A mapping study using remote sensing software called ENVI was conducted utilizing four software algorithms to investigate whether these techniques could accurately classify habitat types and vegetation communities along West Bay of the Galveston Bay Ecosystem from color infra-red (CIR) imagery. The algorithms were used in a small-scale study to investigate which of these techniques could most accurately distinguish habitat types and vegetation communities from the imagery at a site specific location. The most accurate algorithm of the four was used in a large-scale classification study in which entire images were classified utilizing the same data from the small-scale study. Regions of interest (ROIs) were used within ENVI to specify areas of interest within each image that was classified. The locations of ROIs were recorded using a GPS prior to classification, then each was added into ENVI as data points, and each ROI polygon was digitized according to its respective pixel color. Once all of the ROI polygons were completed, each software algorithm was employed. After classification, each habitat type and vegetation community was ground-truthed in order to verify the accuracy of the algorithms. The position points were added as ground truth points within ENVI and an accuracy matrix was assessed. The technique with the greatest averaged accuracy within the smallscale study was selected for the large-scale study. The ROIs and ground truth points used in the smallscale study were used again in the large-scale study. The small-scale study concluded that the Parallelepiped algorithm produced significantly less accurate classifications than the other three. Although the Mahalanobis algorithm was not significantly different from the other two algorithms, it yielded the highest overall average accuracy and was used in the large-scale study. In both the small-scale and large-scale studies there was no significant difference in the two different years of aerial imagery and there were no significant differences in accuracy for locations. None of the software algorithms were accurate at classifying habitat types and vegetation communities using the imagery. The accuracy for the Mahalanobis algorithm was less than 60%. Inaccuracies were largely due to overlapping spectral signatures among habitat types and vegetation communities.

Uma das conseqüências do aumento da população urbana e da modificação da paisagem é a alteração do clima local, criando um clima típico denominado clima urbano. Entender o clima urbano e buscar soluções para amenizar a influência de áreas construídas no clima de uma cidade é de grande interesse para a melhoria na qualidade de vida. Os modelos microclimáticos podem ser de grande utilidade no planejamento de cidades. Estes podem fornecer diretrizes para o planejamento arquitetônico, altura de edifícios, disposição de ruas e localização de áreas verdes trazendo um aumento do conforto térmico e dispersão de poluentes. O município de Ourinhos-SP está localizado no Sudoeste do Estado de São Paulo e faz divisa com o Estado do Paraná. Possui um clima do tipo subtropical, com inverno seco e verão chuvoso. O objetivo deste trabalho é analisar o clima urbano e o conforto térmico no município de Ourinhos, tendo para isso o modelo tridimensional ENVI-met como ferramenta principal de simulação das variáveis meteorológicas. Esse modelo possibilita a análise da temperatura do ar, umidade relativa do ar, direção e velocidade do vento além dos índices de conforto térmico PMV (Predicted Mean Vote) e PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) tendo por base a configuração da cidade. Efetuaram-se simulações para três áreas no município de Ourinhos, sendo duas no interior da área urbana e uma área suburbana. As simulações ocorreram para os dias 10/06/2009, inverno na região e dia 15/02/2010, situação de verão. Para o ponto situado no centro da cidade realizou-se, além da situação real, três simulações distintas alterando a estrutura através do aumento da altura das edificações, através da retirada das edificações da quadra central e instalação de um parque com vegetação rasteira e árvores e por meio da rotação da planta baixa da área urbano denso de 76º, onde a avenida principal antes com orientação NNO/SSE passa a ter orientação L/O. Pode-se observar que o modelo simula com razoável precisão as temperaturas obtidas em comparação aquelas medidas nas estações e através do coeficiente de determinação obteve-se que estes são significativos. Estes estudos mostraram que existe uma forte correlação entre a parte física da cidade (ruas, edificações e vegetação) e o conforto térmico humano. A situação de conforto para o verão e inverno é bastante diferenciada. Na análise dos índices de conforto PMV e PPD, no inverno somente a área urbano permeável não apresentou nenhuma área dentro dos limites de conforto estipulado pela norma ISSO 7730. No verão, a área urbano denso para a situação real e com aumento das edificações e a área expansão urbana apresentaram reduzidas áreas de conforto. As demais áreas, tanto no inverno quanto no verão apresentaram-se desconfortáveis. As propostas de modificação feitas, neste trabalho, não foram suficientes para mitigar o desconforto térmico