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ANÁLISE DAS VARIAÇÕES DE TEMPERATURA E UMIDADE RELATIVA DO AR
EM DIFERENTES FITOFISIONOMIAS DE CERRADO NO PARQUE NACIONAL
DA SERRA DO CIPÓ (MG).
NAYARA MARIANA GONZAGA ROSA
1DYANA CAROLINE FERREIRA CARDOSO
2 RESUMO: O objetivo do presente artigo é compreender o papel da vegetação como fator de influência e estruturação de microclimas. Os dados de temperatura e umidade relativa do ar foram mensurados no interior do Parque Nacional da Serra do Cipó (MG) em ambientes com diferentes tipos de cobertura vegetal entre os dias 12 e 13/05/2015. Os resultados evidenciaram menores valores de umidade relativa do ar e maiores valores de temperatura e amplitude térmica em ambientes com predomínio de estrato vegetal herbáceo e em áreas degradadas em estágio de recuperação.Palavras-Chave: temperatura, umidade relativa do ar, vegetação.
ABSTRACT: The purpose of this article is to understand the role of vegetation as a factor of influence and structuring of microclimates. Temperature and relative humidity were measured inside the Serra do Cipó National Park (Minas Gerais, Brazil) in environments with different types of vegetation cover between 12-13/05/2015. The results showed lower relative humidity values and higher air temperatures and temperature range in environments with a predominance of herbaceous plant strata and degraded areas in the recovery stage.
Keywords: temperature, relative humidity, vegetation.
1. Introdução
Os fenômenos climáticos desenvolvem-se em determinadas dimensões cronológicas e espaciais, sendo assim necessário, para realização de estudos, o enquadramento destes em uma escala climática. A escala climática de determinado evento atmosférico é definida, principalmente, através dos fatores que exercem influência neste fenômeno.
Com relação aos níveis de escala dos eventos climáticos, segundo Ribeiro (1993, p. 1-2), entende-se que o nível macroclimático trata da interação entre a radiação solar, a curvatura da Terra e seus respectivos movimentos, gerando os aspectos climáticos referentes ao planeta como um todo, como os movimentos atmosféricos de grande escala, tais como a circulação geral da atmosfera. Já o nível mesoclimático preocupa-se com a interação entre a energia disponível e as feições da superfície, constituindo-se como objeto de estudo, nesse nível, os climas locais. Com relação ao nível microclimático, entende-se que este possui como fatores de influência predominantes, por exemplo, micro-rugosidades do terreno, edificações e a vegetação, que realizam trocas energéticas com o ar circundante, alterando as características da circulação próxima ao solo. Trata-se, assim, do nível que sofre maior influência da ação humana.
1 Graduanda em Geografia, Departamento de Geografia-IGC/UFMG nayara.mariana07@gmail.com.
2181 A presente pesquisa se desdobra sobre a escala microclimática e se propõe a compreender o papel da vegetação como fator de influência e estruturação de microclimas. Para isso, será elaborado um contraponto entre as variações de elementos climáticos, como temperatura e umidade, coletados em áreas de cerrado arbóreo e aberto (com indícios de degradação) do Parque Nacional da Serra do Cipó (MG). O Cerrado será utilizado como referencial para o estudo pois se trata de um bioma que, apesar de ser rico em biodiversidade e em recursos naturais (sendo habitat de espécies endêmicas e abrigando nascentes de importantes rios brasileiros – como o São Francisco), atualmente vem sofrendo acelerados processos de degradação devido a ação antrópica ligada principalmente à expansão da fronteira agrícola. José Tarifa (1994, p. 19) afirma que:
Os cerrados ocupavam cerca de 1,7 milhão de km² do território brasileiro. De acordo com o documento preliminiar do governo brasileiro para a ECO 92, deste total considera-se que 20% devem ser preservados. No entanto, este mesmo documento demonstrou que 37% da área original do bioma de cerrado já perdeu sua cobertura primitiva, sendo ocupado atualmente por pastagens e extensas áreas com culturas temporárias, principalmente soja, milho e arroz.
