DIFERENCIAÇÃO MICROCLIMÁTICA EM ÁREAS DE FLORESTA E A CÉU SEMI-ABERTO: O CASO DO CAMPUS I – UFPB.
Kallinanna Dantas Araujo (Acadêmica Geog. - UFPB I) Maria José Vicente de Barros (Acadêmica Geog. - UFPB I) Nadjacleia Vilar de Almeida (Acadêmica Geog. - UFPB I) Paulo Roberto de O. Rosa (Prof. Geog. - UFPB II)
INTRODUÇÃO
A UFPB é caracterizada por apresentar um cenário diferenciado no que tange ao microclima, visto que situa-se em uma área de remanescentes de Mata Atlântica e que esta encontra-se ilhada pelo processo de urbanização. O presente trabalho constitui-se de observação sistemática e que procura detectar a diferença de variação dos elementos climáticos que influenciam diretamente no microclima de área florestal e de área semi aberta.
Nesse sentido foram realizadas várias experiências de confecção de instrumentos de coleta de dados, para realizar a leitura da paisagem sob o aspecto microclimático e, dessa forma, obtermos o grau de diferenciação entre as áreas ou mesmo detectar algumas anomalias.
REFERENCIAL TEÓRICO CONCEITUAL
O microclima, a qual nossa observação está voltada, corresponde aos “(...) climas na
proximidade da superfície (...) do solo e da vegetação ” (Drew, 1986: 40), cujas “(...) áreas muito reduzidas (...)”(Geiger, 1961:06) permitem um manuseio amplo de instrumental para
coletar um grande número de dados.
Analisar o comportamento microclimático em duas áreas próximas, porém com características diferenciadas requer uma elevada acuidade, daí ser necessário tomar como referência um instrumental conceitual que proporcione uma fundamentação segura. O campo como primeiro documento em Geografia é uma proposição que surge a partir de que “o
terreno constitui o documento primário e o mapa o documento secundário” (Wooldridge,
1967: 67). A semelhança ou diferenciação de áreas, na realidade significa que estruturas geográficas são análogas ou diferentes, isso em relação aos elementos que constituem seu conjunto, nesse sentido “a compreensão das modalidades de organização no espaço
constituído pela superfície terrestre e pela biosfera” (Dolfuss, 1973: 03) é função de interação
dos elementos internos desse conjunto. Eleger uma categoria mais geral como o clima é a tônica do trabalho, pois definir os elementos e fatores que o compõem e que deverão ser capturados para compartilhar da trama que determina a diferenciação das áreas (Hartshorne,
1978) é de importância vital, pois esses elementos na sua dinâmica demonstrarão em sua rotina ritmos ou anomalias.
O microclima, geograficamente falando, faz parte de uma área maior, porém como elemento para análise é uma área pequena e por isso exige um volume significativo de dados, tornando-se assim uma escala muito grande (Cêurio de Oliveira) e como escala de análise, como foi proposto por Tricart (in Penteado, 1983: 09), um corpo de poucos metros porém de ordem elevada 2ª.1
Estando o microclima assentado sobre uma área muito pequena e com elevado volume de dados, procurou-se estabelecer rigor e prudência no uso de instrumental, e quando foi necessário construir instrumentos como pluviômetro, evaporímetro e infiltrômetro buscou-se referendo em Sandra Baptista da Cunha, Antônio Teixeira Guerra e Helmut Troppmaier.
O instrumental para coleta dos dados é fundamental para se estabelecer processos estatísticos adequados como médias, medianas, desvios positivos e negativos. O instrumental específico aumenta a probabilidade de se perseguir o comportamento do microclima, pois suas características “só podem ser conhecidas por meio de uma aparelhagem (...) de emprego
delicado”.(Dajoz, 1978: 43).
