Ilhas de calor em centros urbanos Bruno Silva Oliveira bruno.so@dsr.inpe.br
Definição: Ilha de calor se refere a uma anomalia térmica resultante, entre outros fatores, das diferenças de absorção e armazenamento de energia solar pelos materiais constituintes da superfície urbana. (COSTA, 2009).
Luke Howard (séc. XIX) mediu à noite diferenças de quase 2ºC entre Londres, então a maior metrópole do mundo, com mais de 1 milhão de habitantes, e três localidades rurais próximas. http://sustainablecitiessustainableworld.blogspot.com.br/2013/0 7/urban-heat-islands.html
Fatores: Localização geográfica Estação do ano (grandes cidades) Crescimento Urbano desordenado Cobertura da terra edificações e asfalto Cores escuras Dif. Pressão atm. > instabilidade Poluição atmosférica Veículos e indústrias Transporte pelo vento Áreas sem vegetação arbórea
Causas Atividade antrópica: Mudança de uso e cobertura da terra, ar condicionado, industrias, meios de transporte, etc. Propriedades das superfícies urbanas: Telhados e pavimento são tipicamente escuros e absorvem mais de 80% da energia da radiação solar. Essas superfícies emitem calor e fazem o ar do entorno aquecer Consequências: Aumento do consumo de energia: aumenta demanda por ar condicionado para resfriar edifícios Qualidade do ar ar mais quente > formação de poluentes como ozônio e N x O Doenças: temperaturas mais elevadas e menor qualidade do ar > agravar doenças respiratórias e relacionadas ao calor
Fonte: http://revistapesquisa.fapesp.br/2012/10/11/ilha-de-calor-na-amazonia/
Expansão Urbana em áreas arborizadas
Poluição atmosférica : Antropogênica e pelas queimadas CO emitido para a atmosfera
Alteração nos parâmetros físicos, químicos e biológicos
Alteração nos parâmetros físicos, químicos e biológicos
Alteração nos parâmetros físicos, químicos e biológicos Im. Termal - 21h
Anomalia de temperatura Anomalia de temperatura máxima anual para São Paulo 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 Anomalia Linear (Anomalia) -0.5-1.0-1.5-2.0 período Fonte: Francisco de Assis Diniz, INMET
Fonte: Francisco de Assis Diniz, INMET
Mudanças na estrutura da atmosfera Vento Atmosfera Livre UML RBL RML UCFL UBL RCFL RCFL UCL
Fatores da urbanização responsáveis pelas mudanças no balanço de energia Aumento na área de superfície com outras propriedades de absorção e poluição do ar Redução da quantidade de céu aberto (sky view factor) pelos edifícios Construções, tráfego de veículos, indústrias, asfalto, aparelhos de ar condicionado Fluxo de calor da Camada de Cobertura Urbana (UBL), telhados, materiais urbanos Aumento da impermeabilização do solo Redução da velocidade do vento Alterações no balanço de energia nas camadas de cobertura e limite urbana Aumento na absorção da radiação de ondas curtas Redução do albedo (sombras) Menor perda de radiação de ondas longas Fonte de calor antropogênicas Aumento no input de calor sensível e maior armazenamento de calor Diminuição da evapotranspiração Impactos no Balanço Hídrico Diminuição do transporte de calor turbulento
Quantidade de céu aberto (SVF - sky view factor) É a fração do céu visível do solo Relacionado com a geometria das edificações Espaços abertos têm maior SVF, resultando em melhor perda de calor durante a noite Fonte: Hämmerle et al. (2011)
Mudanças na estrutura da atmosfera
Exemplo: Florianópolis (SC) Fonte: Pereira (2006)
Exemplo: Florianópolis (SC) Fonte: Pereira (2006)
Exemplo: Florianópolis (SC) Fonte: Pereira (2006)
Exemplo: Florianópolis (SC) Fonte: Pereira (2006)
Exemplo: Florianópolis (SC) Geração de ilhas de calor ocorre quando há estabilidade atmosférica Fonte: Pereira (2006)
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Ilha de calor com e sem ar condicionado Fonte: Météo France/Cécile de Munck; NASA
Fonte: Météo France/Cécile de Munck; NASA
Soluções Green roof/wall
Soluções Green roof/wall
Soluções Green roof/wall
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Soluções Criar mais áreas verdes nas cidades
Soluções Materiais que favoreçam o aumento do albedo http://hubss.com/products/streetbondcoatings-for-asphalt/streetbondsr/
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Soluções Aumentando o albedo, a superfície absorverá menos calor e assim transmitirá menos calor ao ambiente Redução no consumo de energia e emissão de gases de efeito estufa - Forçante radiativa negativa Além disso: Utilizar ar condicionado mais eficiente Planejamento urbano áreas verdes/ espaçamento entre edifícios. Menor densidade demográfica e demanda de transporte por população Aumentar evapotranspiração plantando mais arvores / reduzir área impermeável Mudança no estilo de vida para usar menos energia
Obrigado! Bruno Silva Oliveira bruno.so@dsr.inpe.br