das áreas urbanas abertas. / The increasing urban population and the modification of the landscape bring forth one consequence, the local climate change, developing a typical urban climate, known as urban climate. Understanding the urban climate and seek solutions to mitigate the influence of the buildings in the environment in a city is of great interest for improving the quality of life. The microclimatic models can be very useful in planning the cities. They can provide guidelines for the architectural planning, building heights, street layout and location of green areas by bringing in an increase in thermal comfort and pollutant dispersion. Ourinhos county is located in the southwestern state of Sao Paulo and is bordered by the state of Parana. It has a subtropical type climate with dry winter and rainy summer. This study aims to analyze the urban climate and thermal comfort in the city, using on this purpose the three-dimensional model ENVI-met as a main tool for simulation of meteorological variables. This model enables the researcher to analyze the temperature, relative humidity, wind direction, wind intensity and the thermal comfort indices PMV (Predicted Mean Vote) and PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) based on the configuration of the city. We carried out simulations in three areas in Ourinhos, two within the urban area and another in a suburban area. The simulations occurred at 10/06/2009, winter days in the region and 15/02/2010, the summer situation. The simulations took place at the center of the city, besides the actual situation, three different simulations, altering the structure by increasing the height of buildings, through the removal of buildings from the central block, a park with trees and creepers and by turning the ground floor of dense urban area of 76º, where the main avenue with prior oriented NNW / SSE direction is replaced by E / O. As observed, the model explains well the temperature obtained by comparison with those in the stations. Through the coefficient of determination it was found that these are significant. These studies showed that There is a strong correlation between the physical part of the city (streets, buildings and vegetation) and human thermal comfort. Summer and winter comfort situation is very different. Analyzing the comfort indices PMV and PPD in the winter, only the permeable urban area did not show any area within the comfort limits stipulated by ISO standard 7730. In summer, the dense urban area onto the actual situation and the increase of buildings and urban expansion area showed little comfort zones. The remaining areas, in both winter and summer were uncomfortable. Proposed changes made in this work were not enough to alleviate the discomfort of urban open areas.

Uma das conseqüências do aumento da população urbana e da modificação da paisagem é a alteração do clima local, criando um clima típico denominado clima urbano. Entender o clima urbano e buscar soluções para amenizar a influência de áreas construídas no clima de uma cidade é de grande interesse para a melhoria na qualidade de vida. Os modelos microclimáticos podem ser de grande utilidade no planejamento de cidades. Estes podem fornecer diretrizes para o planejamento arquitetônico, altura de edifícios, disposição de ruas e localização de áreas verdes trazendo um aumento do conforto térmico e dispersão de poluentes. O município de Ourinhos-SP está localizado no Sudoeste do Estado de São Paulo e faz divisa com o Estado do Paraná. Possui um clima do tipo subtropical, com inverno seco e verão chuvoso. O objetivo deste trabalho é analisar o clima urbano e o conforto térmico no município de Ourinhos, tendo para isso o modelo tridimensional ENVI-met como ferramenta principal de simulação das variáveis meteorológicas. Esse modelo possibilita a análise da temperatura do ar, umidade relativa do ar, direção e velocidade do vento além dos índices de conforto térmico PMV (Predicted Mean Vote) e PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) tendo por base a configuração da cidade. Efetuaram-se simulações para três áreas no município de Ourinhos, sendo duas no interior da área urbana e uma área suburbana. As simulações ocorreram para os dias 10/06/2009, inverno na região e dia 15/02/2010, situação de verão. Para o ponto situado no centro da cidade realizou-se, além da situação real, três simulações distintas alterando a estrutura através do aumento da altura das edificações, através da retirada das edificações da quadra central e instalação de um parque com vegetação rasteira e árvores e por meio da rotação da planta baixa da área urbano denso de 76º, onde a avenida principal antes com orientação NNO/SSE passa a ter orientação L/O. Pode-se observar que o modelo simula com razoável precisão as temperaturas obtidas em comparação aquelas medidas nas estações e através do coeficiente de determinação obteve-se que estes são significativos. Estes estudos mostraram que existe uma forte correlação entre a parte física da cidade (ruas, edificações e vegetação) e o conforto térmico humano. A situação de conforto para o verão e inverno é bastante diferenciada. Na análise dos índices de conforto PMV e PPD, no inverno somente a área urbano permeável