VARIAÇÕES DE TEMPERATURA E UMIDADE RELATIVA DO AR EM ÁREAS URBANAS, RURAIS E FRAGMENTOS FLORESTAIS NO MUNICÍPIO DE TEÓFILO OTONI (MG)

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VARIAÇÕES DE TEMPERATURA E UMIDADE RELATIVA DO AR EM ÁREAS

URBANAS, RURAIS E FRAGMENTOS FLORESTAIS NO MUNICÍPIO DE

TEÓFILO OTONI (MG)

FABRÍCIO LISBOA VIEIRA MACHADO

CARLOS HENRIQUE JARDIM

RESUMO

O município de Teófilo Otoni, inserido em bacia hidrográfica econômica e ecologicamente importante para o nordeste de Minas Gerais, ainda não fora alvo de pesquisas climatológicas. Diante disso, o presente estudo teve como objetivo realizar um diagnóstico preliminar do clima a partir de comparações simultâneas de temperatura e umidade relativa do ar em fragmentos florestais, rurais e em espaços urbanos do município. Para mensuração das variáveis climáticas no período de dezembro de 2014 e fevereiro de 2015 foram utilizados sensores tipo data logger (modelo ICEL HT-4000) e dados de estação meteorológica da rede oficial. As variações dos atributos climáticos mostraram a importância da manutenção e recuperação das áreas naturais do município.

Palavras-Chave: temperatura do ar; umidade relativa; uso da terra.

ABSTRACT

The city of Teófilo Otoni, inserted in economic and ecologically important watershed to the northeast of Minas Gerais, had not yet been the subject of climatological research. Therefore, this study aimed to carry out a preliminary diagnosis climate from simultaneous comparisons temperature and relative humidity in forest, rural fragments and urban areas of the municipality. To measure climate variables between December 2014 and February 2015 were used data logger type sensors (ICEL HT-4000 model) and weather station data from the official network. Changes in climatic attributes showed the importance of maintenance and recovery of natural areas of the municipality.

Keywords: air temperature; relative humidity; landscape use.

1 – Introdução

As variações dos elementos climáticos podem ser utilizadas como indicadores de alteração ambiental. Questões relativas ao conforto térmico, escassez de água, poluição atmosférica, entre outras, podem ser apoiadas pela análise climatológica, levando-se em consideração a variação de alguns dos atributos atmosféricos em interação com fatores de superfície, e estão entre alguns dos principais problemas que afetam os espaços ocupados pelas sociedades humanas.

As pesquisas brasileiras voltadas à interpretação dos fatores e elementos responsáveis pela organização do clima em microescala são relativamente escassas, sobretudo quando distante dos grandes centros urbanos. Exemplo disso é o município de Teófilo Otoni (Minas Gerais - Brasil), que mesmo inserido em bacia hidrográfica econômica e ecologicamente importante para a região nordeste do estado de Minas Gerais (bacia hidrográfica do rio Mucuri), ainda não fora alvo de pesquisas climatológicas.

1 _{Graduado em Geografia e acadêmico do programa de pós-graduação em Geografia IGC/UFMG}

(fabriciolvm@hotmail.com).

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Com uma população de aproximadamente 134 mil habitantes (IBGE, 2011), a cidade que é conhecida como a “Capital das Pedras Preciosas” está encaixada no vale do rio Todos os Santos (afluente do rio Mucuri), a 324 metros acima do nível do mar. As áreas de cabeceira do município são demarcadas via Decreto nº 29.589/1989 como de Proteção Especial, que em função da premissa da conservação dos mananciais agregadas a esta porção territorial, ainda se encontram resquícios de mata ciliar, além de fitofisionomias da Mata Atlântica nas cotas altimétricas mais elevadas.

No entanto, Teófilo Otoni assistiu elevado crescimento populacional, expansão da mancha urbana e exploração agropecuária durante as décadas de 80 e 90. Com isto, fora crescente a modificação das formas naturais e a supressão dos resquícios de vegetação de grande porte. Como consequência, prováveis alterações no balanço energético dessa área e de seu entorno (aumento do saldo de calor sensível, alterações nos padrões de advecção de ar, etc.) podem ter participado na reconfiguração do campo térmico e higrométrico do ar sobre as atuais áreas urbanas, rurais e florestais do município.

Assim sendo, a presente pesquisa tem como objetivo realizar um diagnóstico preliminar do clima a partir de comparações simultâneas dos valores de temperatura e umidade relativa do ar, mensurado em fragmentos florestais, rurais e espaços urbanos do município, com a finalidade de gerar elementos para quantificação dessas alterações.

2 – Material e Métodos

Os dados utilizados na análise foram obtidos a partir de estações amostrais instaladas em áreas selecionadas, que contemplavam distintos tipos de uso e ocupação da terra, cotas altimétricas e contextos geomorfológicos (figura 01). O aparato utilizado era composto por miniabrigos meteorológicos e sensores tipo data logger (modelo ICEL HT-4000), configurados para aquisição horária dos dados, durante o segmento temporal entre dezembro de 2014 a fevereiro de 2015, período habitualmente chuvoso no município (estimado a partir do cálculo do balanço hídrico).

