63ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 3. Engenharia Civil

O impacto das transformações do ambiente urbano na temperatura da Região Metropolitana do Rio de Janeiro

Daniel Firmo Kazay 1 João Gabriel Gonçalves de Lassio 2 Andrews José de Lucena 3 Otto Corrêa Rotunno Filho 4 Leonardo de Farias Peres 5 José Ricardo de Almeida França 5

1. Aluno de Graduação do Curso de Engenharia Ambiental - Escola Politécnica / UFRJ – PET CIVIL 2. Aluno de Graduação do Curso de Engenharia Civil - Escola Politécnica / UFRJ – PET CIVIL 3. Doutorando/Orientador – Programa de Engenharia Civil - COPPE / UFRJ 4. Professor/Orientador - Escola Politécnica / UFRJ e COPPE / UFRJ 5. Professor/Orientador - Departamento de Meteorologia – IGEO/UFRJ

INTRODUÇÃO:

Nas últimas décadas, percebeu-se um notável crescimento das metrópoles dos países em desenvolvimento. Esse ritmo de crescimento impacta diretamente os sistemas biogeoquímicos naturais e pode causar conseqüências graves às regiões afetadas. Nesse contexto, é fundamental um estudo profundo sobre o comportamento das variáveis hidrometeorológicas para que seja possível sustentar cenários futuros e intervir adequadamente. A principal variável de estudo deste trabalho é a temperatura, que está diretamente relacionada ao balanço de massa e de energia do sistema. O objetivo do trabalho é compreender o comportamento dessa variável tanto no espaço quanto no tempo e, por fim, buscar as relações de sua variação com as mudanças do uso e cobertura do solo. Optou-se pelo emprego de imagens de satélite, na medida que o sensoriamento remoto permite uma visão espaço-temporal do objeto de estudo, que, nesta pesquisa, trata da região metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ). A RMRJ abriga uma população significativa do estado do Rio de Janeiro, com carência de estudos dessa natureza, tendo sofrido intensas mudanças nas últimas décadas.

METODOLOGIA:

Foram utilizadas duas imagens no trabalho, ambas referentes ao satélite Landsat 5 obtidas pelo sensor TM e localizadas na órbita 217-76, sendo uma do dia 22/03/1988 e outra do dia 23/02/2007. O processamento das imagens seguiu dois caminhos metodológicos distintos: 1) classificação da imagem segundo seu uso e cobertura do solo; 2) espacialização da temperatura de superfície corrigida. O método classificador escolhido foi o Bhattacharya, presente na versão 4.3 do SPRING, que se trata de um método supervisionado. O seu funcionamento está baseado na segmentação da imagem segundo píxeis próximos fisicamente que obedeçam a uma distância Euclidiana máxima determinada e no agrupamento das regiões segmentadas segundo classes de referência, desde que respeitem uma distância Mahalanobis máxima determinada. As classes de referência escolhidas foram: urbano, urbano de baixa densidade, solo exposto, vegetação e água. A temperatura de brilho, por sua vez, foi extraída pela conversão da banda 6 em energia segundo a função de Plank, que sofreu correções atmosféricas gerando um mapa de temperaturas de superfície corrigidas. Após o processamento das duas imagens, foi realizada uma comparação entre as médias das temperaturas dentro das regiões onde houve alguma mudança de classe de interesse.

RESULTADOS:

Em ambas as imagens, a classe urbano ocorreu principalmente na zona sul e centro do Rio de Janeiro e no centro de Niterói, entretanto foi possível notar, na imagem de 2007, a classe em novas regiões, como em Jacarepaguá e na Ilha do Governador. A classe urbano de baixa densidade esteve presente, em 1988, na Barra da Tijuca, em Bangu, em Nova Iguaçu, em Jacarepaguá e em São Gonçalo. Em 2007, a classe expandiu-se para a zona oeste, Sepetiba, Itaguaí e no eixo Niterói-Itaboraí, tendo uma retração nas áreas onde houve o crescimento da classe urbano. A classe vegetação ocupou o entorno da RMRJ, além dos três maciços da cidade do Rio de Janeiro. A disposição da temperatura seguiu um mesmo padrão entre as duas imagens tendo como diferença principal a maior intensidade da variável em 2007. As temperaturas mais altas concentraram-se no centro e zona norte do Rio de Janeiro, Bangu, Jacarepaguá, Duque de Caxias, São João de Meriti, Belford Roxo e Niterói. As regiões mais frias restringiram-se aos três maciços do Rio de Janeiro, à Serra do Mar, a Tanguá e a Maricá. As modificações de classe tiveram influência direta nas médias das temperaturas. Um exemplo dessa influência foi a passagem de uma média de 32,7º em 1988 para 41,3° em 2007, quando houve a mudança de classe urbano de baixa densidade para urbano.

CONCLUSÃO:

O sensoriamento remoto mostrou-se uma ferramenta eficaz para o entendimento da variável temperatura espaço-temporalmente. O estudo gerou informações de natureza qualitativa como quantitativa, possibilitando avanços na modelagem ambiental a partir da compreensão de algoritmos computacionais e da interpretação visual dos mapeamentos realizados. Pode-se evidenciar o ritmo de crescimento da RMRJ pelas transições de classes da região, principalmente da classe urbano de baixa densidade para urbano. Essa mudança é seguida de um incremento da média das temperaturas. Adicionalmente, notou-se que o efeito de borda das cidades e da vegetação no seu entorno influi de forma determinante nessas regiões. Os fenômenos descritos merecem atenção, já que interferem no balanço de energia dessas áreas e, por conseguinte, incorporam a lógica do planejamento urbano das regiões em expansão.

Palavras-chave: Mapa de uso e cobertura do solo, Temperatura de superfície, Sensoriamento Remoto.