não apresentou nenhuma área dentro dos limites de conforto estipulado pela norma ISSO 7730. No verão, a área urbano denso para a situação real e com aumento das edificações e a área expansão urbana apresentaram reduzidas áreas de conforto. As demais áreas, tanto no inverno quanto no verão apresentaram-se desconfortáveis. As propostas de modificação feitas, neste trabalho, não foram suficientes para mitigar o desconforto térmico das áreas urbanas abertas. / The increasing urban population and the modification of the landscape bring forth one consequence, the local climate change, developing a typical urban climate, known as urban climate. Understanding the urban climate and seek solutions to mitigate the influence of the buildings in the environment in a city is of great interest for improving the quality of life. The microclimatic models can be very useful in planning the cities. They can provide guidelines for the architectural planning, building heights, street layout and location of green areas by bringing in an increase in thermal comfort and pollutant dispersion. Ourinhos county is located in the southwestern state of Sao Paulo and is bordered by the state of Parana. It has a subtropical type climate with dry winter and rainy summer. This study aims to analyze the urban climate and thermal comfort in the city, using on this purpose the three-dimensional model ENVI-met as a main tool for simulation of meteorological variables. This model enables the researcher to analyze the temperature, relative humidity, wind direction, wind intensity and the thermal comfort indices PMV (Predicted Mean Vote) and PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) based on the configuration of the city. We carried out simulations in three areas in Ourinhos, two within the urban area and another in a suburban area. The simulations occurred at 10/06/2009, winter days in the region and 15/02/2010, the summer situation. The simulations took place at the center of the city, besides the actual situation, three different simulations, altering the structure by increasing the height of buildings, through the removal of buildings from the central block, a park with trees and creepers and by turning the ground floor of dense urban area of 76º, where the main avenue with prior oriented NNW / SSE direction is replaced by E / O. As observed, the model explains well the temperature obtained by comparison with those in the stations. Through the coefficient of determination it was found that these are significant. These studies showed that There is a strong correlation between the physical part of the city (streets, buildings and vegetation) and human thermal comfort. Summer and winter comfort situation is very different. Analyzing the comfort indices PMV and PPD in the winter, only the permeable urban area did not show any area within the comfort limits stipulated by ISO standard 7730. In summer, the dense urban area onto the actual situation and the increase of buildings and urban expansion area showed little comfort zones. The remaining areas, in both winter and summer were uncomfortable. Proposed changes made in this work were not enough to alleviate the discomfort of urban open areas.

The Caspian Region includes the Caspian Sea and five littoral states: Azerbaijan, Iran, Turkmenistan, Kazakhstan and Russian. 40% of the Caspian coastal zone is arid, 69% of this territory undergone desertification according to international reports. Among the reasons are soil erosion caused by water, wind and irrigation, the salinization of soil, intense bioresources usage, and soil pollution due to oil extraction and production. Desertification is a serious problem, at global, national and local scales. It is important to know what should be sustained or developed in order to protect land from desertification. The generalization of data over desertification processes in Caspian countries, studying the dynamics of this process in space and time could help facilitate measures to counter regional desertification. To understand Caspian Region coastal desertification phenomenon, vegetation cover satellite images for the years 1982 – 2006 were investigated to give map vegetation changes over time. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) data for this study was derived from the Global Inventory Modeling and Mapping Studies (GIMMS) dataset, with the spatial resolution of 8 km. A coastal strip 160 km from the coast, divided by countries, was investigated. Theanalyses were focused on extent and severity of vegetation cover degradation, and possible causes such as landscape, land use history and culture, climatic changes and policies. The aim was to address questions related to desertification phenomenon, by focusing on Caspian Region time-series of vegetation cover data and investigation patterns of desertification in the region. In this study evidence of land degradation in the Caspian Region countries was found to occur on local scales or sub-national scales rather than across the regional as a whole. Changes in vegetation cover revealed by AVHRR NDVI appeared to be reversible in character and were dependent on the climate conditions, and anthropogenic impact in approximately equal proportions.

