ANÁLISE DA SENSAÇÃO TÉRMICA E SENSAÇÃO DE CONFORTO A PARTIR DO CÁLCULO DO ÍNDICE DE TEMPERATURA EFETIVA

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1 ANÁLISE DA SENSAÇÃO TÉRMICA E SENSAÇÃO DE CONFORTO A PARTIR DO CÁLCULO DO ÍNDICE DE TEMPERATURA EFETIVA Ana Carolina de Mattos Ávila a, Claudia G. C. Campos b, Bianca Liebl c, Henrique Richetti Caronᵈ a Universidade do Estado de Santa Catarina, anacmavila@gmail.com; b Universidade do Estado de Santa Catarina, e- mail: claudia.campos@udesc.br; c Universidade do Estado de Santa Catarina, bianca-liebl@hotmail.com; ᵈUniversidade do Estado de Santa Catarina, hrc41@hotmail.com Introdução Os seres humanos reagem diferentemente às condições extremas do tempo e do clima. Sua capacidade de adaptação a locais adversos depende de sua habilidade, procurando locais mais apropriados para sua sobrevivência. Por esse motivo, vários índices biometeorológicos foram desenvolvidos com a finalidade de classificar o conforto ambiental sentido por todos os seres vivos (plantas, animais e o homem). O desenvolvimento de fórmulas empíricas, que expressam em termos numéricos a sensação de conforto ambiental, mostra como alguns elementos meteorológicos podem modificar ou influenciar o equilíbrio hormonal ou químico, de acordo com as estações do ano. O ambiente atmosférico dos seres humanos refere-se ao tempo e ao clima. Os conceitos de tempo e clima são diferentes, mas frequentemente são usados como sinônimos ou de forma inadequada. Tempo atmosférico refere-se à condição física e complexa da atmosfera atual em um período de algumas horas e até semanas. Já o conceito de clima refere-se ao aspecto de longo prazo. A Biometeorologia humana estuda a influência do clima e do tempo no homem (SILVA et al. 2014). A condução de pesquisas em biometeorologia urbana tem sido apontada como importante área de estudo para entender as relações entre clima e saúde nas cidades, a fim de compreender tanto os processos que podem desencadear doenças, como aqueles que criam ambientes saudáveis. Em diferentes localidades, principalmente em grandes cidades, nos últimos anos tem sido crescente o processo de substituição de áreas verdes por áreas impermeabilizadas e edificadas, resultado do processo de urbanização. Estes processos podem influenciar indiretamente no bem-estar da população, visto que há uma relação entre clima e o conforto humano. Assim, torna-se relevante que sejam realizadas pesquisas com o intuito de investigar a relação entre o microclima formado por essas modificações na superfície e o bem-estar da população, quando a mesma encontra-se exposta diretamente a elementos do clima como: temperatura do ar, umidade relativa do ar, velocidade do vento e radiação solar (COELHO et al., 2013). A preocupação do homem com relação ao seu conforto é diretamente proporcional à evolução da humanidade, ou seja, quanto mais evoluídas se tornam as pessoas, mais exigentes ficam com relação ao seu bem estar. Em diferentes partes do globo são destacadas pesquisas que buscam relatar as diversas formas que as alterações climáticas têm influenciado no cotidiano das pessoas e seus ambientes. O tema mudanças climáticas corresponde a todas as formas de alteração do clima de uma determinada região, independentemente da sua natureza estatística, escala temporal ou causas físicas. Diferentes são os elementos que servem de ferramentas para a detecção destas alterações, tais como a temperatura do ar, o vento, a precipitação, a nebulosidade, entre outros fenômenos climáticos. Nos tempos atuais, o grande desafio das pesquisas em mudanças climáticas é a análise da vulnerabilidade, dos impactos e da adaptação de diferentes setores aos novos padrões de clima. São diferentes os estudos que abordam os cenários de projeções climáticas, os