Impacto da urbanização nas temperaturas do ar e de superfície da região metropolitana de Fortaleza

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Correa, Marcele de Jesus
• Orientador(a): Lima, Kellen Carla
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS CLIMÁTICAS
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Clima urbano; Efeito de urbanização; Teste Mann-Kendall; Land Use Land Cover; Land Surface Temperature
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27170

A Região Metropolitana de Fortaleza, no estado do Ceará, apresenta população aproximada de 4,051 milhões de habitantes, sendo que mais da metade desta população se concentra em Fortaleza. O aumento da população urbana tem gerado anseios quanto ao estudo de alterações do clima em escala local e regional, na tentativa de compreender a relação entre as atividades antropogênicas e possíveis alterações no clima. Desta forma, o objetivo principal desta pesquisa foi investigar o impacto da urbanização nas temperaturas do ar e de superfície da Região Metropolitana de Fortaleza–CE (estação urbana) e Jaguaruana (estação rural) para o período de trinta e sete anos (1980 a 2017). A dissertação está em formato de artigos, no primeiro artigo, teve-se como objetivo avaliar a aplicabilidade de três metodologias de preenchimentos de falhas em duas estações meteorológicas do Estado do Ceará. Para alcançar o objetivo foram utilizados dados de temperatura média do ar máxima e mínima destas estações meteorológicas que pertencem ao Instituto Nacional de Meteorologia e as variáveis de temperatura máxima e mínima, umidade relativa do ar, radiação e velocidade do vento, de uma base regular (~ 25 x 25 km) provenientes de estações meteorológicas dispostas sobre o Brasil. Os métodos estatísticos: regressão linear múltipla, algoritmo Multivariate Imputation by Chained, modelo Box-Jenkins e os erros estatísticos (erro absoluto médio e raiz do erro quadrático médio) foram utilizados. Os resultados mostraram que os métodos de regressão múltipla e o modelo BoxJenkins apresentaram diferença na média dos erros estatísticos de 0,13°C e 0,08°C para o erro absoluto médio e raiz do erro quadrático médio, respectivamente, para a temperatura máxima. E de 0,03°C e 0,02°C para o erro absoluto médio e raiz do erro quadrático médio, respectivamente, para a temperatura mínima. Esses resultados foram menores que a diferença média dos erros entre o modelo Box-Jenkins e o algoritmo Multivariate Imputation by Chained, cuja diferença foi de 0,47°C e 0,50°C para o erro absoluto médio e raiz do erro quadrático médio, respectivamente, para a temperatura máxima. E de 0,44°C e 0,51°C para o erro absoluto médio e raiz do erro quadrático médio, respectivamente, para a temperatura mínima. Adicionalmente, considerando os pressupostos de normalidade e independência dos resíduos, o modelo Box-Jenkins apresentou maior destreza quando comparado aos outros modelos para o processo de previsão de dados ausentes de séries climatológicas. No segundo artigo, teve-se como objetivo investigar a relação entre as temperaturas do ar e de superfície com o processo de urbanização e uso e cobertura da terra. Desta forma, foram utilizados os dados preenchidos de temperatura média do ar máxima e mínima, a partir da abordagem Box-Jenkins, para os trinta e sete anos (1980 a 2017) e imagens de satélite do Landsat 5-Thematic Mapper e Landsat 8-Operational Lande Imager/Thermal Infrared Sensor referentes aos meses de julho de 2006 e agosto de 2017, respectivamente. Para alcançar o objetivo, os métodos paramétricos (Regressão Linear Simples) e não paramétricos (Mann-Kendall e Theil-Sen) foram utilizados para a investigação de tendência de temperatura do ar nas estações urbana (Região Metropolitana de Fortaleza) e rural (Jaguaruana); método de classificação supervisionada por máxima verossimilhança para mudança no uso e cobertura da terra (Land Use Land Cover); etapas do método Surface Energy Balance Algorithms for land associado ao balanço de radiação foram utilizadas para a obtenção da estimativa da temperatura de superfície (Land Surface Temperature). Os resultados obtidos para a temperatura do ar mostraram que: (i) foi constatada tendência linear positiva na média da temperatura máxima para a estação urbana de 0,32°C/década, enquanto que, para a estação rural, a tendência foi positiva para a média da temperatura mínima, porém não significante estatisticamente; (ii) o efeito da urbanização em relação à média da temperatura máxima entre as estações urbana e rural foi de 0,15°C/década, com 46% de contribuição da urbanização; (iii) Para temperatura de superfície, em 2017 a Região Metropolitana de Fortaleza e Jaguaruana apresentaram aumento de áreas cuja temperatura foi superior a 34°C, que corrobora com o aumento de área de solo exposto em ambas as regiões entre 2006 e 2017, constatado na avaliação de Land Use Land Cover. De maneira geral, a urbanização impactou no aumento da tendência da temperatura máxima do ar na região metropolitana de Fortaleza e no estabelecimento de um padrão climático regional mais quente constatado na temperatura de superfície mais elevada e na expansão das áreas urbanas.