Os horários mais adequados para a realização das coletas diárias nos instrumentais foram às 08:00h e às 15:00h, visto que a terra está em seu processo natural de aquecimento e /ou resfriamento “(...) pois a temperatura não continua aumentando durante o dia inteiro,
alcança seu valor mais elevado no começo da tarde e, depois diminui. Isso verifica-se apesar do fato de o sol, digamos às 3 horas da tarde, estar tão alto no céu quanto às 9 da manhã quando a temperatura começa a aumentar”(Forsdyke, 1981: 44), e como afirma Azevedo,
(1958 : 96) “Essa, irradiação do calor solar explica perfeitamente porque a face da terra se
conserva relativamente aquecida mesmo quando o sol já tinha desaparecido no horizonte como também, o fato de ser de madrugada o momento das mais baixas temperaturas”.
No que tange à coleta de temperatura do solo foi adotada a proposta apresentada por Forsdyke, (1981: 10), quando diz que “A temperatura perto do solo é medida expondo um
termômetro de mínimas na grama voltada para o céu aberto, preso a dois ganchos curtos cravados na terra de maneira, que o termômetro fique horizontal a pouco mais de um centímetro acima da grama (...)”. Mediante a referida proposta, realizamos a experiência com
1
Escala de análise de grandeza, varia de 8ª ordem, microclima do corpo de um indivíduo a 1ª ordem, que é de nível mundial.
um termômetro de estufa e um de solo afim de observarmos o grau de variação entre ambos, que apresentou diferenças pouco acentuadas, levando-nos a fazer uma adaptação do mesmo para as devidas coletas. Esse procedimento ocorreu também com as leituras de temperaturas do solo nu, ou seja, com ausência de vegetação e da serrapilheira, de forma que utilizamos como instrumental dois termômetros para ambiente líquido (água). As leituras da temperatura do solo durante um intervalo de tempo de 10’ foram efetuadas seguindo a proposta de Bonjorno, (1993: 219), quando afirma que “(...) para medir a temperatura de um corpo
coloca-se o termômetro em contato com o corpo. Espera-se até que a grandeza termométrica contida no termômetro não varie mais, isto é, a temperatura do mercúrio seja a mesma do corpo (atinjam o equilíbrio térmico), retira-se o termômetro e efetua-se a leitura da temperatura”, ou ainda, Dell’Arciprete e Granado (1977 15), quando menciona que para
medir a temperatura de um corpo “é necessário colocarmos o termômetro sobre o mesmo
esperamos alguns instantes até se estabelecer o equilíbrio térmico. Atingindo o equilíbrio térmico medimos (...) o qual nos dará a sua temperatura”, estando de posse dessas
referências técnicas o rigor aumenta para a captura dos dados sobre a temperatura do solo. Como sustentação teórica para a construção e cálculo da evaporação utilizamos Garcez,(1974: 133), e nos diz que “A evaporação é apreciavelmente afetada pela forma e
dimensões do aparelho, disposição ou colocação dos mesmos submersos parcialmente na água ou assentos no terrreno”. Optamos então por enterrar o recipiente pois, “(...) os evaporímetros montados acima do solo indicam intensidades de evaporação maiores que os aparelhos enterrados, devido ao aquecimento das paredes pelos raios solares e pelo ar ambiente” Garcez, (1974: 134). Contudo, como este obedeceu a um certo rigor no exercício
de sua leitura, acreditamos que os dados obtidos apresentam elevada confiabilidade.
Sabendo que “A precipitação é um importante fator-controle do ciclo hidrológico e,
portanto da regulagem das condições ecológicas e geográficas de uma determinada região”
(Guerra e Cunha, 1994: 102) então para a mensuração da precipitação nos pontos pré estabelecidos, nos pautamos em (Garcez, 1974 : 57), quando diz que “em princípio qualquer
recipiente poderia funcionar como pluviômetro, desde que de uma forma qualquer fosse impedida a evaporação da água acumulada”. Nesse sentido fez-se necessária uma coleta
rigorosa e sistemática, a fim de que os dados obtidos oferecessem o máximo possível de confiabilidade, já que este exige extremo rigor. Os dados obtidos referem-se à altura e intensidade média das chuvas. Para o cálculo do volume de água utilizamos como referência Cunha e Guerra( 1996: 111).