quais criam situações hipotéticas levando em consideração diferentes concentrações de gases de efeito estufa. Como resultado há indícios de aumento da temperatura do ar nos padrões climáticos futuros e em diferentes magnitudes. Porém, existe uma grande peculiaridade dos efeitos regionais nos regimes térmicos e hídricos o que faz que os resultados se diferenciem de uma região para outra; em geral, com temperaturas mais elevadas e variações nos regimes de chuva, com aumento em algumas regiões e diminuição em outras (SALAZAR et al., 2007; MARENGO et al., 2009, LIEBL, 2016). Aumentar o grau de informações com relação a estas alterações, especialmente em nível regional, tem sido um grande desafio. Em vista disso, o objetivo deste estudo foi utilizar o Índice de Temperatura Efetiva (TE) como referência nas análises bioclimáticas para a localidade de Lages/SC, considerando cenários climáticos atuais e futuros. Tal índice foi calculado com o objetivo de avaliar o conforto humano, tendo como base as variações de temperatura do ar e umidade relativa do ar. Material e Métodos Neste estudo foram utilizados dados horários de temperatura do ar e umidade relativa do ar da estação meteorológica localizada em Lages (27º 48'S, 50º 19'W e 937m), cidade do Planalto Sul de Santa Catarina (Figura 1), compreendidos no período de 1991 a A estação meteorológica pertence ao INMET/Epagri. Para avaliação do conforto humano foi utilizado o índice bioclimático da Temperatura Efetiva (Te), com intuito de encontrar um índice aplicável às características climáticas de regiões mais frias, como a serra catarinense.

2 Figura 1: Mapa de localização de Lages/SC Ono e Kawamura (1991) desenvolveram o conceito de temperatura efetiva com base na sensibilidade individual, temperatura do ar e efeito combinado à umidade relativa. Conforme eq. (1) adaptada por (COELHO et al. 2013): TE = T 0,4 [(1 UR/100)(T 10)] (1) Onde: Te é a temperatura efetiva em ºC, T é a temperatura do ar em ºC, e UR é a umidade relativa do ar em %. Inicialmente foi obtido o Índice de Temperatura Efetiva diário para em seguida aplicar as análises mensais e sazonais para variações de máximas e mínimas. Através dos resultados, é possível se ter critérios de classificação desse índice, conforme a Tabela (1). Tabela 1: Faixa de classificação do índice de temperatura efetiva Temperatura efetiva Sensação Térmica Conforto 10ᵒ Muito frio 15ᵒ Frio Incômodo 20ᵒ Ligeiramente fresco Ligeiramente cômodo 25ᵒ Neutro Cômodo 30ᵒ Temperado 35ᵒ Quente 40ᵒ Muito quente Muito incômodo Os dados para o cálculo da Te foram gerados a partir das combinações de Temperatura do ar máxima e Umidade relativa máxima; Temperatura do ar mínima e Umidade relativa mínima; Temperatura do ar mínima e Umidade relativa máxima; Temperatura do ar máxima e Umidade relativa mínima; e Temperatura do ar e Umidade relativa média. Os cenários de projeções climáticas do IPCC, definidos no Special Report on Emissions Scenarios (SRES), são baseados em projeções diferentes de emissões de gases de efeito estufa para o futuro, os quais estão disponibilizados no IPCC-DDC da CRU - University of East Anglia. Com base nestes cenários foram acrescidos aos valores de temperatura efetiva cenários climáticos de aumento da temperatura do ar, na qual foram considerados duas possíveis situações: um aumento na temperatura do ar de 2ºC (otimista) e um aumento de 4ºC (pessimista). Na primeira hipótese, cenário otimista, induz uma situação de preocupação em introduzir tecnologias limpas. Destacando soluções globais a sustentabilidade ambiental e social; enquanto o cenário mais drástico especula um mundo totalmente globalizado com economia concentrada, onde o crescimento populacional é pequeno, mas com tecnologia eficiente e pouca qualidade ambiental.

