Sazonalidade da temperatura do ar e radiação solar global em cidades de diferentes portes na Amazônia Brasileira.

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1 Sazonalidade da temperatura do ar e radiação solar global em cidades de diferentes portes na Amazônia Brasileira. Ingrid Monteiro Peixoto de Souza 1, Antonio Carlos Lôla da Costa 1, João de Athaydes Silva Júnior 2, José Raimundo Abreu de Sousa 3, João Roberto Pinto Feitosa 4, Alan Cavalcante da Cunha 5, Monik Fernandes de Albuquerque 1, Haroldo Magano junior 1 1 Universidade Federal do Pará, Instituto de Geociências, Faculdade de Meteorologia, Belém PA.; ingridpeixoto1@gmail.com 2 Universidade Federal do Pará, Núcleo de Altos Estudos Amazônicos, Belém, PA. 3 Instituto Nacional de Meteorologia, 2º DISME/Belém, PA. 4 Universidade Federal do Oeste do Pará UFOPA. 5 Universidade Federal do Amapá UNIFAP. ABSTRACT: This study examines the seasonality of air temperature and solar radiation in cities of different sizes in the Brazilian Amazon. We used data hourly average solar radiation and air temperature to the cities of Belém- PA, Macapá-AP, Manaus-AM and Santarém-PA, which were obtained from automatic weather stations installed in the urban center of each these different cities. The results indicated that the behavior was very close in four locations, both in the rainy period as in the dry period. During the dry period the values of solar radiation and air temperature were higher, with respect to the rainy season. The average air temperature was 26.5 C in the rainy period and 29.5 C during the dry period. The average air temperature was 26.5 C in the rainy period and 29.5 C during the dry season. During the dry season the values of solar radiation and air temperature were higher, with respect to the rainy season. The average air temperature was 26.5 C in the rainy season and 29.5 C during the dry period. Santarém was the city that showed the highest average daily total energy accumulated about the other cities studied. When analyzing the dry period, Macapá was the city that showed the highest average daily total energy accumulated, with an average of 38.7 MJ.m-2.dia INTRODUÇÃO Amazônia, onde se localiza a maior floresta tropical chuvosa do mundo, nas últimas décadas vem sofrendo uma ocupação desordenada, que claramente contrasta a preservação do meio ambiente. Uma das mais marcantes modificações climáticas provocadas pela urbanização, é o aumento da temperatura do ar, em relação ao seu entorno rural adjacente. Este fenômeno é conhecido com o nome de ilha de calor urbana (LANDSBERGER, 1981). Estas alterações térmicas são devidas a uma complexa interação de fatores, dentre as quais merecem destaque: a substituição de superfícies vegetadas por outros tipos de superfícies, de características térmicas distintas; as diferentes inclinações e orientações das superfícies urbanas; a geração de calor antrópico pelo complexo urbano; a reduzida quantidade de vegetação; e, a qualidade do ar atmosférico urbano (LOWRY, 1967). Muitas cidades localizadas na Amazônia Brasileira, apesar de se localizar em uma Região Brasileira relativamente pouco desenvolvida, nas últimas décadas vêm apresentando um grande crescimento urbano, até certo ponto carente de um planejamento adequado, caracterizando-se pela verticalização e expansão horizontal indiscriminada, onde as superfícies naturais são