De acordo com Alves (2014, p.25), a derrubada de áreas de Cerrado, assim como o seu reconhecimento como um dos mais importantes biomas brasileiros só recentemente passou a ter destaque nas ações governamentais, mídia e processos de ensino. Entretanto, este destaque ainda não reflete o seu real valor, devido à sua localização estratégica e rica biodiversidade. Sendo assim, entende-se que a melhor maneira de dar visibilidade e de atuar a favor de sua preservação é o desenvolvimento e aprofundamento do conhecimento sobre suas principais fitofisionomias e alterações causadas pela degradação deste ambiente. Este esforço é realizado no presente artigo a partir de reflexões sobre princípios teóricos do papel geral da vegetação nas alterações de microclimas e análise de dados de variáveis climáticas coletadas em campo.
Nesse sentido, os objetivos deste trabalho são: (1) compreender como a vegetação atua na estruturação/alteração de variáveis microclimáticas, utilizando como referência duas fitofisionomias do cerrado brasileiro; (2) identificar e comparar as características microclimáticas de pontos dentro de áreas de cerrado arbóreo e cerrado aberto; (3) apontar as consequências da degradação do cerrado arbóreo sobre as variações temporais diurnas e espaciais do ambiente.
Com relação à área de estudo, o Parque Nacional da Serra do Cipó é uma unidade de conservação localizada em Minas Gerais, no complexo do Espinhaço, que abrange parte dos municípios de Santana do Riacho, Jaboticatubas, Morro do Pilar e Itambé do Mato Dentro, limitando-se, ainda, com os municípios de Nova União, Itabira e Taquaraçu de Minas. A área,
2182 que atualmente conta com 33800 hectares, é um importante divisor de águas do Rio São Francisco e do Rio Doce, e é formada principalmente por vegetação típica de campos rupestres, cerrado e mata atlântica. A unidade conta com altitudes que variam entre 650m e 1800m e com relevo constituído por formas dissecadas, encostas íngremes, planaltos extensos e colinas.
Em 1978 foi criado na região o Parque Estadual da Serra do Cipó, através do Decreto 9.278 de 1978. Em 1984, entretanto, o parque estadual foi transformado em parque nacional, através do Decreto 90.223 de 1984. Em 1990 foi criada, também em esfera federal, através do decreto 98.891 de 1990, a Área de Proteção Ambiental (APA) Morro da Pedreira, que envolve inteiramente o parque.
2. Materiais e métodos
Nos dias 12 e 13 de maio de 2015 foi realizada a atividade de campo no Parque Nacional da Serra do Cipó, na qual foram mensurados os dados de temperatura do ar, umidade relativa e cobertura de nuvens, utilizados para a obtenção de resultados no presente trabalho.
Os pontos determinados para a coleta tiveram seus dados mensurados através da instalação de abrigos com sensores (registradores automáticos data logger - Icel Ht500), que verificam as variações de temperatura e umidade relativa a cada 30 minutos, sendo necessária, para os dados de umidade, correções nos valores obtidos. Pode-se dizer que o critério utilizado para a definição dos pontos de mensuração foi a busca por diferentes fitofisionomias, o que abre maior margem de comparação das condições microclimáticas.
A cobertura de nuvens, por sua vez, era identificada através de uma escala de 0/8 a 8/8 (oitavos), em que 0/0 era céu claro sem nuvens e 8/8 céu totalmente encoberto. Foi utilizado, ainda, o GPS, para a determinação das coordenadas dos pontos e suas altitudes.
Quanto aos procedimentos de análise, primeiramente, foram interpretadas as cartas sinóticas 121200Z/mai/2015 e 131200Z/mai/2015 (referentes aos horários de 12h00 GMT dos dois dias), da Marinha do Brasil, que permitem identificar a atuação de frentes, sistemas de baixa e alta pressão, instabilidades e zonas de convergência. Além disso, também foram utilizadas imagens em alta resolução do satélite Goes, referentes aos horários de 12h00, disponibilizadas pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE.