METODOLOGIA
Para o estudo microclimático da área, nos pautamos na análise como método de pesquisa, e utilizando-nos de técnicas específicas para coleta de dados optamos assim por fazer observações diretas em campo de forma contínua, de modo que efetuamos leituras sistemáticas dos elementos coletando dados de temperatura ambiente, umidade, evaporação, pluviosidade, temperatura do solo, temperatura do solo nu, ou seja, sem vegetação e temperatura da serrapilheira. Para isso a utilização de instrumentos para coleta dos dados é indispensável.
Inicialmente selecionamos as áreas no interior da mata da UFPB e fora dela, em área semi-aberta, onde desenvolvemos coletas sistemáticas. Estabelecemos como processo de coleta nas duas áreas um intervalo de tempo determinado como momento de coleta às 07 e às 17 horas Posteriormente, selecionamos os instrumentos que nos seriam úteis no decorrer da coleta, e em seguida, montamos estações em áreas distintas para as referidas coletas. As estações contam com instrumentos de precisão e de confiança. A partir de então buscamos realizar leituras sistemáticas, obedecendo de forma sistemática, sempre os mesmos procedimentos com horários controlados, ou seja, duas vezes ao dia, às 08:00h e às 15:00h.
Para a medição da temperatura utilizamos instrumentos de precisão tais como:
termômetro ambiente, que serve para indicar as condições de temperatura no momento em que
se está efetuando a leitura; termômetro de estufa, que foi adaptado para fazer leitura da temperatura do solo, e o mesmo foi introduzido cerca de três centímetros dentro do solo, obedecendo sempre um período de tempo regular em que as colunas atinjam o equilíbrio térmico, ou seja, até que o termômetro não mais varie, em seguida se realiza a leitura;
termômetros para a água utilizados para determinar a temperatura do solo nu e da
serrapilheira, de forma que submetemos os termômetros as mesmas condições, ou seja, expostos diretamente sobre a superfície a ser medida, num lapso de tempo determinado, com o intuito de observar o gradiente térmico. Apesar dos termômetros de estufa e para água não serem os próprios, porém os utilizamos para as leituras, contudo, se tornam confiáveis como critério elementar; termômetro de máxima e mínima que são usados para determinar a temperatura máxima e a mínima do dia; também utilizamos o higrômetro para examinar a variação da umidade do ar. O mesmo é composto por dois termômetros: o de bulbo seco e o de bulbo úmido, em que o primeiro destes indica no momento da leitura a temperatura do
ambiente. Com a diferença de temperatura entre o bulbo seco e o úmido é possível identificar a umidade relativa do ar, que é dada em porcentagem em tabela anexa, sendo que as coletas referentes à temperatura máxima e mínima e à umidade somente estão sendo efetuadas no interior da mata, devido à insuficiência instrumental, contudo, essas leituras referentes a temperatura máxima e mínima, na área semi-aberta serão realizadas em outro momento, isto é, nos anos seguintes, porém, obedecendo os mesmos procedimentos.
Realizamos também leituras da evaporação por meio do evaporímetro, o qual construímos utilizando um recipiente plástico de capacidade aproximada de 12L, régua plástica e cola plástica e serviram para identificar a quantidade de água evaporada em mm em determinado período de tempo, e esse instrumento é caracterizado por apresentar uma secção circular e régua graduada no centro do recipiente. Ambos estão instalados no solo até a borda superior a fim de evitar qualquer tentativa de mascaramento dos dados, visto que esse instrumento não é de total precisão. Os mesmos estão livremente expostos às condições atmosféricas reinantes. Para a efetuação do cálculo da evaporação foi necessário identificar a capacidade máxima do recipiente até a graduação zero em (ml), e a execução do processo se deu por meio de uma proveta (1000ml). Para dar maior nível de precisão aos dados, coletamos os mesmos com o auxílio de uma lupa.