2 bruscamente substituídas por construções e outros tipos de superfícies artificiais (COSTA, 1998). O objetivo deste trabalho foi estudar a sazonalidade da temperatura e radiação solar global em cidades Amazônicas de diferentes dimensões. 2 - METODOLOGIA 2.1. Descrição das áreas de estudo Belém-PA A cidade de Belém (latitude S, longitude W e altitude de 14 metros), com uma população de, aproximadamente, habitantes (IBGE, 2009), apesar de se localizar em uma Região Brasileira relativamente pouco desenvolvida, nas últimas décadas vem apresentando um grande crescimento urbano, até certo ponto carente de um planejamento adequado, caracterizando-se pela verticalização e expansão horizontal indiscriminada, onde as superfícies naturais são bruscamente substituídas por construções e outros tipos de superfícies artificiais Manaus-AM A cidade de Manaus (latitude 3º 08 S, longitude 60º 18 W, altitude 92m), capital do Estado do Amazonas, com uma população de, aproximadamente, habitantes (IBGE, 2009), está localizada na parte central da Amazônia Brasileira, na foz do Rio Negro, afluente do Rio Amazonas, distante km em linha reta do litoral. Apresenta características de clima equatorial quente e úmido, com temperaturas médias anuais sempre acima de 22 C, chuvas abundantes, intensa radiação solar, elevada umidade do ar e baixas velocidades de ventos Macapá-AP A cidade de Macapá está localizada no Nordeste da Amazônia (latitude de 0º 05 N, longitude 51 04'W, altitude de 14 m). Uma população de, aproximadamente, habitantes (IBGE, 2009). O clima predominante em Macapá é o equatorial, ou seja, quente e muito úmido, com pluviosidade superior a mm anuais. As temperaturas médias anuais oscilam entre 25 e 30ºC. A maior parte do Estado do Amapá, cerca de 73 % do total, que corresponde a aproximadamente km², está coberta pela Floresta Amazônica Santarém PA A cidade de Santarém (latitude 2 25 S, longitude 54 42'W, altitude 51m), distante 1.520km em linha reta de Belém, apresenta uma população de, aproximadamente, habitantes (IBGE, 2009). Faz parte da cobertura vegetal do Município a Floresta Equatorial Latifoliada e os Campos Cerrados localizados nas áreas de terra firme Dados Utilizados Foram utilizados dados médios horários de radiação solar global e temperatura do ar, para as cidades de Belém-PA, Macapá-AP, Manaus-AM e Santarém-PA, os quais foram obtidos através de estações meteorológicas automáticas, instaladas no centro urbano de cada uma destas cidades. Analisaram-se dois meses de informações médias horárias, sendo um representativo da época chuvosa da região (maio) e outro representativo da época seca da região (novembro). Após a coleta e consistência dos dados, estes foram analisados através da utilização da planilha eletrônica Excel.

3 3 - RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1. Variabilidade média horária da radiação solar global (época chuvosa) Na figura 01 temos a variabilidade média horária da radiação solar global nas cidades de Belém-PA, Macapá-AP, Manaus-AM e Santarém-PA, durante a época chuvosa. Observou-se que a cidade de Santarém foi a que apresentou o maior valor médio diário de energia total acumulada durante o mês de maio, com relação as outras cidades, apresentando um valor médio de 28,2 MJ.m -2.dia -1. As cidades de Belém-PA, Macapá- AP e Manaus-AM apresentaram valores médios diários de radiação da ordem de 23,7; 25,4 e 26, 7 MJ.m -2.dia -1, respectivamente. Os valores máximos absolutos horários de radiação solar global em cada cidade foram de 535,3 W m² em Belém, 584,4 W m² em Macapá, 583,8 em Manaus e 625,4 em Santarém. Os máximos valores oscilaram entre 13 e 15 horas. Radiação solar global (w m²) :00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 Hora Local 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 BELÉM MACAPÁ MANAUS SANTARÉM Figura 01 - Variabilidade média horária da radiação solar em cidades de diferentes portes na Amazônia Brasileira, durante a época chuvosa Variabilidade média horária da radiação solar global (época seca) Na figura 02 temos a variabilidade média horária da radiação solar global nas cidades de Belém-PA, Macapá-AP, Manaus-AM e Santarém-PA, durante a época seca. Observouse que a cidade de Macapá foi a que apresentou o maior valor médio diário de energia total acumulada, com relação as outras cidades, apresentando um valor médio de 38,7 MJ.m -2.dia -1. As cidade de Belém-PA, Manaus-AM e Santarém-PA apresentaram valores médios diários de radiação da ordem de 29,9MJ.m -2.dia -1, 29,7 MJ.m -2.dia -1 e 38,0 MJ.m -2.dia -1, respectivamente. Os valores máximos absolutos horários de radiação solar global foram de 633,2Wm-² e 654,7Wm-² para Belém e Manaus, respectivamente, enquanto que, para Macapá e Santarém, estes valores foram de 859,6W.m-² e 804,6 Wm-², respectivamente. Os máximos valores oscilaram entre 11 e 14 horas. Acredita-se que a cidade de Macapá apresentou pouca cobertura de nuvens na época seca, isso justificado pelo aumento da radiação solar global nessa cidade.