Os efeitos ambientais negativos da urbanização podem ser mitigados pela presença de espaços verdes dentro e ao redor das cidades. Os elementos mais valiosos de tais áreas são reconhecidamente as árvores. Entretanto, existem também alguns riscos associados com a sua presença, os quais expressam a possibilidade de queda da árvore ou de seus galhos por perda de resistência biomecânica, resultando em perigo de morte e estragos a propriedades, bens e infraestrutura. Nesse sentido, a tomografia de impulso tem se mostrado como uma técnica bastante eficaz em detectar fragilidades biomecânicas no lenho. Considerando ainda que o vento é a principal força dinâmica atuante na copa das árvores, este estudo se propôs a (a) simular o comportamento dos ventos sobre a região do Parque Zoobotânico do Museu Paraense Emílio Goeldi, localizado em Belém-PA, durante quatro eventos de chuvas e ventos fortes usando o ENVI-met, (b) quantificar a perda de resistência biomecânica através da tomografia de impulso em 12 árvores presentes no referido parque e (c) identificar as árvores que possuem um maior risco de queda. Os modelos gerados pelo ENVI-met foram capazes de mostrar zonas de turbulência atuando sobre a copa das árvores tomografadas, e levando em conta a perda de resistência biomecânica, o Guajará foi identificado como apresentando o maior risco de queda entre todas as árvores estudadas. Concluiu-se que o ENVI-met prestou-se perfeitamente para a identificação de zonas de turbulência atuando na copa das árvores. Uma vez conhecidas essas turbulências e considerando a perda de resistência biomecânica acusada pela tomografia, ações de manejo pontuais podem ser propostas e executadas visando diminuir o risco de queda de árvores por ventos fortes em eventos futuros. / Negative environmental effects of urbanization can be mitigated by the presence of green spaces in and around cities. The most valuable elements of such green spaces are considered to be trees. Nonetheless, trees can pose some risks, which encompass the likelihood of mechanical failure of trunk or branches, causing injury to people or damaging buildings and properties. Accordingly, impulse tomography has proven to be a very effective technique in detecting biomechanical weaknesses in the wood. Considering wind as the main dynamic force acting on the tree crown, this study aimed to (a) simulate the behavior of winds over the region of the Goeldi Museum (located in Belém, Pará State, Brazil) during four events of heavy rain and strong winds using the ENVI-met software, (b) quantify the loss of biomechanical resistance for 12 trees located at the Museum and (c) identify trees with high possibility of failure. The models generated by ENVI-met were able to find areas of turbulence influencing the canopy of those trees. Together with the loss of biomechanical resistance, it was possible to identify the Guajará as having the greatest risk of failure among all the analyzed trees. It was concluded that ENVI-met represents a great tool in the identification of turbulence areas that influence trees. Once these areas are identified, and considering the loss of biomechanical resistance given by the impulse tomography, punctual management actions can be proposed and put into action for the sake of reducing risk of failure in future events of strong winds.

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:12:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF14MA017.pdf: 394745 bytes, checksum: c1827ef1d01e5069a7ca04ba452e1da7 (MD5) Previous issue date: 2014-06-26 / Proposals for the determination of seed quality through analysis of digital images of seeds and seedlings have been used in order to obtain objective information in a relatively short period. However, its effectiveness depends mainly on the type and adequacy of the procedures. Thus, the aim of this work to: 1) evaluate the efficiency of the software ENVI EX and QUANTUM GIS in the measurement of seed of Pinus taeda, replacing the conventional method; 2) determine the influence of size, assessed by image analysis, the physiological quality of seeds of Eucalyptus saligna, Eucalyptus and Pinus taeda dunnii.; 3) verify the efficiency of the software ENVI EX and QUANTUM GIS in the classification of seed vigor through analysis of digital images of seedlings of Eucalyptus saligna and E. dunnii, replacing the conventional method. To meet the objectives 1 and 2, the seeds were arranged on a graph paper and then photographed and analyzed using the ENVI EX and Quantum GIS programs, for the classification of seeds. The seeds of Pinus taeda, before being photographed, were measured with the aid of a digital caliper (conventionally), for comparison with the results obtained by the software. Then the seeds were germinated, separated by size classes, plus control (unrated). To meet the objective 3, the length of normal seedlings obtained in a germination test with appropriate methodology by species was evaluated through analysis of digital images using the software ENVI EX and Quantum GIS, and a conventional (manual) . With the results obtained, it was possible to verify that the software ENVI EX and Quantum GIS are efficient to measure the seeds of Pinus taeda. The size of the seeds of E. saligna and E. dunnii influences on physiological quality, with higher seed medium and large to small. This influence is not observed in seeds of P. taeda. In addition, you can use the software cited in the measurement of seedlings of Eucalyptus saligna and Eucalyptus dunnii, replacing the conventional method / Propostas para a determinação da qualidade de sementes por meio de análise de imagens digitais de sementes e plântulas têm sido utilizadas visando à obtenção de informações objetivas, em período relativamente curto. No entanto, sua eficiência depende, principalmente, da espécie e de adequações nas metodologias. Desta forma, objetivou-se com esse trabalho: 1) avaliar a eficiência dos softwares ENVI EX e QUANTUM GIS na mensuração de sementes de Pinus taeda, em substituição ao método convencional; 2) determinar a influência do tamanho, avaliado por meio da análise de imagens, na qualidade fisiológica de sementes de Eucalyptus saligna, Eucalyptus dunnii e Pinus taeda.; 3) verificar a eficiência dos softwares ENVI EX e QUANTUM GIS na classificação do vigor de sementes por meio da análise das imagens digitais de plântulas de Eucalyptus saligna e E. dunnii, em substituição ao método convencional. Para atender aos objetivos 1 e 2, as sementes foram dispostas sobre um papel milimetrado e, em seguida, fotografadas e analisadas por meio dos programas ENVI EX e Quantum GIS, para a classificação das sementes. As sementes de Pinus taeda, antes de serem fotografadas, foram mensuradas com o auxílio de um paquímetro digital (forma convencional), para posterior comparação com os resultados obtidos pelos softwares. Em seguida, as sementes foram colocadas para germinar, separadas por classes de tamanho, além da testemunha (sem classificação). Para atender ao objetivo 3, o comprimento de plântulas normais, obtidas em teste de germinação realizado com metodologia adequada por espécie, foi avaliado por meio da análise das imagens digitais, utilizando os softwares ENVI EX e Quantum GIS, e de forma convencional (manual). Com os resultados obtidos, foi possível verificar que os softwares ENVI EX e QUANTUM GIS são eficientes para a mensuração das sementes de Pinus taeda. O tamanho das sementes de E. dunnii e E. saligna influencia na sua qualidade fisiológica, sendo sementes médias e grandes superiores às pequenas. Essa influência não é verificada em sementes de P. taeda. Além disso, é possível utilizar os softwares citados na mensuração de plântulas de Eucalyptus dunnii e Eucalyptus saligna, em substituição ao método convencional

Os efeitos ambientais negativos da urbanização podem ser mitigados pela presença de espaços verdes dentro e ao redor das cidades. Os elementos mais valiosos de tais áreas são reconhecidamente as árvores. Entretanto, existem também alguns riscos associados com a sua presença, os quais expressam a possibilidade de queda da árvore ou de seus galhos por perda de resistência biomecânica, resultando em perigo de morte e estragos a propriedades, bens e infraestrutura. Nesse sentido, a tomografia de impulso tem se mostrado como uma técnica bastante eficaz em detectar fragilidades biomecânicas no lenho. Considerando ainda que o vento é a principal força dinâmica atuante na copa das árvores, este estudo se propôs a (a) simular o comportamento dos ventos sobre a região do Parque Zoobotânico do Museu Paraense Emílio Goeldi, localizado em Belém-PA, durante quatro eventos de chuvas e ventos fortes usando o ENVI-met, (b) quantificar a perda de resistência biomecânica através da tomografia de impulso em 12 árvores presentes no referido parque e (c) identificar as árvores que possuem um maior risco de queda. Os modelos gerados pelo ENVI-met foram capazes de mostrar zonas de turbulência atuando sobre a copa das árvores tomografadas, e levando em conta a perda de resistência biomecânica, o Guajará foi identificado como apresentando o maior risco de queda entre todas as árvores estudadas. Concluiu-se que o ENVI-met prestou-se perfeitamente para a identificação de zonas de turbulência atuando na copa das árvores. Uma vez conhecidas essas turbulências e considerando a perda de resistência biomecânica acusada pela tomografia, ações de manejo pontuais podem ser propostas e executadas visando diminuir o risco de queda de árvores por ventos fortes em eventos futuros. / Negative environmental effects of urbanization can be mitigated by the presence of green spaces in and around cities. The most valuable elements of such green spaces are considered to be trees. Nonetheless, trees can pose some risks, which encompass the likelihood of mechanical failure of trunk or branches, causing injury to people or damaging buildings and properties. Accordingly, impulse tomography has proven to be a very effective technique in detecting biomechanical weaknesses in the wood. Considering wind as the main dynamic force acting on the tree crown, this study aimed to (a) simulate the behavior of winds over the region of the Goeldi Museum (located in Belém, Pará State, Brazil) during four events of heavy rain and strong winds using the ENVI-met software, (b) quantify the loss of biomechanical resistance for 12 trees located at the Museum and (c) identify trees with high possibility of failure. The models generated by ENVI-met were able to find areas of turbulence influencing the canopy of those trees. Together with the loss of biomechanical resistance, it was possible to identify the Guajará as having the greatest risk of failure among all the analyzed trees. It was concluded that ENVI-met represents a great tool in the identification of turbulence areas that influence trees. Once these areas are identified, and considering the loss of biomechanical resistance given by the impulse tomography, punctual management actions can be proposed and put into action for the sake of reducing risk of failure in future events of strong winds.

