Análise de um cânion L-O

A orientação geográfica do cânion é uma característica importante da geometria urbana. Tomando-se como exemplo a mesma cidade utilizada na análise do item anterior (Maringá-PR), examina-se agora um cânion de mesma razão de forma (H/W=1), e com as mesmas variações de albedo, porém, com orientação no sentido L- O.

A orientação atua em conjunto com o formato do cânion (relação H/W) no sentido de regular os horários de exposição solar direta de cada superfície ao longo do dia e do ano e, portanto, influi também sobre como cada superfície do cânion será afetada pelo aumento do albedo.

A Figura 4.10 mostra a distribuição das temperaturas superficiais ao longo dos dias amostrais de inverno (a) e verão (b). Comparando a Figura 4.10 (L-O) com a Figura 4.4 (N-S), verifica-se que a mudança de orientação altera totalmente a intensidade e distribuição do efeito do albedo sobre as temperaturas das superfícies do cânion.

Figura 4.10 – Temperatura horária do ar e superfícies, cânion, L-O, Maringá-PR.

No dia de inverno (Figura 4.10-a), o piso e a face Sul (𝑃𝐸𝑆𝑄) são sombreados

temperaturas máximas em torno dos 32°C, tanto para os cenários de AA como de AB. Para o piso, praticamente não há diferença de temperatura devido ao aumento do albedo, que chega a inverter a tendência e apresentar-se em torno de 1°C mais quente nas horas centrais do dia.

Esse efeito de ligeiro aquecimento que ocorre apenas no piso é resultado das múltiplas reflexões da radiação entre as superfícies, efeito que, no fundo do cânion, “aprisiona” a radiação devido ao seu fator de visão do céu menor, comparado ao das fachadas.

Quando o albedo de todas as superfícies é majorado, geralmente a perda primária resultante da maior reflexão da radiação incidente, supera o ganho resultante da absorção da reflexão oriunda do entorno, resultando em um saldo líquido de energia radiante menor para a superfície no cenário de AA do que no AB, e consequentemente, reduzindo a sua temperatura superficial.

Isto é o que se observa para o piso no dia de verão (Figura 4.11), onde o AA reduz o saldo líquido de energia radiante (linha azul), apesar do ligeiro aumento da parcela absorvida oriunda da radiação refletida pelas demais superfícies (barras pretas).

Figura 4.11 – Saldo e componentes de radiação solar de OC sobre o piso, cânion L-O, Maringá-PR, dia de céu claro de verão.

Já na situação de inverno (Figura 4.12), o piso se encontra sombreado ao longo de todo o dia, logo, não há componente de radiação direta (barra amarela) incidindo sobre o piso. A trajetória solar se torna mais baixa no inverno, a radiação incide em ângulos oblíquos, e aumentam as interreflexões, aumentando a parcela de energia radiante refletida pelas superfícies adjacentes que é absorvida pelo piso (barras pretas).

No caso do piso, a parcela que deixa de ser absorvida pelo aumento do albedo não é suficiente para compensar o aumento da fluxo radiante refletido pelo entorno, e o saldo de energia radiante (linha azul) mostra um ligeiro aumento na situação de AA, para as horas centrais do dia (11h-14h), se comparado à situação de AB.

Figura 4.12 – Saldo e componentes de fluxo radiante de onda curta sobre o piso, cânion L-O, Maringá-PR, dia de céu claro de inverno.

Já no caso da fachada Sul (𝑃𝐸𝑆𝑄), que assim como o piso, também permanece

sombreada durante todo o dia no inverno, nota-se na Figura 4.13 que a parcela de fluxo radiante refletido das adjacências e absorvido pela fachada (barras pretas) é ainda maior que no caso do piso, para o mesmo dia (Figura 4.12).

No entanto, mesmo absorvendo mais radiação refletida do entorno, a fachada Sul tem, ao contrário do piso, um saldo líquido de fluxo radiante menor na situação de AA (Figura 4.13, linha azul), resultando em reduções de sua temperatura superficial, algo em torno de 2,8°C nos horários de maior intensidade, às 10h e às 15h (Figura 4.10-a, linhas roxas).

Figura 4.13 – Saldo e componentes de radiação solar de OC sobre a fachada Sul, cânion L-O (p.esq), Maringá-PR, dia de céu claro de inverno.

O maior aumento de albedo e maior FVC da fachada Sul em relação ao piso, fazem com que no cenário de AA a parcela que deixa de ser absorvida da radiação de incidência primária supere o aumento da radiação refletida do entorno, reduzindo o saldo líquido de OC da fachada. É provável que caso não houvesse a fachada Norte, o aumento do albedo teria um efeito maior sobre a fachada Sul, que não receberia radiação refletida da fachada Norte.

A parede direita (fachada Norte) por sua vez, exposta ao sol ao longo de todo o dia, desenvolve temperaturas bem mais altas no cenário de AB (Figura 4.10-a, linha laranja tracejada) que as demais superfícies, chegando a 57°C às 13h. No cenário de AA (linha laranja contínua) há uma substancial redução dessa temperatura, que chega a ser 19°C mais baixa no horário de pico, redução muito considerável, que faz com que, no cenário de AA, a curva de temperatura da parede direita se aproxime bastante à das duas outras superfícies, que estão sombreadas.

Para o dia de Verão (Figura 4.10-b), a trajetória do sol se alinha com o eixo do cânion L-O, passando alta pelo Zênite ao meio-dia, e desta forma, incide sobre o piso durante todo o dia. No cenário de AB a temperatura do piso atinge quase 77°C às 13h, e mesmo com a redução devida ao aumento do albedo, chega aos 61°C no mesmo horário.

Já ambas as paredes, por receberem a radiação em ângulos quase paralelos à sua superfície, recebem menor intensidade de irradiância solar direta, e têm suas

temperaturas pouco afetadas pelo albedo. Atingem temperaturas máximas em torno de 34°C a 38°C para os cenários de AA e AB, respectivamente.

Sob o Trópico, durante o solstício de verão, o sol não nasce exatamente a Leste, mas sim com um azimute ligeiramente voltado a Sudeste, o que explica o pico ligeiramente mais alto da parede esquerda (fachada Sul) observada no início da manhã (h-10h) na Figura 4.10-b, como mostra a componente relacionada à radiação direta (barra amarela) na Figura 4.14-b, no mesmo horário.

Figura 4.14 – Saldo e componentes de radiação solar de OC sobre as paredes direita e esquerda do cânion L-O, AB, em Maringá-PR, dia de céu claro de verão.

O Quadro 4.2, mostra numericamente o efeito horário do albedo nas temperaturas das superfícies do cânion no dia de céu claro de inverno e verão para o cânion L-O de Maringá-PR. Note-se no dia de inverno, os valores de aquecimento das 11h às 14h para o piso, coincidindo com o aumento do saldo de fluxo radiante percebido na Figura 4.12, e previamente discutido, e também, como o mesmo não ocorre para a fachada Sul, igualmente sombreada no período de inverno.

Quadro 4.2 – Efeito horário do albedo nas temperaturas superficiais, para a cidade de Maringá-PR, cânion L-O, em um dia de inverno e outro de verão.