Simulação numérica com zonas climáticas locais da ilha de calor urbana na região Metropolitana de São Paulo

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Alves, Kellyssa Loren de Lima
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Ilha de calor urbana; Local Climate Zones; Urban heat island; WRF; Zonas Climáticas Locais
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14133/tde-10072025-153325/

A expansão das cidades tem se intensificado nas últimas décadas, acarretando impactos urbanos. A ilha de calor urbana (ICU), caracterizada pela temperatura mais elevada encontrada nas cidades em relação às áreas rurais circunvizinhas, é uma das consequências mais conhecidas da urbanização no clima em escala local. À vista disso, o objetivo geral deste trabalho é investigar a ocorrência de ICU na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), destacando a contribuição da morfologia urbana e das condições meteorológicas na evolução do fenômeno. Para tanto, utilizou-se o modelo numérico Weather Research and Forecasting (WRF) e a classificação do espaço urbano em Zonas Climáticas Locais (ZCL). Na RMSP, encontraram-se 8 classes de ZCL variando desde edificações altas e compactas com pouca vegetação (ZCL 1, na parte central da cidade de São Paulo) até edificações baixas e esparsas com presença de vegetação (ZCL 9, na parte periférica da RMSP). Realizaram-se simulações para os meses de setembro de 2014 a 2023, a fim de avaliar a variação espacial da temperatura do ar na RMSP e o comportamento da ICU em relação a pontos rurais distintos. Considerando todos os pontos urbanos, observou-se a maior temperatura média no período em Jardim Paulista (ZCL 1), com 21,5 ± 5,1 °C, e a menor em Ribeirão Pires (ZCL 6), com 18,7 ± 4,5 °C. Entretanto, verificou-se que locais com um mesmo tipo de ZCL, mas em diferentes regiões da RMSP apresentaram resultados distintos, indicando a existência de outros fatores além das características locais contribuindo para o padrão encontrado. Após uma análise dos pontos urbanos em 4 clusters, evidenciou-se um gradiente de temperatura de sudeste para noroeste na RMSP. Nos dias com condições meteorológicas propícias à ICU, isto é, dias sem nebulosidade e com ventos calmos, verificaram-se intensidades de ICU mais acentuadas. Os dias não propícios suavizaram as magnitudes, atingindo valores máximos 4,8 °C inferiores aos obtidos nos dias propícios. Além disso, identificou-se que o fenômeno é mais pronunciado no período noturno, com pico máximo, predominantemente, no horário de 18:00 HL. Ao longo do dia, as intensidades encontradas foram menores. Em relação aos pontos rurais, destaca-se a importância de considerar a localização dessas áreas ao avaliar a magnitude da ICU. Como a brisa marítima ameniza a temperatura do ar em locais mais próximos ao litoral, a ICU pode ser mais ou menos intensa dependendo da escolha do ponto rural. A comparação dos pontos urbanos com o ponto rural sudeste resultou em ICU mais intensa (atingindo diferenças de temperaturas de até 9,7 ± 2,6 °C às 18:00 HL nos locais mais quentes) do que aquela gerada com o ponto noroeste (5,0 ± 2,2 °C no mesmo horário para os mesmos locais). Os resultados da ICU obtidos a partir de dados de observação corroboram para essas constatações, ressaltando a relevância e o bom desempenho da modelagem atmosférica em estudos urbanos. Ademais, observou-se que áreas com maior densidade de construção e menor fator de visão do céu (ZCL 1 a 3) apresentaram menores reduções da magnitude da ICU ao fim do período noturno (06:00 HL) quando comparadas a áreas menos densas com construções mais esparsas (ZCL 6 e 9). Esses resultados indicam o efeito das edificações no maior armazenamento de calor e na liberação tardia, mantendo as áreas urbanas mais quentes e gerando diferenças intraurbanas de temperatura. Portanto, a análise da ICU deve considerar não só as condições meteorológicas da escala sinótica, mas também a circulação regional, o ponto rural de referência e a morfologia urbana.