A relação entre o fator de visão do céu e a temperatura do ar em diferentes zonas climáticas locais

Abstract

A presente pesquisa teve como objetivo estimar e comparar as correlações entre o FVC e a variação da temperatura do ar encontradas em diferentes zonas climáticas situadas em um recorte da cidade de Campinas- SP. O fator de visão do céu (FVC) é um parâmetro adimensional utilizado para descrever a proporção de céu visível, em um determinado local, a partir do nível do solo. No ambiente urbano, seu valor está fortemente relacionado ao grau de compactação e verticalização da malha construtiva. Outro fenômeno relacionado ao grau de compactação e verticalização da malha urbana é o fenômeno da Ilha de Calor Urbana (ICU), caracterizado pela retenção do calor absorvido no ambiente construído. Por este motivo, é grande o número de pesquisas que estudam a correlação entre o FVC e o fenômeno da Ilha de Calor Urbana em diversas cidades do mundo. Através de métodos sistemáticos para o reconhecimento e documentação de heterogeneidades da malha urbana, como o método das Zonas Climáticas Locais (LCZs), que classifica áreas urbanas em zonas climáticas locais de acordo com sua tipologia construtiva e cobertura de superfícies, tornou-se possível avaliar a variação desta correlação em um contexto intramunicipal. Através de campanhas de medições móveis e de pontos fixos de monitoramento, a intensidade da ilha de calor urbana na área de estudo foi avaliada. A área de estudo foi classificada em onze LCZs de acordo com sete parâmetros urbanísticos obtidos por geoprocessamento (relação altura-largura, FVC, área edificada, área impermeável, área permeável, altura média dos elementos de rugosidade e classe de rugosidade). Regressões lineares foram estabelecidas entre a intensidade da ICU às 21:00 e valores de FVC (pontuais e médios para um raio de 100m) em áreas de análise correspondentes a oito LCZs. Para valores de FVC entre 0,20 e 0,45, a elevação aproximada da temperatura do ar em LCZs de arranjo compacto e verticalização baixa a média-alta é 1,5 a 2,2 °C; para valores de FVC entre 0,45 e 0,7 em LCZs de arranjo compacto e verticalização baixa e média-baixa, a elevação aproximada da temperatura do ar foi de 0,7 a 1,5 °C; e para valores de FVC entre 0,60 e 0,90 em LCZs de arranjo esparso e verticalização baixa, a variação aproximada da temperatura do ar foi de 0,0 a -0,2 °C. Assim, conclui-se que a influência do FVC na elevação da temperatura do ar em áreas urbanizadas varia conforme a composição morfológica e superficial do tecido urbano. Para que o FVC seja utilizado efetivamente em estratégias de mitigação da ICU, essa relação deve ser considerada.

The objective of this research was to estimate and compare the Sky View Factor (SVF) and Urban Heat Island Intensity (UHII) correlation across different Local Climate Zones (LCZs) situated in the city of Campinas, São Paulo, Brazil. The SVF consists of an non dimensional parameter which describes the ratio of visible sky from a given point in space. In the urban environment, SVF values are strongly related to buildings density and height. Also strongly related to the densification and verticalization of the urban tissue is the Urban Heat Island phenomenon, which is characterized by the elevation of air temperature in urban environments as a result of its impact on the surface energy balance. For this reason, research has been conducted in many countries to investigate the correlation between SVF and the UHII. To evaluate the effects of urban tissue composition on these correlations, however, systematic methods for detecting and reporting such composition are required. Employing the Local Climate Zones method, which classifies urban areas as climate zones according to their structural typology and surface cover, this research evaluated SVF-UHII correlation variations across different built up areas of the same city. Combining mobile measurements and stationary monitoring devices a map of the nocturnal UHII at the research site was obtained. According to seven parameters (H/W ratio; SVF; Built area; Permeable area; Impermeable area; Height of roughness elements; And roughness class), obtained by geoprocessing, eleven LCZs were identified at the site. Nocturnal UHII linear regressions were calculated for SVF values (point and 100m radius average values were used) at eight LCZs classes. At compact low, low-high, mid-low and high-mid rise LCZs (3, 31, 23 and 12), with SVF values between 0,20 and 0,45, the approximate air temperature increase ranged from 1,5 up to 2,2°C. At compact low and mid-low rise LCZs (3 and 23), with SVF values between 0,45 and 0,7, the approximate air temperature increase ranged from 0,7 up to 1,2°C. For sparsely built low rise LCZs (6), with SVF between 0,60 and 0,90, the approximate air temperature variation ranged from - 0,2 up to 0,0°C. From these results it was concluded that the correlation between SVF and UHII is influenced by the morphological and superficial composition of the urban tissue. Hence, to effectively utilize SVF in UHI mitigation strategies, these influences should be considered.