Com relação aos pontos cujos dados foram analisados, o primeiro (figura 01), onde foi instalado o posto representativo de cerrado aberto, tinha predomínio de estrato herbáceo e parecia ter sido modificado e se tornado área de pasto antes de ser incorporado à unidade de conservação. O segundo ponto (figura 01), onde foi instalado o posto representativo de
2183 condições de cerrado arbóreo, possuía copas da vegetação mais fechadas do que no posto anterior, apesar de permitirem a entrada de radiação solar difusa. Ambos os pontos encontravam-se a 811m de altitude.
Figura 01: Pontos de mensuração da temperatura e umidade relativa do ar. Detalhe do miniabrigo utilizado para abrigar os registradores automáticos. Esquerda: cerrado aberto e (direita) cerrado
arbóreo.
Fonte: arquivo pessoal de Nayara Mariana Gonzaga Rosa. Organização: Nayara Mariana Gonzaga Rosa.
Foram realizadas, também, tomadas móveis com psicrômetro de funda e termômetros para tomadas em superfície em deslocamentos pelo interior do parque.
Em relação aos dados utilizados para análise comparativa, optou-se por selecionar aqueles obtidos nos horários entre 14h00 e 23h00 do dia 12 de maio e 00h00 às 11h00 do dia 13 de maio, quando o sensor foi recolhido e encerraram-se as medições. Por fim, estes foram analisados considerando os recursos teóricos mobilizados para este artigo, técnicas básicas de estatística descritiva (médias, máximas, mínimas, tabelas, etc.), e elaboração de gráficos, que permitem a visualização da evolução horário-diária dos atributos mensurados, a partir da seleção dos dados e comparação entre os pontos de mensuração.
3. Resultados
A partir da análise das cartas sinóticas e das imagens de satélite (figura 02) referentes a data do campo é possível notar que no dia 12/05 ocorria o avanço de uma frente fria do continente para a área litorânea, acompanhada pelo Anticiclone Polar do Atlântico Sul (APAS)
2184 na retaguarda. O fenômeno fez com que o local visitado sofresse influência de uma linha de instabilidade, que alterou as condições sinóticas locais, causando tempo nublado e declínio das temperaturas. No segundo dia (13/05), nota-se a passagem da frente fria e a atuação do APAS sobre a área visitada, o que garantiu condições de tempo estáveis e ventos de fraca intensidade.
Figura 02: Imagens de satélite Goes Banda Infravermelho 4 e cartas sinóticas utilizadas (horário 12 GMT) para identificar os sistemas atmosféricos atuantes durante os trabalhos de campo nos dias
12/05/2015 (esquerda) e 13/05/2015 (direita).
Fonte: INPE (www.cptec.inpe.br) e Marinha do Brasil (www.mar.mil.br). Organização: Nayara Mariana Gonzaga Rosa.
É possível notar, a partir da comparação destas cartas sinóticas com as imagens de satélite e das observações realizadas em campo, que no dia 12/05 a cobertura de nuvens era de 7/8 da abóbada celeste, o que indica grande nebulosidade. No segundo dia, entretanto,
2185 apenas 4/8 da abóbada celeste estava coberta, no caso por nuvens altas. Este aspecto demonstra a influência da atuação tanto da frente fria, que criou a linha de instabilidade no dia 12/05, quanto do APAS, que levou à dispersão de ventos e garantiu condições de tempo estáveis na região, no dia 13/05.
As figuras 03 e 04 demonstram as variações horárias dos dados de temperatura do ar e umidade relativa mensurados nas datas do campo. Em ambos os dias nota-se que houve variação contínua da temperatura em resposta ao movimento aparente do Sol, que determina o máximo de radiação que chega a determinada área. Porém, os fatores que predominaram nas variações pontuais desta variável foram as características vegetais predominantes nos pontos.
