influências dos efeitos urbanos neste componente vital da vegetação”, diz ela. “Ao compreender este comportamento dinâmico, acredito fortemente que a saúde das árvores urbanas pode ser melhorada.”


Um conjunto de dados disponível gratuitamente do ECOSTRESS, o instrumento sensor baseado em ISS, foi usado na pesquisa com imagens de temperatura da superfície terrestre (LST) de resolução espacial moderada de cerca de 70 metros. Doze imagens LST de céu claro foram escolhidas e reduzidas para construir um ciclo diurno completo da temperatura das árvores urbanas. Vo usou uma abordagem estatística para extrair a temperatura da árvore e então aplicou esse algoritmo a toda a cidade de Nova York.


Ela usou um procedimento de programação paralela para processamento e cálculo de imagens a fim de reduzir o tempo de processamento.


“Como resultado, poderíamos ter um mapa de temperatura das árvores para toda a cidade de Nova York em menos de uma hora”, disse Vo. “Espero que, no futuro, nosso esquema reduzido seja aplicado em uma escala muito maior, por exemplo, para os Estados Unidos contíguos, para que tenhamos uma imagem melhor de como as árvores são saudáveis em todo o país, dadas as diferentes regiões climáticas.


 


Referência:

Vo, T.T., Hu, L. Diurnal evolution of urban tree temperature at a city scale. Sci Rep 11, 10491 (2021). Disponível aqui.

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