Estudo numérico dos efeitos das zonas climáticais locais e infraestruturas verdes nas variáveis atmosféricas para a região metropolitana de Londrina

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Medeiros Sobrinho, Otavio
• Orientador(a): Martins, Leila Droprinchinski
• Banca de defesa: Martins, Leila Droprinchinski , Vela, Angel Liduvino Vara , Freitas, Edmilson Dias de , Morais, Marcos Vinícius Bueno
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Londrina
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Climatologia urbana; Meteorologia; Modelos matemáticos; Parques urbanos; Vegetação e clima; Urban climatology; Meteorology; Mathematical models; Urban parks; Vegetation and climate
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25381

As áreas urbanas concentram mais de 50% da população mundial e são meios altamente impactados pelas atividades humanas. Neste sentido, as infraestruturas verdes (IVs) são empregadas para mitigar os efeitos causados pela urbanização. Os modelos de representação atmosférica, a exemplo do Weather Research and Forecasting with Chemistry (WRF-Chem), são utilizados para representar numericamente o comportamento das variáveis atmosféricas em mesoescala. Informações envolvendo as estruturas urbanas consistem em uma lacuna que dificulta a reprodução das dinâmicas e fluxos turbulentos nessas áreas. Para superar isso, a classificação das Zonas Climáticas Locais (ZCLs) possibilitam a obtenção de um produto com 10 classes (31 a 40) representando as estruturas urbanas, definidas de acordo com suas propriedades. Com isso, esse trabalho avaliou os efeitos nas variáveis atmosféricas, incluindo as classes de ZCLs urbanas no uso de solo padrão para a Região Metropolitana de Londrina, bem como a implementação de IVs distribuídas na área urbana, por meio do WRF-Chem. A obtenção das ZCLs foi realizada a partir da classificação supervisionada de imagens do satélite Landsat 8, através dos softwares SAGA GIS e Google Earth Pro. As simulações do modelo foram configuradas em 3 domínios com 100 x 80, 88 x 70 e 76 x 58 pontos (9 km, 3 km e 1 km de espaçamento, respectivamente). Adicionalmente, foram identificados e ampliados cinco parques, e 2 lagos urbanos em uma quarta grade aninhada com 0,333 km de espaçamento entre os pontos de grade, para identificar os efeitos meteorológicos das IVs no ambiente urbano. A verificação quantitativa se procedeu utilizando índices estatísticos, a fim de avaliar o desempenho do modelo considerando as condições atuais da região. Temperatura do ar a 2 metros (T2) e umidade específica do ar a 2 metros (Q2) foram melhor representadas para ambas as estações de monitoramento (Instituto Água e Terra - IAT e Sistema de Tecnologia e Monitoramento Ambiental do Paraná - SIMEPAR), quando utilizada a ZCLs (World Urban Database and Access Portal Tools - WUDAPT), se comparado ao padrão (Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer - MODIS). A Velocidade do Vento a 10 metros (WS10) na estação IAT apresentou evolução para todos os índices estatísticos por conta da melhor representação vertical das estruturas urbanas pelas ZCLs. Para os poluentes atmosféricos não houve nenhuma melhora estatisticamente considerável. O Lago (uma IV) não apresentou efeito relevante nas variáveis meteorológicas, provavelmente pelas dimensões horizontais. As IVs, constituídas pelos parques (áreas verdes), além de contribuírem localmente na redução dos efeitos da Ilha de Calor Urbana (ICU), apresentaram taxas de resfriamento e aumento na Q2 em até seis pontos de grade, aproximadamente 2 km, ao redor destas infraestruturas, desempenhando serviços ambientais capazes de mitigar os efeitos da ICU sustentando a importância destes sistemas nos projetos urbanos. Em geral a utilização das ZCLs melhorou o desempenho do modelo em representar as variáveis meteorológicas, e as áreas verdes (IVs) apresentaram benefícios para o clima local mesmo em cidades de médio porte como Londrina.