Figura 03: Variações horárias de temperatura do ar (°C) entre os dias 12 e 13/05/2015. Fonte: dados produzidos em campo.
Organização: Nayara Mariana Gonzaga Rosa.
Como as condições sinóticas não variaram fortemente durante os dias de medição, optou-se por calcular as médias e variações de temperatura considerando todos os valores horários obtidos na tarde e noite do dia 12/05 e madrugada e manhã do dia 13/05.
No ponto de Cerrado Aberto houve variação da temperatura do ar de 13,9°C, ao longo do horário considerado. A média das temperaturas nos dois dias, por sua vez, foi de 18,4°C. O valor mais baixo de temperatura observado dentre os dias, ao longo do período horário escolhido, foi de 12,5°C às 02h00 do dia 13/05. O valor máximo também foi observado neste dia, às 11h00, correspondendo a 26,4°C. No ponto de Cerrado Arbóreo, por sua vez, a variação da temperatura foi de 11,1°C e a média foi de 18,1°C. O valor mais baixo obtido foi de 13,5°C, às 03h00, e o mais alto foi de 24,1°C, às 11h00 do dia 13/05.
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Figura 04: Variações horárias de umidade relativa do ar (%) entre os dias 12 e 13/05/2015. Fonte: dados produzidos em campo.
Organização: Nayara Mariana Gonzaga Rosa.
Em relação à Umidade Relativa do Ar, no ponto do Cerrado Aberto a variação foi de 40,5%. O valor mais alto encontrado foi às 03h00 da manhã, alcançando 95,3%, ás 3h00 e 4h00 e o mais baixo foi de 54,8%, às 11h00, ambos no dia 13/05. A média da umidade relativa no local foi de 71,1%. No Cerrado Arbóreo a variação da umidade foi de 30,5%, com valor máximo de 93,3%, obtido às 03h00 e 04h00 do segundo dia e mínima de 62,8%, obtido às 11h00, também do dia 13/05. A média encontrada foi de 82,1%.
Os resultados foram compilados nas tabelas 1 e 2, a seguir. Pôde-se notar, através dos valores obtidos, que apesar de ocorrem variações significativas estas não foram muito drásticas. Apesar disso, observou-se que no ponto de Cerrado Aberto houve maior amplitude térmica que no Cerrado Arbóreo e que este também contou com uma temperatura do ar máxima de maior valor. Além disso, este local possuiu maior valor de média de temperatura do ar ao longo do período de medições considerado. Com relação à umidade relativa, apesar do maior valor ter sido obtido no Cerrado Aberto, a média foi maior no Cerrado Arbóreo. Em relação às variações da umidade, esta foi menor também no Cerrado Arbóreo.
Tabela 01 – Síntese quantitativa dos dados de temperatura e umidade relativa do ar mensurado entre os dias 12 e 13/05/2015 no interior do Pq. Nacional da Serra do Cipó.
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Fonte: dados produzidos em campo. Organização: Nayara Mariana Gonzaga Rosa.
Como os pontos estavam em áreas próximas e submetidas às mesmas condições meteorológicas, as variações dos aspectos mensurados justificam-se apenas através das características de cada ponto, que influenciam e modificam as variáveis climáticas abordadas. O fragmento de Cerrado Arbóreo possuía dossel mais fechado que o Cerrado Aberto, permitindo somente a entrada de radiação difusa. Por estar abaixo desta formação arbórea, o solo deste ponto era coberto por serrapilheira, não sendo, portanto, exposto. Apesar de não terem sido mensuradas as temperaturas da superfície, pode-se inferir que ambos os fatores contribuem para que esta tenha atingido temperaturas mais baixas, uma vez que, para se aquecer, o solo necessita da incidência direta de radiação, que chega na forma de ondas curtas.