O pluviômetro utilizado foi construído por nós e consiste em um recipiente de vidro transparente, cerâmica, cola durepoxi e cola superbonder. O mesmo tem a finalidade de determinar o índice de chuvas em mm. O recipiente, cuja capacidade corresponde a 900ml, teve sua base cortada, de modo a ficar o mais exato possível para que este, ao ser colado no centro da cerâmica, obedecesse a um anglo de 90º. O mesmo dispõe de uma régua graduada na lateral interna do círculo com a graduação voltada para a lateral mais próxima da garrafa, facilitando significativamente a leitura dos dados, bem como, um funil afixado ao gargalo da garrafa obedecendo o mesmo diâmetro que dispõe sua base. Para o cálculo do volume de água contido no recipiente fez-se necessário identificar o raio do cilindro em mm, que é de 42mm e sua altura que é de 270mm. O volume da água obtido é expresso em ml e para a realização do mesmo utilizamos uma proveta de 1000ml.
Realizamos também leitura de infiltração do solo utilizando como instrumento um infiltrômetro, o qual foi construído fazendo uso de tubo de PVC, cola durepóxi e régua, cuja altura é de 15cm e diâmetro de 10,0cm. O mesmo foi instalado a uma profundidade de 5cm no solo, o volume total do infiltrômetro foi calculado por meio de uma proveta (1000ml). O mesmo comporta 1.120,0ml e. para a leitura do instrumento foi imprescindível a utilização de
uma marreta para pressionar o cano contra o solo; cronômetro, usado para marcar o tempo que a água levou para infiltrar no solo após um intervalo de 30’’, 60’’, 1’30’’e 2’. Depois anotamos a profundidade da água a cada minuto até chegar a 30’ de experimento.
Para a coleta dos referentes dados foi indispensável a elaboração de formulário, visto que este é um instrumental importante para o levantamento dos dados, o mesmo foi utilizado mensalmente durante o transcorrer das coletas.
Através da reunião dos dados sistematicamente coletados em campo, passamos então à análise dos dados, trabalhando estatisticamente, de modo que estes dados estão sendo armazenados em planilhas eletrônicas, onde está sendo montado um banco de dados referente ao microclima local..
OS AMBIENTES MICROCLIMÁTICOS: UMA CARACTERIZAÇÃO APROXIMADA
A área escolhida como objeto de estudo, está situada no Território da Universidade Federal da Paraíba – Campus I , localizada na cidade de João Pessoa – PB. A UFPB possui uma área de 1.616.500m2 e está localizada entre os paralelos 7º08’03” e 7º08’58”de latitude Sul e entre os meridianos 34º50’13” e 34º51’06” de longitude Oeste. Limita-se ao Norte com o Conjunto Residencial da CEHAP - Companhia Habitacional popular; ao Sul com o Vale do riacho Timbó; a Leste com terrenos particulares arrendados ao Seminário Arquidiocesano; e a Oeste, com terreno da Cidade Universitária. A área está situada dentro de uma Reserva Florestal, onde ainda se preserva resquícios de Mata Atlântica. e esta, assume um papel fundamental no tocante a amenização do clima no respectivo Campus. Porém, como as edificações têm avançado consideravelmente nesses últimos anos em termos prediais. Nesse sentido a mata vêm sofrendo redução em níveis acentuados devido a essa expansão cujo agravamento do processo é que a mesma ficou fragmentada, acabando assim por gerar, em alguns casos, microclimas diferenciados que são sensivelmente refletidos por alguns elementos. Esta situação é perceptível especialmente quando passamos por áreas onde não há mais cobertura vegetal. A partir dessa percepção buscamos realizar um estudo microclimático, onde perseguimos alguns dos elementos componentes do clima, visando então efetuar um estudo comparativo entre os mesmos nessas áreas.
A área de floresta onde está situada uma estação, é caracterizada por apresentar um ecossistema em que abriga uma população vegetal significativa, nesse sentido a presença de matéria orgânica no solo (serrapilheira) é importante por fornecer além de nutrientes para o solo, como também age como elemento de conservação da umidade, mantendo-a
relativamente alta. A outra estação localizada no exterior da mata está instalado em um jardim numa área semi aberta, onde abriga poucos indivíduos vegetais de grande e médio porte, porém a abertura entre as copas das árvores, permite insolação entre os horários das 10:00h às 14:00h.
Através da verificação dos dados coletados em campo, em um intervalo de tempo que compreende cerca de dez meses, constatamos que a diferença microclimática é considerável, contudo, apesar do ambiente ser relativamente pequeno, levando em consideração também a proximidade de uma área com a outra (15 metros), as proporções se tornam assim, muito acentuadas..
