Análise do comportamento térmico da superfície de aglomerado urbano da região metropolitana de Curitiba durante os anos de 1985 a 2010 a partir do satélite LANDSAT-5

Abstract

Resumo: A temperatura da superfície terrestre está diretamente relacionada às características dos materiais que a compõem e sua interação com a radiação eletromagnética refletida e emitida sobre diferentes geometrias que variam ao longo do tempo e do espaço. Neste sentido, o presente estudo tem como objetivo analisar o comportamento térmico da superfície do Aglomerado da Região Metropolitana de Curitiba (AU-RMC) durante os anos de 1985 a 2010, tendo como finalidade compreender a relação entre as formas de ocupação urbana e a temperatura de superfície (TS) em diferentes condições de insolação, as quais podem ser detectadas por sensoriamento remoto. Para atender este objetivo, empregou-se neste estudo o uso de imagens captadas pelo satélite Landsat-5. As modificações da cobertura da superfície foram detectadas pelo Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) com o intuito de identificar a intensidade da cobertura vegetal e por contraste as áreas com ausência desta. A TS foi obtida a partir da banda 6 (infravermelho termal) com base no inverso da Lei de Planck. Para interpretação da TS foram empregados os dados disponíveis das estações meteorológicas de Curitiba e Pinhais/PR. Durante os anos de 1985 a 2010, observou-se a redução da vegetação e significativo aumento de TS para estas áreas. No contexto sazonal, os resultados revelam dois padrões térmicos para a superfície do AU-RMC, apresentando maior amplitude térmica entre as superfícies para os dias relativos à primavera/verão e uma menor amplitude para os dias de outono/inverno. Em detalhe, foi observado que as áreas mais adensadas horizontalmente representam as TS mais elevadas, formando ilhas de calor de superfície (ICS) mais intensas em relação às circundantes. As áreas vegetadas atuaram como ilhas de frescor de superfície (IFS). Para avaliação da remoção dos efeitos causados pela atmosfera comparou-se o método adotado neste estudo com um método com correção atmosférica para o dia 19/11/2010. No geral, os resultados fornecem subsídios para uma melhor compreensão do clima urbano de cidades que apresentam características semelhantes ao AU-RMC.

Abstract: The land surface temperature is directly related to the characteristics of the materials that compose it and their interaction with the reflected and transmitted on different geometries that vary over time and space electromagnetic radiation. In this sense, the present study aims to analyze the thermal behavior of the surface of the Urban Aglomeration of the Metropolitan Region of Curitiba (AU-RMC) during the years 1985 to 2010, and aims to understand the relationship between the forms of urban occupation and surface temperature (TS) in different conditions of heat stroke , which can be detected by remote sensing. To meet this goal, we employed in this study using images taken by the Landsat-5. The changes of surface coverage were detected by the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) in order to identify the intensity of plant cover and by contrast the areas without this. TS was obtained from the band 6 (thermal infrared) based on the inverse of Planck's Law. For interpretation of the TS data available from meteorological stations Curitiba and Pinhais/ PR were employed. During the years 1985-2010, there was a reduction of vegetation and significant increase in TS for these areas. In the seasonal context, the results reveal two thermal patterns to the surface of AU- RMC, with a larger thermal amplitude between the surfaces for days on the spring / summer and a smaller amplitude to the days of fall / winter. In particular, it was observed that the more densely populated areas represent the highest horizontally TS, forming surface islands of heat (ICS) more intense in relation to the surrounding. The vegetated areas acted as islands of freshness surface (IFS). To evaluate the removal of the effects caused by the atmosphere compared the method adopted in this study with a method with atmospheric correction for the day 19/11/2010. Overall, the results provide information for a better understanding of urban climate of cities that have similar characteristics to the AU-RMC.