Uma ferramenta para cálculo da máxima intensidade da ilha de calor noturna

Abstract

O objetivo deste artigo é verificar a influência da geometria urbana na intensidade de ilhas de calor noturnas com uso de uma ferramenta computacional desenvolvida como extensão de um SIG. O método deste trabalho está dividido em três principais etapas: desenvolvimento da ferramenta, calibração do modelo e simulação de cenários hipotéticos com diferentes geometrias urbanas. Um modelo simplificado que relaciona as intensidades máximas de ilha de calor urbana (ICUmáx) com a geometria urbana foi incorporado à subrotina de cálculo e, posteriormente, adaptado para fornecer resultados mais aproximados à realidade de duas cidades brasileiras, as quais serviram de base para a calibração do modelo. A comparação entre dados reais e simulados mostraram uma diferença no aumento da ICUmáx em função da relação H/W e da faixa de comprimento de rugosidade (Z0). Com a ferramenta já calibrada, foi realizada uma simulação de diferentes cenários urbanos, demonstrando que o modelo simplificado original subestima valores de ICUmáx para as configurações de cânions urbanos de Z0 < 2,0 e superestima valores de ICUmáx para as configurações de cânions urbanos de Z0 ≥ 2,0. Além disso, este estudo traz como contribuição à verificação de que cânions urbanos com maiores áreas de fachadas e com alturas de edificações mais heterogêneas resultam em ICUmáx menores em relação aos cânions mais homogêneos e com maiores áreas médias ocupadas pelas edificações, para um mesmo valor de relação H/W. Essa diferença pode ser explicada pelos diferentes efeitos na turbulência dos ventos e nas áreas sombreadas provocados pela geometria urbana.

The aim of this paper is to verify the influence of urban geometry in the intensity of nocturnal heat islands using a computational tool developed as an extension of a GIS. The method is divided into three main stages: development of the tool, calibration of the model, and simulation of hypothetical scenarios with different urban geometries. A simplified model that relates the maximum intensities of urban heat island (ICUmáx) with urban geometry was incorporated into the sub-routine and subsequently adapted to provide reliable results in relation to two Brazilian cities, which were the basis for the model calibration. A comparison between real and simulated data show a difference in the growth of the ICUmáx as a function of H/W ratio and of the roughness length range (Z0). With the previously calibrated tool, a simulation of different urban settings was performed, demonstrating that the original simplified model underestimates ICUmáx values for urban canyons settings of Z0 < 2,0 and overestimates ICUmáx values for urban canyons settings of Z0 ≥ 2,0. In addition, this study brings a contribution to finding that urban canyons with larger areas of facades and more heterogeneous heights of buildings result in lower ICUmáx in relation to more homogeneous canyons with highest average areas occupied by the buildings, for the same H/W ratio. This difference can be explained by the different effects on the turbulence of the wind and the shaded areas caused by urban geometry.