3 Resultados e Discussão O Estado de Santa Catarina apresenta um clima subtropical, sendo que a região serrana apresenta um clima subtropical com verões temperados (Cfb), onde as temperaturas médias máximas são em torno de 22 C, segundo a classificação climática de Köppen. O inverno apresenta temperaturas médias mensais em torno dos 15 C e umidade relativa do ar em torno de 85%, apresentando um clima mais frio, e o verão tem temperaturas médias mensais abaixo de 22 C e umidade relativa do ar mais baixa, em torno de 77%, apresentando um verão com temperaturas médias mais agradáveis (Figura 2). Figura 2: Temperatura do ar média mensal e umidade relativa do ar da cidade de Lages/SC Na análise da temperatura efetiva foi possível comparar as combinações entres os máximos e mínimos de temperatura do ar e umidade relativa. Conforme pode ser observado na Figura 3, a temperatura do ar é que tem maior influência no resultado do índice de Te, em nível sazonal. Figura 3: Índice de Temperatura Efetiva calculado a partir das médias mensais, para a cidade de Lages/SC. Na localidade de Lages nenhuma das estações do ano caracteriza-se por desconforto térmico causado pelo calor. No entanto, mesmo com as tendências de aumento de temperatura do ar, observadas em diferentes regiões de Santa Catarina, em Lages a mesmas ainda não impactam em desconforto térmico a população, isto, por sua localização na região serrana do estado catarinense. Tendo como parâmetro a combinação da temperatura máxima com a umidade relativa do ar (máx e min) observa-se que há uma pequena diferença em combinações da temperatura máxima com condições de ar mais seco e mais úmido. No verão, a sensação térmica é de Neutralidade, próximo a 25ᴼC, no outono e primavera a sensação é Ligeiramente Fresco, assim como o inverno com condições de ar mais úmido. Em condições de ar mais seco, próximo a 15ᴼC, é de Frio Incômodo. Na análise dos parâmetros médios a curva se desloca para baixo, com resultados menores, onde no verão a sensação térmica é Ligeiramente Fresco, no outono e primavera, com índices próximos a 15ᴼC, a sensação térmica é Frio e no inverno é de Muito Frio. Considerando as variações de temperatura mínima do ar combinados com condições de ar mais seco e mais úmido, no verão não há desconforto térmico, no inverno, devido aos valores mais baixos de temperatura mínima do ar, com

4 Te<10ᴼC, a sensação é de muito frio, o que condiz com as características climáticas padrões da região. É importante ressaltar que as condições de muito frio no inverno se mantêm mesmo com os invernos mais recentes apresentarem temperatura do ar acima do normal (LIEBL et al., 2016) A Figura 4 ilustra o resultado obtido, a partir da média de 1991 a 2015 acrescida, hipoteticamente, 2 C na temperatura do ar, de acordo com o cenário otimista do IPCC Figura 4: Índice de Temperatura Efetiva, calculado a partir das médias mensais acrescidas de 2ºC, de acordo com a projeção otimista, para a cidade de Lages, SC. No cenário otimista o índice de Temperatura Efetiva para todas as combinações, apresenta graus de conforto variado, com máximos no período de verão e um valor mínimo no inverno. Tendo como parâmetro a combinação da temperatura do ar máxima com a umidade relativa do ar (máx e min) observase que a sensação térmica passa de Neutro para próximo a Temperado. No outono e primavera o índice fica no intervalo entre 20 e 25ᴼC, enquanto que no inverno é considerado Ligeiramente Fresco. Na análise dos parâmetros médios, o verão apresenta valores superiores a 20ᴼC, outono e primavera o índice fica entre 15 e 20ᴼC e o inverno abaixo dos 15ᴼC, indicando sensação térmica Frio e Incômodo. Ao considerar as variações de temperatura mínima do ar combinados com condições de ar mais seco e mais úmido, o verão no cenário otimista é Ligeiramente Fresco e o inverno com sensação de Muito Frio. O maior impacto do cenário mais otimista ocorre nos meses de inverno, onde as temperaturas mais elevadas causariam um maior desvio em relação ao padrão climatológico. Porém, mesmo com o aumento da temperatura do ar em 2ᴼC, nas projeções, o inverno rigoroso permanece com sensação térmica de muito incômodo em Lages. Por fim, o índice foi calculado a partir da média de 1991 a 2015, acrescidas hipoteticamente de 4 C na temperatura do ar, de acordo com cenários mais pessimistas do IPCC, conforme pode ser verificado na Figura 5. Figura 5: Índice de Temperatura Efetiva calculado a partir das médias mensais acrescidas de 4ᴼC (cenário pessimista), para a cidade de Lages, SC.

