As mudanças no uso e cobertura da terra e sua Influência na geração de ilhas de calor urbana da superfície e conforto térmico em João Pessoa, Paraíba

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Regiane Aparecida de Souza e
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/21498
Resumo: Changes in the urban landscape caused by urbanization in urban centers cause changes in land use and coverage, which impact the urban microclimate and generate problems for the well-being of the population. Among the changes resulting from urbanization, it can be mentioned that the formation of urban surface heat islands is one of the most studied phenomena with regard to the urban climate. The occurrence of this phenomenon is related to changes in the type of land use and coverage, such as the replacement of green areas by impermeable materials, such as concrete, glass, and pavements, which have greater heat absorption, which increases temperatures in urban centers in relation to natural areas. Thus, the aim of this study is to analyze the long-term spatial dynamics of the impact of recent changes in urbanization on the generation of urban surface heat islands in the city of João Pessoa, Paraíba, Brazil. For this purpose, the following methods and products were used: (a) classification of land use and coverage of three satellite images from Landsat 5 (1991, 2006 and 2010) and one from Landsat 8 (2018), (b) signature for each category of land use determined by means of MODIS satellite images for the years 2011 to 2018 obtained by the Google Earth Engine (GEE) platform, (c) determination of the vegetation index by normalized difference (NDVI) and the index of vegetation adjusted to the soil (SAVI) to determine a relationship between the thermal behavior and the characteristics of each category of land use, (d) observed temperature and air humidity data collected in 9 climatological stations and from Instituto Nacional de Meteorologia from Brazil (INMET) for the period 2011 (January-March; June-August) and 2018 (January-September), and (e) calculating thermal discomfort using the Thom Discomfort Index (TDI). The results obtained show that during the 27 years studied there was an increase in the urban area, in which the period from 2006 to 2010 was the period where there was the greatest increase in this class of land use. Regarding the air temperature obtained in the field, higher values were obtained for the year 2018, in the dry periods (summer) and during the day. Based on the results, a considerable increase in discomfort for the daytime is observed in the urbanized areas of the city in the 2011 - 2018 interval. In relation to the formations of the heat islands, the spatiotemporal observation shows a concentration along the built areas and in an opposite way the green areas and water bodies functioned as cool islands. Statistical parameters were used to evaluate the approximation of field data with satellite data, resulting in a better performance of Landsat data compared to MODIS data in the microscale.
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The occurrence of this phenomenon is related to changes in the type of land use and coverage, such as the replacement of green areas by impermeable materials, such as concrete, glass, and pavements, which have greater heat absorption, which increases temperatures in urban centers in relation to natural areas. Thus, the aim of this study is to analyze the long-term spatial dynamics of the impact of recent changes in urbanization on the generation of urban surface heat islands in the city of João Pessoa, Paraíba, Brazil. For this purpose, the following methods and products were used: (a) classification of land use and coverage of three satellite images from Landsat 5 (1991, 2006 and 2010) and one from Landsat 8 (2018), (b) signature for each category of land use determined by means of MODIS satellite images for the years 2011 to 2018 obtained by the Google Earth Engine (GEE) platform, (c) determination of the vegetation index by normalized difference (NDVI) and the index of vegetation adjusted to the soil (SAVI) to determine a relationship between the thermal behavior and the characteristics of each category of land use, (d) observed temperature and air humidity data collected in 9 climatological stations and from Instituto Nacional de Meteorologia from Brazil (INMET) for the period 2011 (January-March; June-August) and 2018 (January-September), and (e) calculating thermal discomfort using the Thom Discomfort Index (TDI). The results obtained show that during the 27 years studied there was an increase in the urban area, in which the period from 2006 to 2010 was the period where there was the greatest increase in this class of land use. Regarding the air temperature obtained in the field, higher values were obtained for the year 2018, in the dry periods (summer) and during the day. Based on the results, a considerable increase in discomfort for the daytime is observed in the urbanized areas of the city in the 2011 - 2018 interval. In relation to the formations of the heat islands, the spatiotemporal observation shows a concentration along the built areas and in an opposite way the green areas and water bodies functioned as cool islands. Statistical parameters were used to evaluate the approximation of field data with satellite data, resulting in a better performance of Landsat data compared to MODIS data in the microscale.NenhumaAs alterações na paisagem urbana provocadas pela urbanização provocam mudanças no uso e cobertura da terra que impactam o microclima urbano e geram problemas para o bem-estar da população. Dentre as mudanças decorrentes da urbanização, pode-se citar que a formação de ilhas de calor urbanas de superfície que é um dos fenômenos mais estudados relacionados ao clima urbano. A ocorrência deste fenômeno está relacionada às mudanças no tipo de uso e cobertura da terra, como a substituição de áreas verdes por materiais impermeáveis, a exemplo do concreto, do vidro, e dos pavimentos, que possuem maior absorção de calor, o que eleva as temperaturas nos centros urbanos em relação às áreas naturais. Assim, o objetivo deste estudo é analisar a dinâmica espacial de longo prazo do impacto das mudanças recentes da urbanização na geração de ilhas de calor urbanas de superfície na cidade de João Pessoa, Paraíba, Brasil. Para este fim, foram utilizados os seguintes métodos e produtos: (a) classificação do uso e cobertura da terra de três imagens de satélite do Landsat 5 (1991, 2006 e 2010) e uma do Landsat 8 (2018), (b) assinatura térmica para cada categoria de uso da terra determinada mediante imagens de satélite do MODIS para os anos de 2011 a 2018, (c) determinação do índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) e do índice de vegetação ajustado ao solo (SAVI) para determinar uma relação entre o comportamento térmico e as características de cada categoria de uso da terra, (d) dados observados de temperatura e umidade do ar coletados em 9 estações climatológicas e do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) para o período de 2011 (janeiro-março; junho-agosto) e 2018 (janeiro-setembro), e (e) cálculo do desconforto térmico utilizando o Índice de Desconforto de Thom (IDT). Os resultados obtidos mostram que durante os 27 anos estudados ocorreu um aumento da área urbana, mais acentuado no período de 2006 a 2010. Em relação a temperatura do ar obtidas em campo, obteve-se maiores valores para o ano de 2018, nos períodos secos (verão) e durante o dia. Com base nos resultados observa-se um aumento considerável no desconforto para o período diurno nas áreas urbanizadas da cidade no intervalo 2011−2018. Em relação às formações das ilhas de calor, a observação espaçotemporal mostra uma concentração junto as áreas construídas e de modo oposto as áreas verdes e corpos hídricos funcionaram como ilhas de frescor. Para avaliar a aproximação dos dados de campo com dados de satélites foram utilizados parâmetros estatísticos, resultando em um melhor desempenho dos dados Landsat em comparação a dados MODIS na microescala.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia Civil e AmbientalPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil e AmbientalUFPBSilva, Richarde Marques dahttp://lattes.cnpq.br/1007409099917860Silva, Regiane Aparecida de Souza e2021-11-30T17:52:52Z2020-09-202021-11-30T17:52:52Z2020-06-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/21498porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2022-08-09T16:46:45Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/21498Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2022-08-09T16:46:45Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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