A temperatura da superfície, por sua vez, influencia a temperatura do ar circundante, uma vez que a atmosfera é aquecida através da reirradiação, na forma de ondas longas, da radiação solar recebida pelo solo. Assim, a emissão de calor por parte da superfície era reduzida, o que se tornou um fator de controle da temperatura. A obstrução da radiação não foi o único aspecto relevante para a manutenção de uma temperatura relativamente baixa e estável. A vegetação realiza este papel, também, através do modo como, no processo de evapotranspiração, realiza a liberação e absorção de energia, que ocorre sob a forma do calor latente, sendo que o calor latente é a quantidade de calor necessária para alterar o estado físico de um elemento, sem alteração de temperatura. O processo de evapotranspiração também estimula o aumento de umidade, já que, além da formação vegetal adicionar vapor d’agua ao ambiente, a diminuição de temperatura provocada favorece o aumento da umidade relativa, já que quanto menor a temperatura de uma parcela de ar, menor é sua a capacidade de conter vapor d’água, o que a aproxima cada vez mais da saturação. A maior umidade média mensurada no Cerrado Arbóreo pode ter influenciado, ainda, na menor amplitude térmica observada no local. Isso porque a água possui grande calor específico, o que faz com que o aquecimento se dê de maneira mais lenta e a maiores temperaturas.
O ponto de Cerrado Aberto, por sua vez, possuía somente vegetação rasteira, fazendo com que a radiação incidisse de maneira mais direta, uma vez que não era barrada por
2188 estratos. Pode-se inferir que este fator, mesmo o solo do local não sendo exposto, fez com que a superfície se aquecesse mais rapidamente e liberasse mais calor de volta à atmosfera, fazendo com que ela se aquecesse também de maneira mais rápida e a maiores temperaturas. O aumento de temperatura influenciou, por sua vez, a ocorrência de uma menor umidade relativa média em relação ao outro ponto, uma vez que o ar aquecido se expande, o que aumenta sua capacidade de conter vapor d’água e o afasta da saturação. Este fator se deve, também, à falta de vegetais arbóreos que adicionassem maiores taxas de vapor d’água ao ambiente e ao fato de que, por ser um campo aberto, o local estava mais sujeito à ação do vento, que tende a dissipar a umidade. A baixa umidade favoreceu, ainda, a ocorrência de maior amplitude térmica, devido às questões de calor específico, conforme já explicitado.
Pode-se perceber, de acordo com a problematização acima, que a vegetação é um fator de controle de variáveis climáticas em escalas de microclima e que, mesmo fazendo parte do mesmo bioma, existem variações em termos microclimáticos entre as diferentes fitofisionomias do cerrado abordadas.
4. Considerações finais
A partir da realização do presente estudo, pôde-se destacar como a vegetação pode atuar na estruturação de microclimas. Além disso, foi possível compreender a importância de se aprofundar os conhecimentos a respeito das variações microclimáticas nas diferentes fitofisionomias do cerrado, com fins de se atuar na preservação de tal bioma, uma vez que este se encontra em processo de intensa degradação.
Com os resultados obtidos, notou-se que ocorreram variações dos elementos climáticos entre o Cerrado Arbóreo e o Cerrado Aberto, que tinha indícios de degradação. Considerando que o Cerrado Aberto apresentou maior amplitude térmica, temperaturas mais altas e menor umidade, é possível concluir que a degradação e remoção de vegetação das áreas de cerrado podem causar grandes alterações microclimáticas. As variações dos elementos climáticos, por sua vez, podem gerar grandes impactos, como os que se relacionam com a perda da biodiversidade, já que muitas espécies animais e vegetais se adequam apenas a determinadas condições climáticas, sendo que o cerrado é rico em espécies endêmicas.
Por fim, é necessário frizar que o cerrado é um bioma que muitas vezes tem sua importância negligenciada quando comparado a outros tipos de formações, especialmente as florestas tropicais. Entretanto, este é rico em recursos naturais, que vão desde a presença de nascentes de rios importantes, quanto à habitats que abrigam espécies endêmicas. Assim, compreende-se que quaisquer tipos de conhecimentos elaborados acerca deste bioma são válidos no sentido de desmistificar a ideia de que não há necessidade em preservá-lo.
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