5 O índice no cenário pessimista não indica uma tendência de desconforto no verão, visto que foi acrescido 4ᴼC nas temperaturas média do ar, conforme ocorreria em outras regiões de clima quente. No verão, o intervalo entre 25 e 30ᴼC, para as variações de temperatura máxima combinados com umidade do ar úmido e seco, é Neutro próximo a Temperado. Para os parâmetros médios a sensação térmica é de Neutralidade. Já o verão para as combinações de temperatura mínima é Ligeiramente Fresco. Outono e primavera se comportaram como estações do ano intermediárias com resultados bem próximos, em relação ao índice analisado. Nas variações de temperatura máxima a sensação térmica é de Neutralidade. Os parâmetros médios próximos a 20ᴼC. Nas combinações de temperatura mínima, os índices nas estações do ano intermediárias se encontram próximos a 15ᴼC, sendo classificado comofrio. Ao analisar o inverno, estação do ano mais fria, a cidade de Lages no cenário pessimista obteve resultados com sensção térmica de Ligeiramente Fresco nas combinações de temperatura máxima com umidade do ar máx e min. Nos parâmetros médios apresentou Frio e sensação conforto de Incômodo. E nas variações de temperatura mínima, o índice apresentou instervalo de 10 e 15ᴼC, com sensação de Incômodo. Conclusões O uso do Índice de Temperatura Efetiva mostrou-se eficaz a regiões de clima frio, podendo ser empregado para diferentes análises de conforto térmico e em diferentes condições extremas de temperatura do ar. A localidade de Lages se caracteriza por apresentar verões com sensações térmicas agradáveis e invernos com sensação de muito frio. Desta forma, estudos climáticos e a delimitação da zona de conforto térmico normalmente são realizados utilizando-se as variáveis ambientais, como temperatura do ar e umidade do ar, sendo que estas condições variam com a localização geográfica e a época do ano. De acordo com as projeções de 2 e 4ᴼC, acrescentadas hipoteticamente na temperatura do ar, gerando cenários otimista e pessimista, o verão se caracteriza por índices de temperatura efetiva mais elevados, porém com sensação ainda confortantes. Assim como no inverno, prevalecendo as características típicas da região serrana: invernos ainda frio, porém com menor desconforto térmico de frio extremo. Referências Bibliográficas Berlato, M.; Fontana, D.; El nino e a agricultura da região sul do Brasil. Embrapa. Coelho, T.; et al.; Estudo do grau de conforto humano a partir de índices biometeorológicos no município de Palmas TO. Seminário de iniciação científica. Palmas TO. Coutinho, M.; et al.; O microclima e o desconforto térmico em ambientes abertos na cidade de Natal. Revista Brasileira de Geografia Médica e da Saúde. Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC; Climate Change 2014: The Physical Science Basis. Cambridge Univ. Santos, W.; Melo, M.; Índices de Conforto e Desconforto Térmico Humano segundo os Cenários Climáticos Do IPCC. Instituto de Ciências Atmosféricas/UFAL. Liebl, B.; et al.; 2016.; Análise Sazonal de Tendência de Temperatura Média do Ar para o Planalto Sul Catarinense. XIX Congresso Brasileiro de Meteorologia. João Pessoa PB. Marengo, J. A.; et al.; Future change of climate in South America in the late twenty-first century: intercomparison of scenarios from three regional climate models. Climate Dynamics, pp Silva, E.; et al; ; Clima e saúde em contextos urbanos: uma revisão da literatura. Revista bibliográfica de geografía y ciencias sociales. Universidad de Barcelona. Salazar, L. F.; et al.; Climate change consequences on the biome distribution in tropical South America. Geophysical Research Letters.