Influência da urbanização nas variáveis meteorológicas dos municípios de Curitiba e Colombo no período de 2017 a 2020

Abstract

Resumo : A cidade muda o seu clima conforme as mudanças em sua superfície, ou seja, com a retirada da vegetação e o crescimento urbano sem planejamento, o que eleva a temperatura, modifica a passagem do vento, diminui a umidade relativa e a infiltração da água pluvial, conforme o avanço da superfícies impermeáveis e construções de edificações. O objetivo deste estudo foi comparar o histórico de dados meteorológicos no período de 2017 a 2020 obtidos pelas estações meteorológicas de Curitiba e Colombo, a fim de avaliar o quanto a urbanização influencia no microclima destes municípios, visto que, as duas estações encontram-se sobrepostas e em tese representam o mesmo ambiente. As variáveis meteorológicas analisadas diariamente foram: pressão atmosféricas às 13 horas (mmHg), temperaturas média, máxima e mínima (ºC), umidade relativa do ar média e às 13 horas (%), razão de mistura às 13 horas (g de vapor d'água/kg de ar seco) e precipitação mensal (mm). Foi realizado o cálculo das variáveis e a plotagem em gráficos dos resultados de Curitiba e Colombo e, logo após, uma sobreposição dos dados, análise estatística e de regressão linear, e por último uma avaliação do comportamento destas variáveis. Os resultados mostraram que Colombo e Curitiba obtiveram valores médios de temperatura média igual a 17,5 e 18,4 ºC, respectivamente, e a taxa de tendência indicou que em Colombo (-0,11 ºC/ano) esta variável diminuiu com mais intensidade em relação a Curitiba (-0,07 ºC/ano). Na temperatura máxima, Colombo e Curitiba obtiveram a mesma tendência de aumento (0,11 ºC/ano), diferenciando-se apenas pelas médias de 23,6 e 24,3 ºC, respectivamente. A temperatura mínima indicou que Colombo e Curitiba esfriaram ao mesmo tempo (-0,33 ºC/ano), e diferenciaram-se apenas pelas médias de 13,2 e 14,3 ºC, respectivamente. Na umidade do ar relativa média, Curitiba obteve valor médio de 68% e Colombo de 84,7%, e a taxa de tendência mostrou que em Colombo (-0,84 pp/ano) a variável diminuiu mais rapidamente quando comparada a Curitiba (-0,40 pp/ano). Em relação à umidade relativa às 13 horas, Curitiba (-1,28 pp/ano) perdeu umidade mais rapidamente em relação a Colombo (-1,20 pp/ano), além disso, suas médias foram de 52,5 e 66,3%, respectivamente. A taxa de tendência da razão de mistura às 13 horas indicou redução com a mesma intensidade nos dois municípios (-0,22 g de vapor d'agua/kg de ar seco), se diferenciando apenas em suas médias, onde Curitiba obteve 10,07 g de vapor d'agua/kg de ar seco e Colombo 11,81 g de vapor d'agua/kg de ar seco. Em relação à precipitação Curitiba assumiu uma média de volume acumulado igual a 115,8 mm/mês e Colombo de 120,1 mm/mês, e a taxa de tendência indicou que o índice de precipitação diminuiu com maior intensidade em Colombo (-0,41 mm/mês/ano) em relação a Curitiba (-0,22 mm/mês/ano). De modo geral, foi verificada uma tendência de aumento da amplitude das variáveis meteorológicas, no entanto, urbanização afetou de maneira mais significativa os valores médios, com Curitiba sendo mais quente e mais seca em relação ao município vizinho.

Abstract : The city's climate changes according to modifications in its surface, caused by vegetation removal and the unplanned urban growth, resulting in a higher temperature, affecting the wind flow, reducing the relative humidity and the water infiltration in the soil as the number of impermeable surfaces and constructions increases. Therefore, the goal of this paper was to compare the historical data acquired by the weather stations in the cities of Curitiba and Colombo between 2017 and 2020, in order to analyze the urbanization effects, since both station represents the same microclimate. The meteorological variables analyzed were: atmospheric pressure at 1 PM (mmHg), average, maximum and minimum temperatures (ºC), average relative humidity of the air and at 1 PM (%), mixing ratio at 1 PM (g of water vapor/ Kg of dry air) and monthly precipitation (mm). The variables were calculated and plotted overlapping both cities' data, then, a statistical analysis, linear regression and behavior analysis were performed. The results showed that Colombo and Curitiba had mean values for temperature of 17,5 and 18,4 ºC, respectively, while the trend indicated that in Colombo (-0,11 ºC/year) that variable decreased faster than Curitiba (-0,07 ºC/year). For the maximum daily temperature, Colombo and Curitiba had the same increasing trend (0,11 ºC/year), distinguished by the mean values, of 23,6 and 24,3 ºC, respectively. The minimum temperature indicated that both cities are cooling with the same rate (-0,33 ºC/year), distinguished, again, by the mean values, of 13,2 and 14,3 ºC, respectively. For the average relative humidity of the air, Curitiba had a mean value of 68 % while Colombo had 84,7 %, the trend showed that in Colombo (-0,84 pp/year) that variable decreases faster than Curitiba (-0,40 pp/year). With respect to the relative air humidity at 1 PM, Curitiba (-1,28 pp/year) lost humidity faster than Colombo (-1,20 pp/year), the mean values were 52,5 and 66,3 5 respectively. The trend rate for the mixing ratio at 1 PM indicated a reduction with the same value for both cities (-0,22 g of water vapor/Kg of dry air/year), the difference was only seen in the mean values, Curitiba with 10,07 g of water vapor/Kg of dry air and Colombo with 11,81 g of water vapor/ Kg of dry air. With respect to the precipitation, Curitiba had a mean value of 115,8 mm/month, while Colombo had 120,1 mm/month, the changing rate indicated a faster decrease in Colombo (-0,41 mm/month/year) than Curitiba (-0,22 mm/month/year). Overall, the analysis showed an increasing variable amplitude tendency of the meteorological variables, however, the urbanization affected more drastically the mean values, showing that Curitiba is hotter and dryer than Colombo.