In last decades, the increase of megacities in many regions and particularly in developing countries, contributed to deplete rural landscape enhancing the urbanization impacts. Such urban settlements result in high greenhouse gas emissions and negative energy balances. By gathering millions of people, they develop a complex network of infrastructures, services, housings and factories. Climate impacts of metropolitan areas are universally recognized in the urban heat island (UHI) effect that entails the increase of average night temperatures relative to rural surroundings. New global challenges for urban agendas involve the restraint of urban sprawl, the enhancement of urban density and the mitigation of urban climate changes. Densification strategies had risen as key planning tools to be inserted in the urban development practice. Nevertheless, the integration of compact city pattern into the existing urban structure lead to dense arrangements of urban forms, changes transport models, raises human and energy exchanges, shaping new outdoor environments. In the framework of these transformations, the present work explored the interaction between morphological and climate urban variables in urban lands affected by on-going densification and verticalization processes. An integrated research procedure was developed and applied to a case study in the municipality of São Paulo, characterized by high-rise and low-rise zones under development subjected to a subtropical climate. The proposed procedure integrated field data collections, analysis of database and modeling techniques, addressing multiple scales of analysis. Climate and morphological features were gained by available city database, meteorological stations, Local Climate Zone (LCZ) maps, and further integrated by fieldworks. Numerical models were implemented as interpretation data tools to investigate the physical processes and to build the conceptual model of the interactions between urban morphology and climate. ENVImet and Grasshopper computational codes were used to simulate the existing case study area, as well as to implement numerical experiments (scenarios) in which different densification patterns were tested and compared. The calibration process of the ENVI-met model relied on prior sensitivity tests of input parameters in a smaller domain. Main findings underlined the high-rise buildings shading as the main climate driving force at subtropical latitudes, inducing different microclimates in the outdoor spaces. Compact low-rise areas were found highly affected by high temperatures, low-albedo materials and absence of vegetation. High-rise buildings arrangements were discussed focusing on the effects of buildings heights and spacing variability. Finally, results were summarized in urban design precepts helping climate-sensitive practices and understanding of urban lands in which densification and verticalization processes are in action. Design percepts included suggestions on building height and arrangement, materials and green infrastructure. The importance of a local-scale planning was also highlighted. / Nas últimas décadas, o aumento das megacidades em muitas regiões do mundo e particularmente nos países em desenvolvimento, contribuiu para recuo do ambiente rural, aumentando os impactos da urbanização. Grandes assentamentos urbanos resultam em altas emissões de gases de efeito estufa e balanços energéticos negativos. Ao reunir milhões de pessoas, as cidades contemporâneas desenvolvem uma complexa rede de infraestruturas, serviços, moradias e centros produtivos. Os impactos climáticos relacionados são universalmente reconhecidos no efeito de ilha de calor urbana (ICU), que implica o aumento das temperaturas médias noturnas em relação ao entorno rural. Novos desafios globais para as agendas urbanas envolvem a contenção da expansão urbana, o aumento da densidade populacional e a mitigação das mudanças climáticas. Assim, estratégias de densificação surgiram como ferramentas-chave de planejamento a serem inseridas na prática urbana. No entanto, a integração do padrão de cidade compacta na estrutura urbana existente leva a arranjos densos de formas urbanas, requerendo modificações nos modelos de transporte, aumenta as trocas de pessoas e de energia, moldando novos ambientes externos. No âmbito dessas transformações, o presente trabalho explorou a interação entre variáveis urbanas morfológicas e climáticas em áreas urbanas afetadas por processos de densificação e verticalização presentes e futuros. Um procedimento integrado de pesquisa foi desenvolvido e aplicado a um estudo de caso no município de São Paulo, caracterizado por zonas de grande e baixa altura em desenvolvimento, sujeitas a um clima subtropical. O procedimento proposto integrou coletas de campo, análise de conjuntos de dados e