Observamos que o índice de evaporação na área semi-aberta é relativamente superior a do interior da mata, devido principalmente a incidência direta dos raios solares principalmente ao meio dia, quando a insolação atinge o seu máximo de perpendicularidade o que aumenta a capacidade do poder evaporante. Os ventos também têm grande participação no processo da evaporação uma vez que na área semi aberta a barreira de ventos é sensivelmente diminuída, se comparado com a mata, desse modo, os ventos na área aberta têm maior poder de circulação. Verificamos após várias leituras realizadas, que o índice de evaporação nos meses que vão de outubro a janeiro (período o qual demos início a pesquisa) foi bastante intensa, tendo seu pico no mês de novembro, atribuímos esse fato ao baixo volume pluviométrico, durante o referido período. Observamos também que na chegada da estação do outono, e mais especificamente entre os períodos de 20 a 24 de março/2000, em que se verifica a perda elevada de folhas pelas árvores, houve um aumento da evaporação tanto no interior como fora da mata, favorecendo a penetração da energia solar e dos ventos e como conseqüência um aumento no índice de evaporação. No intervalo entre o período de abril a julho a redução foi significativa devido estar no período de chuva. Contudo, no mês de maio, mais precisamente entre o dia 19 e o dia 29, houve um período de estiagem o que levou a um aumento da evaporação nas duas áreas, sendo que nesse período, a evaporação na mata obteve seu índice mais elevado.
MESES OUT. NOV. DEZ. JAN. FEV. MAR. ABR. MAIO JUN. JUL.
∑ EVAPORAÇÃO (mm) 31 88 36 37 26 33 6 11 2 0
MÉDIA ARITMÉTICA 2,21 3,25 1,56 1,76 1,23 1,57 1,2 1,37 1 0
Evaporação no campo semi-aberto - 1999/2000 0 1 2 3 4 OU T. NO V. DE Z. JAN . FE V. MA R. AB R. MAI O JU N. JUL . mm
MESES OUT. NOV. DEZ. JAN. FEV. MAR. ABR. MAIO JUN. JUL.
∑ EVAPORAÇÃO (mm) 8 30 14 10 8 11 3 9 1 0
MÉDIA ARITMÉTICA 1,6 1,57 1,27 1,25 1 1,1 1 2,25 1 0
Quadro de evaporação na mata - 1999/2000.
. Evaporação na mata - 1999/2000 0 0,5 1 1,5 2 2,5
OUT. NOV. DEZ. JAN. FEV. MAR. ABR. MAIO JUN. JUL.
mm
No que diz respeito à temperatura do solo e temperatura ambiente, a área semi aberta apresentou índices elevados em relação a área de mata. Acreditamos que este resultado é conseqüência do efeito da radiação solar, que incidindo diretamente sobre as camadas superficiais do solo, estas são fortemente aquecidas muito mais que o ar, e esse fenômeno é mais acentuado, especialmente quando o solo não possui cobertura vegetal. Esse fato foi perceptível na área semi aberta onde a temperatura do solo, em alguns casos como nos meses de abril, maio, junho e julho/ 2000 superou a da atmosfera.
MESES OUT. NOV. DEZ. JAN. FEV. MAR. ABR. MAIO JUN. JUL.
∑ TEMPERATURA (º C) 832,3 1001 677,5 622 868 420 705 652,5 654,5 239
MÉDIAS TÉRMICAS 26 25,02 23,36 25,91 24,8 24,7 27,11 27,18 25,17 23,9
Quadro de temperatura do solo no campo semi-aberto - 1999/2000.
MESES OUT. NOV. DEZ. JAN. FEV. MAR. ABR. MAIO JUN. JUL.
∑ TEMPERATURA (º C) 765,8 873 602 506 740 391 662 577 647,5 227
MÉDIAS TÉRMICAS 23,93 21,85 20,75 21,08 21,76 23 25,46 25,08 23,98 22,7
Quadro de temperatura do solo na mata - 1999/2000.