A interpretação das imagens de satélite e cartas sinóticas do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (www.cptec.inpe.br) e da Marinha do Brasil (www.mar.mil.br) forneceram elementos à identificação dos sistemas atmosféricos.

Buscaram-se subsídios para a análise dos dados nas obras de Monteiro (1971; 1975; 2003) referentes, respectivamente, à “análise rítmica” e no “Sistema Clima Urbano”, considerando a sucessão dos tipos de tempo em interação com os fatores de superfície e componentes do balanço de energia e advecção ao ar, a partir da definição do canal termodinâmico que, de acordo com a proposta deste artigo, refere-se às variações de temperatura e umidade do ar.

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Figura 01. Localização das estações amostrais na área de estudo, Teófilo Otoni (MG). Organização: Fabrício L. V. Machado (2016).

3 – Resultados

A análise dos dados, em concomitância à interpretação das imagens de satélite e cartas sinóticas do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) e Marinha do Brasil, revelou a ação predominante do Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul (ASAS).

Conforme pode ser observado na figura 02, a baixa nebulosidade sobre o centro-norte do Brasil caracteriza a atuação desse sistema de alta pressão, cujo movimento descendente do ar enfraquece as correntes convectivas de superfície e inibe a formação de nuvens de alto desenvolvimento vertical, estreitamente ligadas à produção de chuvas. Além disso, a atmosfera desobstruída permite a entrada de radiação solar de forma direta, favorecendo forte aquecimento superficial diurno e rápida perda da energia de ondas longas (calor) no período noturno.

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Figura 02. Evolução dos sistemas atmosféricos no período entre 29-31/01/2015. Destaque ao predomínio do ASAS, precedido por sistema frontal. Imagens do satélite GOES-13, canal infravermelho 4, às 15h, e cartas sinóticas da Marinha do Brasil nos respectivos dias e horários.

Fonte: CPTEC/INPE (www.cptec.inpe.br); Marinha do Brasil (www.mar.mil.br). Organização: Fabrício L. V. Machado (2016).

Em função disso predominaram condições de tempo estáveis, cuja resposta térmica em superfície foi acompanhada de valores horário-diários de temperatura de elevada amplitude térmica: média de 14,1°C na área urbana; 12,6°C em leito fluvial com vegetação; 11,9°C em área de pastagem rural.

A entrada de radiação solar direta sob condições de atmosfera desobstruída durante o dia, seguido do consequente aquecimento superficial, favoreceu o aumento do saldo de calor sensível, contribuindo para a elevação da temperatura do ar em área urbana (até 8,8°C mais quente do que as áreas rurais e florestais a partir de tomadas simultâneas). A tabela 01 resume o comportamento dos elementos climáticos mensurados.

No período noturno a perda radiativa favorece o declínio das temperaturas e o consequente aumento da umidade relativa do ar, quando foram verificados nas áreas florestais e rurais valores horários de até 29,6% mais elevados que nas áreas urbanas. Isso não somente foi justificado pelos diferentes tipos de uso da terra e pela capacidade de conservação do calor residual (mais expressivo na cidade), mas também pelos contextos

ASAS

ASAS

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topográficos no qual se inserem as estações, em patamar altimétrico mais elevado, como é o caso da EA4 situada em leito fluvial com vegetação, a 377 m de altitude.

Tabela 01. Resumo quantitativo das variáveis climáticas mensuradas nas estações amostrais da área de estudo em Teófilo Otoni no verão de 2014/2015.

Estação amostral T. méd. global (°C) U.R méd. global (%) T. máx. absoluta (°C) T. mín. absoluta (°C) U.R. Máx. absoluta (%) U.R. Mín. absoluta (%) Ampl. T. méd. (°C) Ampl. U.R méd. (%) EA 1 - Bairro Manoel Pimenta (periurbano; alt. 334 m). 28,7 52,5 42,0 20,9 87,7 12,5 14,1 45,9 EA4 - Leito fluvial (área florestal; alt. 377 m). 25,9 61,0 37,7 17,6 90,6 20,6 12,6 44,4 EA 5 - Pastagem em área rural (alt.

325 m).

26,3 60,0 37,1 17,8 88,9 18,2 11,9 45,8

Fonte: dados oriundos de trabalho de campo no município de Teófilo Otoni-MG. Organização: Fabrício L. V. Machado (2016).

As temperaturas do ar apresentaram média global de 25,9°C e 26,3°C, respectivamente, contra 28,7°C na área urbanizada, resultado da maior disponibilidade de água na atmosfera (transformação de calor sensível em calor latente) proveniente da vegetação e pela advecção de ar em fundo de vale.

O dia mais representativo das condições de tempo estável foi 30/01/2015 (figura 03). Não houve registro de precipitação e a situação era de bloqueio atmosférico, oriundo da atuação persistente do ASAS. Nesse dia, os menores valores de temperatura seguidos daqueles de umidade relativa do ar foram, respectivamente, 23,3°C e 71,6% na área urbana, 19°C e 81% no leito fluvial florestado e 19,1°C e 83% na área de pastagem. Já os maiores valores de temperatura ao lado daqueles de umidade relativa do ar foram de 42,0°C e 13% na área urbana, 37,7°C e 21% no leito fluvial florestado e 37,1°C e 19% na área de pastagem.