técnicas de modelagem, abordando múltiplas escalas de análise. Aspectos climáticos e morfológicos foram obtidos por meio de database disponibilizados pela Prefeitura, estações meteorológicas, mapas de Zonas Climáticas Locais (LCZs) e posteriormente integrados por trabalhos de campo. Modelos numéricos foram implementados como ferramentas de interpretação de dados para investigar os processos físicos e construir o modelo conceitual das interações entre morfologia urbana e clima. Os códigos computacionais ENVI-met e Grasshopper foram usados para simular a área de estudo, bem como para implementar experimentos numéricos (cenários) nos quais diferentes padrões de densificação foram testados e comparados. O processo de calibração do modelo ENVI-met baseou-se em testes de sensibilidade prévios, realizados sobre parâmetros de input em um domínio menor. Os principais resultados ressaltaram o sombreamento causado por grandes objetos construídos como a principal forçante climática nas cidades de latitude subtropical, induzindo diferentes microclimas nos espaços externos ao redor. Tecidos urbanos baixos e compactos foram encontrados afetados por altas temperaturas, materiais de baixo albedo e ausência de vegetação. Arranjos de edifícios altos foram investigados focando nos efeitos das alturas dos edifícios e na variabilidade do espaçamento entre eles. Por fim, os resultados foram resumidos em preceitos de desenho urbano que suportassem uma abordagem de projeto mais sensível ao clima, assim como a compreensão das áreas da cidade onde os processos de densificação e verticalização encontram-se ativos. Os preceitos de desenho urbano incluíam sugestões sobre a altura e disposição dos edifícios, materiais e infraestrutura verde. A importância de um planejamento em escala local também foi destacada.

Le phénomène d’ilot de chaleur urbain « ICU » souvent observé dans les villes à forte densité urbaine, provoque des impacts négatifs surtout sur le confort thermique extérieur et sur la consommation énergétique des bâtiments. D’où l’importance d’intégrer des dispositifs d’atténuation de ce phénomène dans la conception des projets et des espaces urbains. Cette thèse vise à étudier les effets des différentes stratégies de limitation d’ICU sur les paramètres microclimatiques sous climat méditerranéen. Le cas étudié est un quartier compact de la ville libanaise Beyrouth qui est classifié comme un territoire artificialisé. Jusqu’à présent, peu de recherches microclimatiques ont été réalisées pour le cas Libanais et il y absence des codes et des mesures d’adaptation luttant contre l’ICU. Des simulations numériques sont réalisées à l’aide d’un outil microclimatique « ENVI-met », permettant d’identifier le potentiel rafraichissant de chaque stratégie proposée. Ces stratégies sont basées sur l’augmentation de l’albédo des revêtements du sol et de l’enveloppe des bâtiments, l’augmentation des espaces verts et des surfaces végétalisées, ainsi que sur la mise en place des sources d’eau comme les fontaines et les brumisateurs. Les charges de climatisation relatives à chaque mesure d’atténuation ont été évaluées à l’aide du couplage des données extraites avec ENVI-met avec le logiciel Hourly Analysis Program. Le travail de cette thèse a présenté la capacité des scenarios proposés à modifier les charges de climatisation sensibles ainsi que celles latentes. Le confort du piéton est aussi étudié en analysant l’indice de confort PET. / The urban heat island "UHI" phenomenon, frequently detected in cities with high urban density, leads to negative impacts especially on outdoor thermal comfort and buildings energy consumption. Accordingly, it is important to integrate mitigation measures into the design of projects and urban spaces. This thesis aims to study the effects of different UHI limitation strategies on microclimatic parameters in Mediterranean climate. The case of study is a com pact district of the Lebanese city Beirut which is classified as an artificial territory. Little microclimatic researches have been done for the Lebanese case and there is a lack of codes and adaptation measures to mitigate the effect of UHI. Numerical simulations are realized using "ENVI-met" software, to identify the cooling potential of each proposed strategy. These strategies are based on increasing the albedo of urban surfaces and buildings facades and roofs, increasing green spaces and vegetation surfaces, as well as the implementation of water sources such as fountains and water sprays. The cooling loads for each mitigation strategy were evaluated by linking ENVI-met results to the “Hourly Analysis Program” software. This thesis presented the capacity of the proposed scenarios to modify the sensible and latent cooling loads. The pedestrian comfort is also studied by analyzing the index of comfort PET.