4 Figura 02 - Variabilidade média horária da radiação solar em cidades de diferentes portes na Amazônia Brasileira, durante a época seca Variabilidade horária da temperatura média do ar (época chuvosa) Na figura 03 temos a variabilidade média horária da temperatura do ar nas cidades de Belém-PA, Macapá-AP, Manaus-AM e Santarém-PA. Observou-se que comportamento da variação média horária da temperatura do ar durante o mês de maio (época chuvosa da Região) foi bastante semelhante para as quatro cidades analisadas, tendo apresentado valor médio oscilado em torno de 26,5 C. As cidades de Belém, Manaus, Santarém e Macapá apresentaram valores médios diários de temperatura da ordem de 26,2 C; 26,7 C; 26,4 C e 26,8 C, respectivamente. Os desvios Padrões foram de 1,7 C; 2,0 C ; 1,8 C e 1,5 C, respectivamente. O coeficiente de variação foi de 6,5%; 7,3% ; 6,9% e 5,6% para cada cidade, respectivamente. Figura 03 - Variabilidade média horária da temperatura do ar em cidades de diferentes portes na Amazônia Brasileira, durante a época chuvosa Variabilidade média horária da temperatura média do ar (época seca) Na figura 04 temos a variabilidade média horária da temperatura do ar nas cidades de Belém-PA, Macapá-AP, Manaus-AM e Santarém-PA. Observou-se que o comportamento médio horário da temperatura do ar durante a época seca da Região foi bastante semelhante para as quatro cidades analisadas, tendo apresentado valor médio oscilado em torno de 29,5 C. As cidades de Belém, Manaus, Macapá e Santarém-PA, apresentaram valores médios diários de temperatura da ordem de 28,2 C; 29,2 C ; 30,7 C e 29,8 C, respectivamente. O desvio Padrão foi de 2,6 C; 2,7 C; 2,4 C e 2,2 C, respectivamente. O coeficiente de variação foi de 9,2%; 9,4%; 7,7% e 7,2%, para cada cidade, respectivamente. Acredita-se que Manaus e Santarém por serem cidades localizadas no interior do continente, sofrem pouca influência das brisas marítimas,

5 fazendo com que estas cidades apresentem maiores temperaturas noturnas. As cidades de Belém e Macapá, que são cidades localizadas próximas ao Oceano Atlântico, apresentam respostas diferenciadas em relação as temperaturas noturnas, evidenciando claramente a grande influência dos efeitos de brisas, fazendo com que estas cidades resfriem mais rápido. Figura 04 - Variabilidade média horária da temperatura do ar em cidades de diferentes portes na Amazônia Brasileira. 4 - CONCLUSÕES Observou-se que as temperaturas médias entre as cidades estudadas apresentaram o mesmo padrão quando comparadas em um determinado período, entretanto quando comparadas individualmente notou-se que a cidade de Macapá apresentou pouca cobertura de nuvens na época seca, isso justificado pelo aumento da radiação solar global nessa cidade. Manaus e Santarém por serem cidades localizadas no interior do continente, onde não são evidentes os efeitos das brisas marítimas, as temperaturas noturnas são maiores que aquelas observadas nas demais cidades. As cidades de Belém e Macapá, que são cidades localizadas próximo do Oceano Atlântico, sofrendo, portanto os efeitos das brisas oceânicas apresentam temperaturas noturnas mais amenas. 5 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA COSTA, A.C.L. Estudo de Variações Termo-Higrométricas de Cidade Equatorial devido ao Processo de Urbanização. O caso de Belém - PA. Tese de Doutorado em Engenharia Ambiental, EESC-USP. São Carlos, SP. 232p, il., IBGE (Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística), Cidades: Brasil, Belém, Macapá, Manaus e Santarém: IBGE. LANDSBERG, H. E. The urban climate. New York. Academic Press, LOWRY, W.P. The climate of cities. Scientific American, v.217, n.2, 1967, p