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Figura 03. Situações representativas de tempo estável (31/01) sob ação do ASAS e instável (06/02) sob influência da ZCAS. Imagens do satélite GOES-13, canal infravermelho 4, às 15h, e cartas

sinóticas da Marinha do Brasil nos respectivos dias e horários. Fonte: CPTEC/INPE (www.cptec.inpe.br); Marinha do Brasil (www.mar.mil.br).

Organização: Fabrício L. V. Machado (2016).

As condições verificadas confirmam aquelas expressas pela variação média dos atributos, típicos de clima urbano, resultado de balanço horário positivo e acúmulo de energia na forma de calor. A disposição dos edifícios na forma de malha contínua com poucos espaços intercalados desfavorecendo a ventilação, quase ausência de áreas verdes e propriedades térmicas dos materiais utilizados na construção civil com baixo valor de calor específico e elevada capacidade térmica intensificam a produção e armazenamento temporário de calor, aumentando os valores de temperatura.

Por outro lado, sob circunstâncias desfavoráveis à entrada de energia solar (tempo instável), com elevada nebulosidade e chuva, as diferenças de temperatura e umidade relativa do ar entre os postos da área urbana e rural-florestal foram atenuadas. O dia mais representativo dessa condição foi o dia 06/02/2015 (figura 03), quando o total diário precipitado registrou 23,5 mm (estação INMET convencional) sob atuação da ZCAS (Zona

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de Convergência do Atlântico Sul). Esta condição persistiu entre os dias 05 a 10/02, acumulando total de 95,1 mm de chuva. No dia 06/02, os menores valores de temperatura seguidos dos de umidade relativa do ar foram de 22,3°C e 87% na área urbana, 21,6°C e 91% no leito fluvial florestado e 22,1°C e 89% na área de pastagem. Já os maiores valores de temperatura e UR do ar neste dia, respectivamente, foram de 26,5°C e 67% na área urbana, 25,5°C e 73% no leito fluvial florestado e 26,2°C e 68% na área de pastagem.

A redução dos contrastes de temperatura e umidade relativa do ar deve-se à reduzida entrada de radiação direta, o que implica em menor disponibilidade de calor, aliada à forte advecção de ar. Nessas condições, o baixo saldo radiativo é redistribuído pelo sistema, atenuando ainda mais possíveis formações de núcleos mais aquecidos, ou seja, as condições de dissipação de calor são favorecidas nas circunstâncias descritas.

4 – Considerações finais

O primeiro aspecto a ser considerado refere-se à necessidade de identificação dos dias com condições favoráveis ou não à formação de núcleos com valores de temperaturas mais elevadas, principalmente em áreas urbanas, haja vista a maior concentração de habitantes nesse espaço. Embora os dados apresentados neste artigo restrinjam-se a período pouco superior a 30 dias consecutivos, entre dezembro e fevereiro de 2014/2015, com predomínio de condições relativas a tempo estável, a condição de tempo instável ao final do período de mensuração mostra sua eficácia na dissipação de calor e aumento da umidade relativa do ar pelo transporte advectivo de umidade. Em outras palavras, as condições de tempo atmosférico, que se trata em última análise de um recurso natural, devem ser consideradas no rol de instrumentos no planejamento urbano, aliado às demais formas de intervenção tecnológica humana.

Paralelo às condições de tempo atmosférico, outra forma importante de mitigação dos efeitos negativos do clima urbano no caso de Teófilo Otoni refere-se à implantação e ampliação de áreas verdes, acompanhadas de correto plano de manejo conforme discute Jardim (2010) e Lopes e Jardim (2012). Os materiais orgânicos em geral são péssimos condutores de calor (portanto, de reduzida capacidade de armazenamento de calor), além disso, parte do calor sensível disponível no ambiente é consumido pelo metabolismo vegetal e no processo de evapotranspiração, diminuindo o saldo de calor do ambiente. As superfícies de concreto e asfalto, ao contrário da vegetação, transformam-se em fontes de calor (fonte passiva) quando expostas à radiação solar, adicionando calor ao ambiente que é somado ao excedente natural dos trópicos, intensificando as condições de desconforto térmico em determinadas situações.

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5 – Referências

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Censo Demográfico 2010 - Características da população e dos domicílios: resultados do universo. Rio de Janeiro: IBGE, 2011.

JARDIM, C. H. Variações da temperatura do ar e o papel das áreas verdes nas pesquisas de climatologia urbana. Revista de Ciências Humanas, Viçosa, v.10, p.9-25, 2010.

LOPES, L. C. S; JARDIM, C. H. Variações de temperatura e umidade relativa do ar em área urbana e rural durante o segmento temporal de inverno de 2011 em Contagem e Betim (MG). Acta Geografica, v.1, p.205-221, 2012.

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