Muitos são os benefícios provenientes da arborização de vias públicas, como aumento da vida útil do asfalto por meio do sombreamento, filtragem de poluentes, absorção de CO2, interceptação da água da chuva e da radiação solar e mitigação de ilhas de calor; porém, por questões culturais, é considerada muitas vezes pela população como algo negativo, cujas folhas entopem calhas, raízes destroem calçadas, troncos e folhas atrapalham fiação elétrica e, principalmente, elas estão susceptíveis às quedas. A pesquisa teve como objetivo estudar o comportamento das quedas de árvores no município de Piracicaba/SP, Brasil, com atenção especial ao regime de ventos na cidade, baseado em dados fornecidos pelo Corpo de Bombeiros de Piracicaba, Secretaria de Defesa do Meio Ambiente de Piracicaba (SEDEMA) e Estação Meteorológica da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ). De caráter inédito, o principal resultado foi a relação direta entre quedas e zonas urbanizadas, que, em constantes alterações no uso do solo, acabam por danificar a sustentação das árvores (raízes), fato justificado pela alta concentração de quedas na parte central (36,7%), com destaque para as estações da primavera e do verão, ou seja, ventos e chuvas, na qual, juntas, somaram 78,0% do total. O período de retorno esperado para ventos superiores a 75 km h-1, classificados como temporais na Escala de Vento de Beaufort, foi de 2,8 eventos por ano. Enquanto verificou-se o predomínio de ventos alísios de sudeste, pertencentes ao quarto quadrante, a direção das rajadas de vento teve maior variação e, assim, com predomínio daqueles ventos, é recomendável instalações de parques industriais nas zonas norte, noroeste e oeste, haja vista a importância de evitar que os poluentes adentrem a cidade. As espécies de maior vulnerabilidade foram: Pachira aquatica Aubl. (monguba), Handroanthus sp. (ipê roxo) e Tipuana tipu (Benth.) Kuntze (tipuana). Por meio de simulação microclimática computacional, utilizando o programa ENVI-met versão 3.1, em dois estudos de caso, sendo um em bairro residencial e outro na Praça José Bonifácio, foi possível identificar locais de maior atenção quanto às quedas de árvores, em função da rugosidade do local, capaz de alterar a velocidade e a direção do vento. / There are many benefits from public roads afforestation, such as longer pavement life through shading, filtering pollutants, CO2 absorption, intercepting rainfall and solar radiation and mitigating heat islands; however, due cultural issues, is often regarded by the population as something negative, whose leaves clog gutters, roots destroy sidewalks, stems and leaves disrupt electrical wiring and, mainly, they are susceptible to falls. The research aimed to study the behavior of falling trees in Piracicaba/SP, Brazil, with special attention to the wind regime in the city, based on data provided by the Piracicaba Fire Department, Secretariat of Defense of the Environment of Piracicaba (SEDEMA) and Meteorological Station Luiz de Queiroz College of Agriculture (ESALQ). From unedited character, the main result was the direct relationship between falls and urbanized areas, which, in constant changes in land use, end up damaging the support of trees (roots), a fact explained by the high concentration of falls in the central part (36.7%), highlighted to the spring and summer seasons, i.e., winds and rains, which, together, totaling 78.0% of the total cases. The payback period expected to winds who exceeding 75 km h-1, classified as storms in the Beaufort Wind Scale, was 2.8 events per year. While there was a predominance of trade winds from the Southeast, belonging to the fourth quadrant, the direction of the gusts of wind had greater variation and, thus, with those predominant winds, it recommend installation of industrial parks in North, Northwest and West areas, since the importance of avoiding that pollutants enter into the city. The most vulnerable species were: Pachira aquatica Aubl. (Guiana Chestnut), Handroanthus sp. (Purple Ipe) and Tipuana tipu (Benth.) Kuntze (Tipuana). Through computational microclimate simulation, using the software ENVI-met version 3.1, in two case studies, being one in a residential area and another in the José Bonifácio Square, it was possible to identify locals of more attention as the falling trees, based on the local roughness, able to change the speed and direction of the wind.