MESES MAR. ABR. MAIO JUN. JUL.
∑ TEMP. AMBIENTE (º C) 655,5 743,5 853 839,5 259,5
MÉDIAS TÉRMICAS 27,31 25,63 25,84 24,69 23,59
Temperatura ambiente no campo semi-aberto 1999/2000 20 22 24 26 28
MAR. ABR. MAIO JUN. JUL.
Temperatura em
ºC
MESES SET. OUT. NOV. DEZ. JAN. FEV. MAR. ABR. MAIO JUN. JUL.
∑ TEMP. AMBIENTE (º C) 288 958,5 881 762 664,5 955 984,5 773 850,5 818,5 245,5
MÉDIAS TÉRMICAS 26,18 25,9 27,53 27,21 27,68 27,28 26,6 25,76 25,77 23,38 22,31
Quadro da temperatura ambiente na mata - 1999/2000. Temperatura ambiente na mata 1999/2000
0 10 20 30
SET. NOV . JAN. MAR . MAI O JUL.
Temperatura em ºC
Quanto aos dados de infiltração da água no solo, os resultados foram diferenciados. Na área semi aberta que possui solo sem cobertura vegetal e por ser bastante compactado devido ao constante pisoteio, o solo absorveu cerca de 126,93ml de água em intervalo de 30’; na mata, onde o solo é protegido por vegetação e matéria orgânica (serrapilheira) toda a água contida no infiltrômetro, que eqüivale a 1120ml, foi absorvida em 30’’2, o que implica dizer que a vegetação é um fator de grande importância para o solo, especialmente pelo fato dela proteger, mesmo contra certos efeitos, aqueles ocasionados pelas chuvas excessivas.
No tocante ao índice de pluviosidade, a área semi aberta apresentou índices inferiores aos da mata. Acreditamos que esses valores são resultantes da efetiva participação da copa das árvores que servem como fonte canalizadora de água, fazendo com que a água escoe diretamente para o interior do instrumento.
MESES NOV. DEZ. JAN. FEV. MAR. ABR. MAIO JUN. JUL.
PRECIPITAÇÃO (mm) 8 24 45 141 87 147 312 562,4 259
MÉDIA ARITMÉTICA 8 4,8 15 17,62 9,66 11,3 31,2 29,6 21,58
Quadro de precipitação no campo semi-aberto 1999/2000.
MESES NOV. DEZ. JAN. FEV. MAR. ABR. MAIO JUN. JUL.
PRECIPITAÇÃO (mm) 18 24 21 167 124 223 560 557 227
MÉDIA ARITMÉTICA 18 6 21 23,85 15,5 20,27 50,9 32,76 18,91
Quadro de precipitação na mata - 1999/2000.
No que diz respeito à temperatura do solo nu e da serrapilheira, tanto na área semi-aberta como na área florestal, os dados da serrapilheira foram relativamente superiores ao da área semi aberta, o que nos leva a deduzir que ela é um bom condutor de calor.
MESES SET. OUT. NOV. DEZ. JAN. FEV. MAR. ABR. MAIO JUN. JUL.
UMIDADE RELATIVA % 875 2891 2465 2211 1847 2776 3092 2592 2755 3023 981 MÉDIA ARITMÉTICA 79,54 78,13 77,03 78,96 76,95 79,31 83,56 86,4 83,48 86,37 89,18 Quadro da umidade relativa na mata - 1999/2000.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Mediante a amostragem obtida nesse lapso de tempo que a diferença microclimática não apresenta resultados muito acentuados, porém, quando se leva em consideração a proximidade e o tamanho das áreas, podemos considerar que os resultados apresentam proporções muito grandes. Os respectivos dados são modelos que expressam a importância de se preservar os ilhamentos florestais e até mesmo de se criar corredores de árvores entre as ilhas no campus, visto que esta tem o poder de contribuir de forma significativa para amenização do mesocroclima do campus.
Ressaltamos que o referente trabalho não se encontra na sua fase final, mas que este é apenas o início de uma pesquisa que se prolongará por cerca de dois anos e meio e ainda se encontra nos 09 primeiros meses.
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